6.9. Grafické karty

První grafickou kartou v počítačích IBM PC byla karta CGA (Color Graphics Adapter). Zachovávala kompatibilitu s televizními přijímači a poskytovala rozlišení 320x200 bodů se 4 barvami. Obsahovala paměť 16KB.

MDA (Monochrome Display Adapter) - měla jen 4KB paměti a uměla zobrazovat pouze text ve dvou barvách. Matice pro znak se skládala z 9x14 pixelů. V jednom počítači bylo možné použít dva adaptéry (MDA a CGA).

Hercules Graphics Card (1982) - tato karta umožňoval v textovém režimu stejné možnosti jako MDA a navíc zvládala monochromatický grafický režim s rozlišením 720x348 bodů.

V roce 1984 uvedla firma IBM na trh adaptér EGA (Enhanced Graphics Adapter), který dovoloval z palety 64 barev zobrazit 16 barev. Rozlišení karty bylo 640x350 pixelů a matice pro znak se skládala z 8x14 pixelů. Byl stanoven i standard Super EGA.

S řadou počítačů PS/2 se objevil další standard - VGA (Video Graphics Array). Je plně slučitelný s adaptérem EGA. Maximální rozlišení je 640x480 bodů při 16 barvách z palety 262144 barev (218). Super VGA - zvětšuje schopnosti VGA adaptéru.

Většina grafických karet obsahuje tyto základní části:

- grafický procesor (čip), který zpracovává instrukce od procesoru a provádí vlastní výpočty pro ulehčení práce CPU. Dále zajišťuje předání zpracovaných dat převodníku, který je pak posílá monitoru. Většinou se dnes jedná o 64 nebo 128 bitový čip.

- digitalně-anologový převodník DAC (Digital Analog Converter) - pro převod digitálního signálu na analogový a naopak. Je prostředkem mezi digitálně pracující grafickou kartou a analogově řízeným monitorem.

- paměť - do této paměti se ukládají veškeré informace o zobrazovacích bodech. Dnes se nejčastěji používají paměti SDRAM, dříve se používaly DRAM, EDO RAM, VRAM. Čipy DRAM májí jediný port, pomocí kterého musí provádět aktualizace i zobrazování. Čipy VRAM mají porty dva, umožňují tedy současný zápis dat procesorem a manipulaci s daty od grafického procesoru (lze najednou číst i zapisovat). U levných a starších karet se kapacita paměti pohybuje do 2 MB, u novějšíh karet od 4 do 32 MB. Na velikostí paměti závisí rozlišení a barevná hloubka, která bude monitorem zobrazována (1MB - 1024x768 bodů při 256 barvách, 2MB - 800x600 při 16,7 milionů barev, 4 MB - 1280x1024 bodů při 16,7 miliónech barev).

- grafický BIOS - při startu systém vyhledá v grafickém BIOSu spouštěcí kód, který identifikuje grafickou kartu a její softwarové přerušení. Pro zlepšení výkonu se grafický BIOS kopíruje do systémové paměti.

Některé grafické karty obsahují rovněž čipy pro zrychlení reprodukce videa. Tyto urychlovače nejen zrychlí přehrávání video signálu, ale dokáží zachovat ostrost původního videa i při zvětšení prohlíženého okna a to bez ztráty rychlosti. I při maximálním obrazu lze přehrávat rychlostí až 30 obrázků za sekundu.

Dnes jsou grafické karty připojovány ke sběrnicím přes sloty PCI a častěji AGP, dříve VL-Bus, ISA, EISA nebo NuBus (u počítačů Macintosh). Rozhraním pro monitor je 15 kolíkový konektor (VGA) typu FD15HD nebo USB.

6.10. CRT monitory

CRT (Cathode Ray Tube) monitory patří mezi základní výstupní zařízení u osobních počítačů. Princip obrazovky monitorů je stejný jako u televizorů. V obrazovce proudí toky elektronů, které dopadají na citlivou luminiscenční vrstvu na stínítku, která se nárazem elektronů rozzáří. Elektrony jsou s přímého směru vychylovány pomocí vychylovacích cívek. Každý barevný bod je tvořen trojicí bodů v základních barvách (červená, zelená, modrá). Body jsou podle stínící masky na vrcholech trojúhelníka (delta systém) nebo vedle sebe (Trinitron). Rozteč bodů (vzdálenost mezi trojicemi základních bodů) je u běžných monitorů 0,28mm.

