2.6. Устройства вывода информации

Данный подраздел посвящён рассмотрению устройства вывода информации, наиболее часто используемых в ПЭВМ, а именно: дисплеев, принтеров, графопостроителей и синтезаторов звука. Дисплей является неотъемным атрибутом любой ПЭВМ. Без принтера в принципе можно обойтись, если не требуется долговременно хранить (документировать) выданную компьютером информацию, а достаточно лишь увидеть ее на экране дисплея. Однако такие ситуации крайне редки и по этому ПЭВМ, как правило, комплектуются и принтерами. Если же машина предлагается без данного устройства, то покупатель всегда может приобрести его дополнительно у этого же или у любого из многих других поставщиков. Простейшие синтезаторы звука встраиваются во все современные ПЭВМ. За дополнительную плату можно получить более совершенные синтезаторы вплоть до синтезаторов речи.

2.6.1. Дисплеи и дисплейные адаптеры

Дисплеем называют устройство визуализации (отображения) текстовой и графической информации без ее долговременной фиксации. Отсутствие долговременной фиксации информации означает ее исчезновение при включении питания или при выводе новой информации.

Дисплей является основой ПУ ПЭВМ и служит как для отображения информации, вводимой посредством клавиатуры или других устройств ввода, так и для вывода выдачи пользователю сообщений, а также для вывода полученных в ходе выполнения программ результатов.

В бытовых ПЭВМ в качестве дисплеев, как правило, используются обычные телевизоры. В ПВМ же применяются специальные устройства. Независимо от физических принципов формирования изображения дисплей состоит из двух основных частей – экрана и электронного блока, размещенных в одном корпусе. Подключается дисплей к ПЭВМ через дисплейный адаптер (видеоадаптер, или видеоконтроллер).

Часто вместо «дисплей» употребляются термины «монитор» ("видеомонитор") или «терминал» ("видеотерминал"). Монитором называют устройство, применяемое для контроля какого-либо процесса и управления системой. Конструктивно - это либо совокупность дисплея и клавиатуры, либо просто дисплей. Терминалом же называется (обычно удалённое) устройство ввода – вывода данных для взаимодействия пользователя с системой. Так как в ПЭВМ функции управления и контроля, а также ввода-вывода данных совмещены в одних и тех же устройствах, то монитор, терминал и дисплей можно считать синонимами, хотя в общем случае эти термины не эквивалентны.

В дальнейшем мы будем употреблять ещё один термин - консоль. Консолью называется рабочее место (совокупность УВВ), с которого осуществляется контроль и управления функционированием вычислительной системы. Понятие «консоль» аналогично понятию «монитор», но консоль, в первую очередь, предназначена именно для управления. В данном случае предполагается, что процесс контроля является подчиненным процессу управления. Монитор же выполняет главным образом функции контроля. В ПЭВМ стандартной консолью является совокупность дисплея и клавиатуры, причём клавиатура - обязательный компонент.

По функциональному назначению (функциональным возможностям) дисплеи подразделяются на алфавитно-цифровые и графические. Первые способны воспроизводить только ограниченный набор символов. Вторые же являются гораздо более гибкими. Они в состоянии отображать как графическую, так и, что вполне естественно, текстовую информацию. В настоящее время графические дисплеи в ПЭВМ практически вытеснили алфавитно-цифровые.

По количеству воспроизводимых цветов различают монохромные (одноцветные) и цветные дисплеи. Монохромные устройства способны воспроизводить информацию только в каком-либо одном цвете, возможно, с различными градациями яркости. Широко распространены черно-белые экраны, а также зеленые и желтые. Цветные дисплеи обеспечивают выдачу на экран информации одновременно в нескольких цветах.

По физическим принципам формирования изображения существуют:

1) дисплеи на базе электронно-лучевой трубки;

2) жидкокристаллические дисплеи;

3) плазменные (газоразрядные) дисплеи;

4) электролюминесцентные дисплеи.

Дисплеи на базе электронно-лучевой трубки традиционны, а принцип их работы аналогичен бытовому телевизору. В электронно-лучевой трубке формируется луч (или три луча для цветных трубок), управляя перемещением и интенсивностью которого можно получить изображение на люминофор ном экране. Для дисплеев данного типа графические изображения могут формироваться двумя способами. В векторном дисплее электронный луч непрерывно «вырисовывает» контур изображения. Само изображение формируется из отдельных элементарных отрезков (векторов). В растровых же дисплеях изображение получается с помощью матрицы точек, которые могут «светиться», а могут быть невидимыми: электронный луч пробегает по строкам экрана, подсвечивая требуемые зёрна (точки) люминофора. В этом случае и небольшом разрешении привоспроизведении ряда фигур хорошо заметен эффект «мозаичности». Цветные экраны имеют зерна трех цветов: красного, зеленого и желтого, собранные в триады. Каждый из трех электронных лучей отвечает за свой цвет, подсвечивая при необходимости «свои» зерна. Манипулируя яркостью зерен, можно сформировать точку любого цвета. Первоначально дисплеи на базе электронно-лучевой трубки в отличие от бытовых телевизоров имели цифровой видеовход. Сейчас же в наиболее совершенных моделях дисплеев осуществлен возврат к аналоговым видеовходам (имеется в виду стандарт VGA). Дисплеи на базе электронно-лучевой трубки громоздки, потребляют много энергии, но имеют хорошие технические характеристики.

