Техническое обслуживание, поиск и устранение неисправностей видеосистемы ПК

Содержание 

Введение 4

1 Видеосистема  ПК 5

1.1 Понятие  видеосистемы ПК. Назначение и  состав 5

1.2 Основные  фирмы-производители видеосистемы  ПК 17

1.3 Программное  и аппаратное тестирование видеосистемы  ПК 20

2 Устройство  видеосистемы. 26

2.1 Устройство  ЖК монитора 26

2.2 Устройство  видеокарт 28

Заключение 

Список  используемой литературы 30

Ведомость чертежей 31

Лист замечаний 32

Рецензия преподавателя 33

 

Введение   

1 Теоретическая часть

1.1 Техническое назначение и устройство видеосистемы ПК 

     Видеосистема  компьютера – совокупность трех компонентов: монитора, видеоадаптера и драйверов видеосистемы.

     Персональный  компьютер смог стать привлекательным  вычислительным средством благодаря  интерактивности взаимодействия с  пользователем. Основной поток исходной информации PC визуальный, причем информация представляется как в текстовом, так и в графическом виде.

     В первые годы существования PC его видеосистемой называли средства вывода текстовой информации, чаще всего использовали мониторы с электронно-лучевыми трубками. Адаптеры, которые позволяют подключать монитор к шине компьютера, называли видеоадаптерами, и подразделяли на: алфавитно-цифровых и графических. Последние кроме графической позволяли выводить и текстовую информацию. Вся выведенная информация формировалась под управлением системных и прикладных программ. По мере "взросления", на PC стали сваливать и, как казалось раньше, неподъёмную ношу воссоздание и обработки телевизионных изображений, которые двигаются, такого названного "живого видео". Так назрела необходимость корректировки терминологии.

     Видеосистема  современного компьютера состоит из обязательной графической подсистемы (формирующей изображение программно) и дополнительной подсистемы обработки  видеоизображений. Обе этих составляющей части обычно используют общий монитор, а соответствующие аппаратные средства системного блока могут располагаться  на раздельных картах разного функционального  назначения или совмещаться на одном  комбинированном адаптере, что уместно  назвать адаптером дисплея (Display Adapter). 

     1.1.1 Видеокарта 

     Для обработки видеоинформации и управлением вывода на экран монитора служит видеоадаптер или  видеокарта. На современные видеокарты устанавливается видеопроцессор. Видеопроцессор представляет собой сложную схему управления,  сравнимую по сложности с центральным процессором. Видеопроцессор, работающий   с видеопамятью, обладает высокой производительностью. Пересылка данных между видеопроцессором и видеопамятью производится по внутренней шине, это быстрые передачи. Пересылка из основной памяти в видеопамять обычно происходит значительно медленнее, поскольку блок данных из основной памяти должен пройти по системной шине данных (которая уступает шине видеоданных по разрядности), затем через интерфейс видеошины, попасть на внутреннюю шину видеоадаптера и лишь затем в видеопамять. При пересылке данных между двумя шинами необходимо синхронизировать работу главного процессора с видеопроцессором. Упрощенная модель работы основных компонентов видеосистемы компьютера показана на рисунке 1.

     Рисунок 1 – Примерная архитектура видеосистемы 

       Видеопроцессор производит обработку  графических функций, требующих  интенсивных вычислений, в результате, разгружается центральный процессор  вычислительной  системы. Отсюда  следует, что видеопроцессор должен  оперировать своей собственной  памятью. Тип памяти, в которой  хранятся графические данные  называется буфер кадра (frame buffer). В системах, ориентированных на  обработку 3D приложений, требуется  еще и наличие  специальной  памяти, называемо z-буфер (z-buffer), в котором хранится информация  о глубине изображаемой сцены.  В  некоторых системах может  иметься собственная память текстур  (texture memory), т.е. память для хранения  элементов, из которых формируются  поверхности объекта. Наличие  текстурных карт ключевым образом  влияет на реалистичность изображения  трехмерных сцен. 