Vertikální frekvence (obnovovací frekvence) - je vlastnost monitorů, která udává kolikrát za sekundu se vykreslí celá obrazovka. Jednotlivé obrazovkové body (pixely) se vykreslují od bodu v levém horním rohu obrazovky po řádcích postupně k pravému dolnímu bodu. Dříve se používal prokládaný režim (interlaced), kdy se nejprve vykreslily jen liché a pak sudé řádky. Dnešní monitory převážně pracují v režimu non-interlaced (neprokládaném). Obnovovací frekvence u monitoru by měla být minimálně 70 Hz non-interlaced a raději více. Kvalitní grafické karty a monitory umožňují pracovat s obnovovací frekvencí i přes 100 Hz, což výrazně šetří zrak a zmírňuje únavu, neboť obraz méně kmitá.

Horizontální (řádková) frekvence - např. aby obrazovková obnovovací frekvence byla 75 Hz při rozlišení 1024x768 bodů, musí platit 768 řádků krát 75 Hz = 57,6 KHz. K tomuto výsledku je potřeba přičíst několik procent navíc pro zpětný chod elektronového paprsku, takže výsledná řádková frekvence bude asi 60 KHz.

Úhlopříčka monitorů - dnešní rozměry monitorů jsou 14” a15” pro běžnou kancelářskou práci. Pro profesionální grafické práce (CAD, DTP) se používají monitoru o velikostí 17”, 20” a 21”. Jejich ceny jsou ovšem velmi vysoké.

Rozlišení závisí velkou měrou na použité grafické kartě. Běžné 14” a 15” monitory pracují většinou s rozlišením 640x480 nebo 800x600 bodů. 17” monitory používají nejčastěji 800x600 nebo 1024x768 bodů a 21” monitory až 1600x1200 bodů.

Overscan - možnost úpravy tmavého okraje obrazovky.

Konvergence udává přesnost rozsvícení barevného bodu

Moderní monitory mají digitální ovládání parametrů – OSD (On Screen Display).

Monitory umožňují v případě nečinnosti systému přepnout se do šetřícího režimu, kdy odebírají jen několik procent energie základní spotřeby (standardy Energy Star, Nutek, TCO95).

Většina dnešních monitorů splňuje přísné ustanovení o sníženém elektromagnetickém vyzařování (Low Radiation, MPR, MPR II, TCO).

6.11. LCD (Liquid Crystal Display)

Tyto zobrazovací jednotky pracují na zcela jiném principu než klasické monitory. Principem je natáčení anizotropních molekul v elektrickém poli. Zobrazovací jednotka je tvořena tzv. tekutými krystaly. Tyto displeje se používají hlavně u přenosných zařízení. Jejich výhodou jsou malé rozměry (malá tloušťka) a nízká hmotnost, nízká spotřeba, neemitují škodlivé záření, mají téměř nulové zkreslení, neblikají a neoslňují. Mezi nevýhody patří složitá a drahá technologie, omezená úhlopříčka obrazovky (nejčastěji 10” - 13”), menší úhel pohledu, menší rozlišení. Displej nevyzařuje světlo, ale pouze světlo odráží. Za špatného osvětlení tedy není vidět obsah na stínítku. Displeje je nutné pak prosvětlovat. U aktivních TFT (Thin Film Transistor) LCD je v každém zobrazovacím bodu jeden (monochromatický LCD) nebo tři (barevný LCD) tranzistory. Poškodí-li se při výrobě jeden z těchto tranzistorů, bod se na stínítku nebude nikdy zobrazovat.

6.12. Klávesnice

Jedná se o nejběžnější vstupní zařízení osobních počítačů. Připojují se k PC nejčastěji přes DIN konektor nebo konektor PS/2. Dříve měly klávesnice 83 respektive 84 kláves (PC XT), dnes jsou nejběžnější klávesnice s 101 resp. 102 klávesami. Pro práci v operačním systému Windows 95 se přidávají další speciální klávesy.

Pro zvýšení ergonomie práce se vyrábějí ergonomické klávesnice s jiným než klasickým rozložením kláves, klávesnice s kloubem atd. Některé klávesnice obsahují rovněž zařízení pro změnu polohy kurzoru, nejčastěji trackball nebo trackpad.

