наиболее существенные различия и покажем, как они соотносятся с теми
сведениями, которые мы приводим в настоящей и следующей главах.
Прежде всего, следует отметить, что к персональному компьютеру в
качестве дополнительных плат могут быть подключены два дисплейных адаптера
- одноцветный (монохромный) и цветной графический. Дисплейный адаптер
связывает компьютер с монитором дисплея с помощью микросхемы, называемой
контроллером электронно-лучевой трубки (экрана). Адаптер имеет также ряд
программируемых портов ввода-вывода, генератор символов в ПЗУ и
оперативную память, которая хранит информацию, выводимой на экран
информации.
Изображение на экране, как уже указывалось выше, генерируется в двух
основных режимах - текстовом и графическом. В текстовом режиме на экран
выводятся только символы, хотя многие из этих символов можно использовать
для построения простых линейных конструкций. Графический режим
используется главным образом для представления сложных изображений (схем,
графиков, диаграмм, рисунков и т.п.), хотя и допускает возможность
представления символов различного размера и формы (формата).
Одноцветный адаптер предназначен для использования только с
монохромным экраном дисплея фирмы IBM. Монохромный дисплей не может
воспроизводить цвет и графику. Он предназначен только для работы в
текстовом режиме, т.е. может представлять только текстовые символы и
простейшие конструкции (диаграммы), синтезируемые из символов, записанных
в ПЗУ в коде ASCII. Многие пользователи предпочитают цветному графическому
дисплею монохромный (одноцветный), поскольку с него легче производить
считывание информации. Но, выбирая монохромный дисплей, они жертвуют
графическими возможностями и цветом - двумя очень ценными качествами
дисплея.
Цветной графический адаптер может работать с различными типами
дисплеев. Он имеет выходные гнезда для двух видов подключений и поэтому
допускает подключение разнообразных видеотерминалов. На одном из выходов
формируется единый составной сигнал цветного изображения. На другом -
отдельные сигналы для трех основных цветов - красного, зеленого и синего;
эти сигналы получили обобщенное название - RGB-сигнала. Этот адаптер может
работать как в текстовом, так и в графическом режимах, формируя на экране
изображения и символы нескольких форматов и различных цветов. Он
разработан для работы с любыми видами дисплеев от обычного телевизора до
цветного монитора с высокой разрешающей способностью.
К RGB-выходу подключаются специальные дисплеи, известные под
названием RGB-мониторов. К выходу составного сигнала могут быть подключены
цветные дисплеи соответствующего типа. К этому же выходу подключаются и
обычные цветные телевизоры, снабженные частотным преобразователем. Все
перечисленные здесь типы дисплеев способны воспроизводить цвет.
К выходу составного сигнала можно также подключать черно-белый
компьютерный дисплей. В этом случае на вход дисплея поступает сигнал
цветности, который, однако, не может быть в полной мере воспроизведен
средствами дисплея. При использовании такого дисплея теряется возможность
воспроизведения цвета, а также высокое качество и четкость монохромного
дисплея фирмы IBM. Это самый дешевый способ отображения информации на
экране.
Для преодоления ограничений, присущих одноцветному адаптеру,
некоторые фирмы-изготовители перешли к выпуску разновидностей одноцветного
адаптера, таких, например, как популярный дисплейный адаптер Геркулес,
который сочетает графические (но не цвет) возможности цветного
графического адаптера с высоким качеством воспроизведения текста,
характерным для одноцветного адаптера. В результате качество графики
оказывается выше качества, даваемого цветным графическим адаптером.
Усиленный графический адаптер может создавать подобную графику на
одноцветном экране.
Приблизительно две трети всех персональных компьютеров оборудованы
стандартными одноцветными адаптерами и поэтому не обладают графическими и
цветовыми возможностями.Не смотря на определенные реальные преимущества
использования цвета и графики, большинство персональных компьютеров
прекрасно обходятся без них. Планируя использование персонального
компьютера следует помнить, что большинство дисплеев - текстовые.
Различные аспекты излагаемой проблемы в настоящей и следующих главах
в той или иной степени касаются использования различных типов дисплеев.
Для того, чтобы избежать возможных недоразумений, кратко опишем их
возможности.
Любые сведения, относящиеся к одноцветному адаптеру, касаются только
этого адаптера. Они не распространяются на различные аспекты
воспроизведения цвета, включая использование черно-белого монитора с
цветным графическим адаптером. Черно-белый монитор можно рассматривать в
качестве монохромного; он однако не используется с одноцветным адаптером.
Термин "монохромный" (одноцветный) используется только для монохромного
экрана фирмы IBM.
Специфика работы цветного графического адаптера не применима к
монохромному дисплею. Все цветные дисплеи разрабатываются с учетом этой
специфики. Большинство сигналов цветного графического адаптера
воспринимается черно-белым монитором; исключение составляют сигналы
цветности.
Большинство черно-белых мониторов обрабатывают сигналы цветности
неудовлетворительно. Черно-белые мониторы, формирующие осмысленное
изображение при получении цветных сигналов большая редкость. Поэтому любая
программа, которая может быть использована на компьютере с черно-белым
монитором не должна использовать цвет; в противном случае она должна
обладать способностью преобразовать любой цвет в черно-белую палитру.
Цветные телевизоры, как правило, имеют более низкую разрешаемую
способность по сравнению с обычными цветными мониторами компьютеров.