     1.1.2 Видеопамять компьютера 

     Для обеспечения скоростного обмена данными с видеосистемой компьютера используется специальная двухвходовая память VRAM. В такой памяти чтение данных из памяти для воспроизведения  их на экране видеомонитора и обновление данных процессором может осуществляться одновременно. Альтернативой VRAM считается  память WRAM, также двух портовая. От традиционной, типа VRAM, она отличается большей на 50% скоростью доступа и наличием встроенной поддержки ряда массовых операций. В частности, она ускоряет пересылки выровненных данных, что особенно удобно при копировании экранного буфера как целого и операциях заливки прямоугольных областей. Более плотная упаковка транзисторов на кристалле обусловила снижение себестоимости этой памяти по сравнению с VRAM приблизительно на 20%.

     Еще один способ увеличения скорости обмена данными с памятью - увеличение ширины шины доступа к памяти. Видеоадаптеры  с 32-разрядной шиной данных применяются  сейчас только в системах начального уровня. Стандартом на сегодняшний  день стали 64-разрядные видеоадаптеры  и 128 - разрядные. Для того чтобы использовать все линии шины данных, надо либо сформировать многобанковую память большого объема на микросхемах DRAM или EDO DRAM, либо воспользоваться  памятью multibank DRAM (MDRAM). Архитектура MDRAM обеспечивает ширину шины 128 разрядов при общем  объеме памяти всего 2 Мбайт. Применение многобанковой памяти в графических  картах имеет смысл еще и потому, что ее можно наращивать относительно небольшими квантами. Это единственная архитектура, позволяющая имея на плате  всего 2 Мбайта памяти, обеспечить поддержку  режима TrueColor при разрешении 1024x768. Графическая  плата на основе традиционных микросхем DRAM или VRAM для работы в этом режиме должна содержать 4 Мбайта памяти. У  некоторых видеоадаптеров, предназначенных  для САПР, ширина шины данных 192 разряда. В них вместо одного видеопроцессора  используется сразу три, по числу  базовых цветов. Такие платы плохо  приспособлены для данных мультимедиа, поскольку преобразование цветовых координат занимает в них слишком  много времени. Альтернативой MDRAM служит технология Rambus, которая также позволяет  повысить скорость обмена с памятью  при увеличении ширины шины. Для  персональных компьютеров из-за наличия  КЭШ- памяти эффект от применения EDO DRAM в качестве основной памяти, как  правило, не превышает нескольких процентов, для графических плат он весьма значителен. Еще большее ускорение дает память SGRAM (вариант SDRAM, адаптированный для  применения в видео картах).

     Несмотря  на то, что стоимость микросхем памяти постоянно снижается, "вклад" памяти видеоадаптера в общую стоимость системы продолжает оставаться заметным. В то же время во многих типичных офисных приложениях, работающих в текстовом режиме, она используется всего на 10 - 20%., так нельзя ли в качестве графической памяти применять основную память компьютера, тем более что с появлением EDO DRAM, BEDO DRAM или SDRAM процесс чтения из нее значительно ускорился? Оказывается можно. Это решение называется Unifited Memory Architecture (UMA). В архитектуре UMA часть основной памяти компьютера резервируется для графики, а отдельный кадровый буфер отсутствует вовсе. Такое решение позволяет разработчикам интегрированных материнских плат существенно сэкономить на графической подсистеме.

     Для приложений, где генерацию всего  изображения на экране полностью  выполняет ЦП, такая организация  видеоподсистемы имеет существенные преимущества. 

     1.1.3 Монитор 

     Монитор — это устройство вывода графической  и текстовой информации в форме, доступной пользователю. Мониторы входят и состав любой компьютерной системы. Они являются визуальным каналом  связи со всеми прикладными программами и стали жизненно важным компонентом при определении общего качества и удобства эксплуатации всей компьютерной системы.

