Организация и функционирование компьютеров

Если процессор имеет тактовую частоту выше частоты системной шины и/или способен исполнять несколько инструкций в одном такте, он может полностью использовать пропускную способность шины. Это приводит к задержкам, существенно снижающим производительность процессора. Увеличение пропускной способности требует увеличения либо тактовой частоты, либо разрядности шины данных.

1.5.4. Монитор.

Монитор (дисплей) компьютера предназначен для вывода на экран текстовой и графической информации. Экран монитора представляет собой прямоугольную таблицу из светящихся точек разного цвета. Однако в реальности точки группируются, причем в разных режимах по-разному. Мониторы персональных компьютеров могут работать в двух режимах: текстовом или графическом. В текстовом режиме экран монитора делится строками и столбцами на клетки (в персональных компьютерах экран чаще всего состоит из 25 строк и 80 столбцов). Каждая клетка предназначена для одного символа. Все возможные символы сведены в специальную таблицу, содержащую чаще всего 256 символов. Таблица символов включает большие и малые латинские буквы, цифры, определённые символы, символы кириллицы, а также псевдографические символы, используемые для вывода на экран таблиц и диаграмм, построения рамок вокруг участков экрана и так далее. Технически каждый символ представляет собой картинку в клетке, нарисованную отдельными точками монитора. Эти картинки хранятся в специальной памяти монитора и рисуются аппаратными средствами монитора. Каждой ячейке экрана может соответствовать свой цвет (отдельно цвет символа и цвет фона), что позволяет выводить на экран цветные надписи.

В текстовом режиме для полного описания экрана (в случае 25 строк и 80 столбцов) необходимо задать 25*80 = 2000 символов, и для каждого из них, кроме того, указать цвет символа и цвет фона. Всего различных цветов в текстовом режиме 16, и поэтому для задания цвета достаточно 4 разряда, то есть полбайта. Итого, для одного символа нужно иметь один байт для кода символа и один байт для цветов символа и фона. Всего на один экран требуется 4000б. Реально в текстовом режиме поддерживается не одна, а несколько видеостраниц размером 4000б каждая, описывающих разные варианты видеоэкрана. Для быстрой смены экрана монитора необходимо задать полный вид экрана на одной из запасных видеостраниц, а затем просто переключить монитор на эту страницу, и на экране при очередном выводе изображения появится полностью новая картинка.

В графическом режиме экран состоит из точек, полученных разбиением экрана на большое количество строк и столбцов. Эти точки называются пикселами. Количество пикселов на экране называется разрешающей способностью монитора в данном режиме. Сейчас мониторы персональных компьютеров могут работать в режимах 480*640, 600*800, 768*1024, 864*1152 или 1024*1280 пикселов. Каждый пиксел может быть окрашен в один из возможных цветов. В различных режимах работы монитора число различных цветов может составлять 24=16, 28 =256, 216 = 65536 или 224 = 16 777 216. Для описания цвета пиксела в этих режимов нужно выделить соответственно полбайта, один байт, два байта и три байта. Из окрашенных пикселов составляется любое изображение, в том числе надписи.

Информация, задающая изображение на экране монитора, хранится в памяти специального вида, которая называется видеопамятью. Логически видеопамять представляет собой участок оперативной памяти и характеризуется выделенным диапазоном адресов. Физически это отдельное устройство, вмонтированное в монитор (в отличие от остальной оперативной памяти, которая монтируется на материнской плате в системном блоке). Когда монитор работает в текстовом режиме, он через определенные промежутки времени (примерно 70 раз в секунду) считывает информацию из соответствующего участка памяти и воспроизводит ее на экране. При этом изображения символов хранятся в специальной таблице изображений символов. Каждый символ в этой таблице все равно строится из точек – пикселов. Например, при разрешающей способности экрана 600*800 и при размерах экрана в текстовом режиме 25*80 на каждый символ приходится прямоугольник размером 24*10 пикселов.