Поэтому цветные телевизоры могут работать только в режиме самой низкой
разрешающей способности, предусмотренной в IBM/PC, а именно в режиме 40
позиционных строк. В большинстве случаев цветной телевизор не позволяет
использовать всех возможностей IBM/PC; наиболее важные программы не могут
выполняться на компьютере, оборудованном цветным телевизором. Как правило
цветной телевизор используется программами реализации компьютерных игр,
ориентированных на использование интерфейса с накопителем на магнитной
кассете.
8.2. Принципы формирования изображения
Прежде чем перейти к дальнейшему рассмотрению текстового режима
работы дисплея, мы для уяснения сути дела кратко рассмотрим некоторые
принципы представления изображений на экранах видеодисплеев. Существует
два основных способа вывода информации из персонального компьютера на
экран видеотерминала. В первом случае компьютер рассматривает экран
дисплея в качестве обычного устройства ввода/вывода. При таком подходе
компьютер выдает контроллеру дисплея различные команды, включая команды
вывода текстовой информации. Ниже приводится некоторая упрощенная форма
этих команд:
ОЧИСТИТЬ ЭКРАН
ВЫСВЕТИТЬ С 15 ПОЗИЦИИ 10 СТРОКИ СЛЕДУЮЩИЙ ТЕКСТ :
"В случае готовности нажмите клавишу "ввод"" ...
ПЕРЕМЕСТИТЕ КУРСОР В 43 ПОЗИЦИЮ 10-й СТРОКИ
Наиболее существенный аспект взаимодействия такого рода состоит в
том, что в этом случае дисплей рассматривается просто как и любое другое
периферийное устройство. Разумеется, дисплей может выполнять и ряд
специфических команд, таких, которые не может выполнять принтер -
например, команду "ОЧИСТИТЬ КАДР" - и все же принцип взаимодействия с
компьютером остается неизменным.
Преимущество описанного подхода состоит в том, что использование
команд позволяет рассматривать экраны дисплеев в одном ряду с другими
устройствами ввода/вывода. Вследствие этого программное обеспечение
поддержки видеодисплеев становится проще и более унифицированным; это
позволяет универсальным образом использовать множество различных
компьютерных терминалов. Недостаток такого подхода в том, что компьютер
теряет непосредственную связь с экраном дисплея и оказывается не в
состоянии "творить чудеса" на экране. Фирма IBM пошла по пути "сотворения
чудес" и поэтому выбрала другой подход подключения дисплея к IBM/PC.
Этот подход известен как подход, связанный с регенерацией изображения
на основе образа экрана хранящегося в памяти. В этом случае компьютер и
дисплей совместно используют некоторое пространство общей памяти.
Электронные схемы дисплея постоянно производят опрос (считывание) памяти и
сразу же отображают результаты на экране. При таком подходе компьютерная
программа может осуществлять вывод информации на экран путем простого
изменения содержимого памяти. Аналогично, считывание информации с экрана
дисплея может осуществляться путем обычного считывания содержимого общей
памяти. Таким образом, экран дисплея представляется фактически областью
памяти и выборка/занесение информации из(в) память означает считывание или
запись информации с(на) экран дисплея.
В персональном компьютере фирмы IBM фактически используется смешанный
подход. Для отображения данных на экране используется хранимый в памяти
образ экрана (карта), а для управления различными аспектами отображения
используется система команд. В дисплейных системах с жесткой реализацией
механизма отображения содержимого памяти даже управление курсором
осуществляется путем изменения содержимого общей памяти. В компьютере
IBM/PC позиционирование курсора осуществляется с помощью команд, даваемых
схемой управления контроллером. Команды используются в следующих случаях:
установки размера мерцающего курсора, очистки и обновления экрана, а также
для изменения режима работы дисплея (текстовый-графический, 40 позиционный
- 80 позиционный).
Работа в режиме хранимого в памяти образа экрана (карты) связана с
двумя потенциальными неудобствами (однако фирме IBM удалось найти способ
их преодоления). Первое состоит в том, что этот образ требует для
размещения значительных ресурсов оперативной памяти; для восьмиразрядных
компьютеров старого исполнения с малой оперативной памятью это
представляло серьезную проблему. В компьютере IBM/PC эта проблема решается
в два приема. Во-первых, расширением пространства адресуемой памяти до
миллиона байт. Во-вторых, выделением дисплею своей собственной встроенной
памяти, с тем чтобы не использовать обычную память, предназначенную для
хранения программ и данных.
Существуют и более веские основания для обеспечения дисплейного
адаптера своей собственной памятью и следовательно разрешение проблемы
конфликтов при доступе к памяти. Дело в том, что дисплей с хранимой копией
изображения (образа экрана) в памяти должен постоянно осуществлять
операции чтения из памяти и, следовательно, конкурировать за эту память с
микропроцессором. В этом случае образуется очередь за обладание схемными
ресурсами доступа к памяти.
Фирма IBM решила эту проблему путем выделения дисплею своей
собственной памяти и организовав доступ к этой памяти через два порта
ввода-вывода. Такой подход обеспечивает возможность быстрого доступа к
общему полю памяти и со стороны процессора и со стороны дисплея.
Если внимательно присмотреться к экрану в момент генерации кадра
изображения, то можно заметить что большую часть времени экран дисплея
остается совершенно чистым, и только в некоторых случаях возникает нечто
вроде быстро исчезающей помехи, как если бы курсор попытались быстро