     Он  характеризуется несколькими свойствами:

• Цвет – практически все выпускаемые сейчас мониторы имеют возможность выводить цветное изображение. Количество одновременно отображаемых цветов зависит от другого компонента видеосистемы – видеоадаптераю.
• Размер – длина диагонали, измеряемая в дюймах: 14, 15, 17, 19, 21. Больший размер монитора позволяет получать при прочих равных условиях большее и лучшее изображение, что положительно сказывается на зрении пользователя. Фактическим стандартом стали мониторы с диагональю в 15 дюймов.
• Зерно – всякое изображение на мониторе строится из множества минимально возможных точек (в ранних моделях адаптеров (CGA, EGA) такая точка была различима визуально). Размер каждой из них – одна из основных характеристик монитора. Стандарт в этом – 0.28 мм. Лучшие модели имеют точку 0.27, 0.25 и даже 0.21 мм.
• Максимальное разрешение – фактически этот параметр зависит от размера монитора, размера точки и характеристик видеоадаптера (в частности, объёма памяти). Фактическим стандартом стало разрешение 800 на 600 точек; лучшие модели предоставляют возможность вывода изображения с разрешением 1600 на 1280 точек.
• Вертикальная развёртка – это свойство описывает частоту смены изображений на экране. Чем выше этот показатель, чем устойчивее картинка дисплея. Среди стандартных значений – 60, 75, 85 Гц (по сегодняшним эргономическим требованиям ассоциации VESA минимальная допустимая частота смены кадров для монитора равна 85 Гц).

     По  устройству мониторы можно разделить  на:

• Мониторы с электронно-лучевой трубкой (CRT — Cathode Ray Tube). Как видно из названия, в основе всех подобных мониторов лежит катодно-лучевая трубка, но это дословный перевод, технически правильно говорить электронно-лучевая трубка (ЭЛТ). Используемая в этом типе мониторов технология была разработана много лет назад и первоначально создавалась в качестве специального инструментария для измерения переменного тока, проще говоря, для осциллографа. Схема ЭЛТ монитора показана на рисунке 2.

     Рисунок 2 – Схема ЭЛТ монитора 

     

• LCD Жидкокристаллические  мониторы (LCD – Liquid Crystal Display) сделаны из вещества, которое находится в жидком состоянии, но при этом обладает некоторыми свойствами, присущими кристаллическим телам. Фактически это жидкости, обладающие анизотропией свойств, связанных с упорядоченностью в ориентации молекул. Жидкие кристаллы были открыты давным-давно, но изначально они использовались для других целей. Молекулы жидких кристаллов под воздействием электричества могут изменять свою ориентацию и вследствие этого изменять свойства светового луча, проходящего сквозь них. В результате дальнейших исследований стало возможным обнаружить связь между повышением электрического напряжения и изменением ориентации молекул кристаллов для обеспечения создания изображения. Пример LCD монитора показан на рисунке 3.

Рисунок 3 – LCD монитор 

     

• Плазменные  мониторы (PDP – Plasma Display Panels и FED - Field Emission Display) Такие крупнейшие производители, как Fujitsu, Matsushita, Mitsubishi, NEC, Pioneer и другие, уже начали производство плазменных мониторов с диагональю 40" и более, причем некоторые модели уже готовы для массового производства. Работа плазменных мониторов очень похожа на работу неоновых ламп, сделанных в виде трубки, заполненной инертным газом низкого давления. Плазменные экраны создаются путем заполнения пространства между двумя стеклянными поверхностями инертным газом, например аргоном или неоном. Фактически каждый пиксель на экране работает, как обычная флуоресцентная лампа. Высокая яркость и контрастность наряду с отсутствием дрожания являются большими преимуществами таких мониторов. Кроме того, угол по отношению к нормали, под которым можно увидеть качественное изображение на плазменных мониторах, существенно больше, чем в случае с LCD-мониторами.

     Главными  недостатками такого типа мониторов  является довольно высокая потребляемая мощность, возрастающая при увеличении диагонали монитора, и низкая разрешающая  способность, обусловленная большим  размером элемента изображения. Из-за этих ограничений такие мониторы используются пока только для конференций, презентаций, информационных щитов, т. е. там, где требуются большие  размеры экранов для отображения  информации. Однако есть все основания  предполагать, что в скором времени  существующие технологические ограничения  будут преодолены, а при снижении стоимости такой тип устройств  может с успехом применяться  в качестве телевизионных экранои  или мониторов для компьютеров.