Při stisku určité klávesy se generuje tzv. makecode (scancode) a při uvolnění breakcode, který má hodnotu o 128 vyšší než makecode. Velikost zdvihu kláves je asi 4 mm. Okamžik sepnutí je kolem 2 mm a zbytek slouží k “ubrzdění” klávesy. S řídícími klávesami se zachází jinak než s datovými. Existují dvě skupiny:

1) např. CTRL - je potřeba detekovat, zda klávesa je stisknuta
2) např. Insert - detekuje se, zda klávesa byla stisknuta

Autorepeat - po prodlevě v době stisku, klávesa generuje opakovaně kód, dokud ji neuvolníme. Doba prodlevy se dá nastavit v BIOSu nebo příkazem MODE. (př. MODE CON DELAY=X RATE Y; X=0.25 - 1 sec, y=2 - 30 Hz)

6.13. Polohovací zařízení

Zařízení slouží k pohybu kurzoru po obrazovce. Nejobvyklejším polohovací zařízením je počítačová myš. Většina myší obsahují kuličku, která přenáší pohyb přes dva na sebe vzájemně kolmé válečky. Nevýhodou myší je časté zanášení kuličky a válečků. Na povrchu polohovacího zařízení jsou tlačítka k dalšímu ovládání. Jedno tlačítko používají například počítače Macintosh, dvě tlačítka se používají v MS Windows, některé programy využívají rovněž tří tlačítka či další ovládací prvky. Myši se k počítači připojují přes sériový port (9 kolíků), PS/2 nebo USB. Důležitým parametrem je rozlišení, které myš je schopná detekovat. Hodnoty se pohybují v rozmezí 300 až 600 dpi. Vyšší rozlišení znamená rychlejší a přesnější pohyb kurzoru.

Dalšími polohovacími zařízeními, které jsou používané převážně u přenosných počítačů, jsou: trackball, trackpoint a touchpad. Trackball je vlastně obrácená myš. Nevýhodou je obtížnější ovládání kurzoru a rychlejší zanášení kuličky. Trackpoint - jedná se o malý tlačítkový výstupek ve tvaru válečku nacházející mezi řadami kláves na klávesnici (obvykle mezi klávesami G,H a B). Používá se hlavně u přenosných počítačů firmy IBM. Trackpad neboli touchpad - tato dotyková destička se stále více používá jako polohovací zařízení přenosných počítačů. Většinou se mnohem lépe ovládá než trackball nebo trackpoint a nezanáší se nečistotami prstů.

V oblasti CAD a grafických aplikací náročnější na přesnost kreslení se místo myší používají tablety. Jedná se o na dotyk citlivou desku, po které se uživatel pohybuje hrotem speciální “tužky”. Výhodou je přesnější práce díky absolutnímu polohování.

Pro počítačové hry se používá joyistick nebo gamepad.

6.14. Zvukové karty

Toto zařízení umožňuje pracovat se zvuky na PC. Zajišťuje tři základní úkoly: převádí analogové zvukové signály (např. z mikrofonu) a digitální (např. z CD) mezi sebou. Vyrábí různé zvuky a tvoří rozhraní mezi počítačem a jednotkou CD-ROM. Dříve se používaly hlavně 8 bitové, dnes převážně 16 bitové zvukové karty kompatibilní se standardem Sound Blaster, Sound Blaster Pro. Levnější karty využívají tzv. FM syntézu, kde zvuky se vytvářejí se základního vzorku a tudíž kvalita zvuků není příliš vysoká. Karty pro kvalitnější práci se označují jako WAVE Table, kde v paměti je řada nahraných zvuků.

Vzorkovací frekvence - pro kvalitní zvuk by měla být co největší, minimálně 40 kHz. Nejlépe alespoň 44,1 kHz, což je hodnota používaná u CD. Kvalitní zvukový záznam však zabírá hodně místa na disku. Příklad: Mono zvuk, 8 bitů, 44,1 kHz potřebuje pro zaznamenání 1 minuty až 2,5 MB diskového prostoru. Stereo zvuk, 16 bitů, 44,1 kHz potřebuje pro záznam 1 minuty již 10,5 MB diskového prostoru.

Na zadním panelu zvukové karty najdeme nejčastěji tyto konektory: FD15 pro MIDI zařízení nebo joystick, kulaté konektory (Jack) pro sluchátka nebo reproduktory, pro mikrofon a Line-in konektor pro ostatní audio zařízení (např. magnetofon).

 Další kapitola