Жидкокристаллический экран (индикатор) представляет собой совокупность сегментов для воспроизведения элементарных частей изображения (в частности, точек). Каждый сегмент состоит из нормально прозрачной анизотропной жидкости, заключенной между двумя прозрачными электродами. При подаче на электроды напряжения коэффициент отражения жидкости меняется и сегмент при освещении его внешним источником света темнеет. Индикаторы данного типа в отличие от других являются не активными, а пассивными (изображение «проявляется» только при внешнем освещении). По сравнению с другими жидкокристаллические индикаторы характеризуются малыми потребляемой мощностью и массой. Основная проблема для них – невысокая контрастность изображения. К настоящему времени предложены не только монохромные, но и цветные жидкокристаллические дисплеи. В производстве цветных устройств, преуспели японские фирмы. Индикаторы данного типа часто применяют в электронных часах и калькуляторах.

В ПВЭМ в последнее время широкое распространение получили жидкокристаллические индикаторы с обратной (задней) подсветкой (backlit). Их конструктивная особенность заключается в том, что за экраном размещается источник света, а сам экран состоит из жидкокристаллических ячеек, которые в нормальном состоянии являются непрозрачными. При приложении к такой ячейке напряжение она начинает пропускать свет, что и приводит к получению изображения на экране. Такой принцип формирования изображения облегчает создание цветных дисплеев. Действительно, достаточно на экране иметь тройки жидкокристаллических ячеек, обеспечивающие на просвет воспроизведение основных цветов (красного, зеленого и синего).

В 1990 г . японская фирма Dainippon Inc. & Chemicals завершила разработку полимерной сети, которой можно обвить жидкий кристалл как паутиной. Такой экран не требует поляризаторов и подсветки, а также потребляет меньше энергии.

Экран плазменного дисплея представляет собой матрицу газоразрядных элементов. При приложении к электродам газоразрядного элемента напряжения возникает электрический разряд красного или оранжевого свечения в газе, которым этот элемент заполнен. По сравнению с жидкокристаллическими плазменные индикаторы имеют более высокую контрастность, однако обладают и повышенным энергопотреблением.

Экран люминесцентного дисплея состоит из матрицы активных индикаторов, дающих яркие изображения с высокой разрешающей способностью. Они имеют высокую механическую прочность и надежность, однако отличаются большим энергопотреблением и высокой стоимостью. Наряду с монохромными имеются и цветные люминесцентные дисплеи.

В стационарных ПЭВМ в настоящее время применяются дисплеи на базе электронно-лучевой трубки. Переносные ПЭВМ снабжаются такими же устройствами или плазменными дисплеями. В наколенных и более компактных ПЭВМ используются главным образом ЖК и изредка плазменные индикаторы. Электролюминесцентные дисплеи перспективны для использования в различных классах малогабаритных ПЭВМ.

В зависимости от степени универсальности дисплеи подразделяются на однорежимные и многорежимные.

Однорежимный дисплей способен работать только совместно с видеоадаптером одного типа.

Многорежимные дисплеи совместимы с видеоадаптерами разных типов (см. ниже).

Основными техническими характеристиками дисплеев являются:

1)     Разрешающая способность;

2)     Количество воспроизводимых цветов или градации яркости;

3)     Размер экрана (как правило, по диагонали);

4)     Масса и габариты;

5)     Стоимость.

Разрешение дисплея измеряется в различных единицах. Для алфавитно-цифровых устройств указывается число воспроизводимых символов в строке и строк на экране. Для графических дисплеев указывается количество высвечиваемых точек по горизонтали и вертикали. В дальнейшем разрешение будет указываться в виде m x n, где m относится к горизонтали, а n – к вертикали.  Это же справедливо и для матрицы точек при представлении символа на графическом дисплее. Альтернативной единицей измерения разрешающей способности является количество воспроизводимых точек (по вертикали или горизонтали) на единицу длины.

Есть еще один немаловажный показатель качества дисплея на базе электронно-лучевой трубки, а именно, частота сканирования (частота вертикальной и частота горизонтальной развертки). Чем выше разрешение дисплея, тем выше должна быть и частота (скорость) сканирования для обеспечения приемлемого качества изображения (без мерцания). Поэтому от частоты сканирования зависит степень универсальности монитора.

Возможность многорежимной работы дисплея на базе электронно-лучевой трубки определяется его способностью воспринимать синхроимпульсы для горизонтальной и вертикальной развертки с различной частотой. В соответствии с этим различают:

• дисплеи с фиксированной частотой;

• мультичастотные дисплеи, способные работать на нескольких фиксированных частотах для горизонтальной и вертикальной развёртки;

• мультисканирующие дисплеи, обеспечивающие работу в диапазонах частот для горизонтальной и вертикальной развёртки;

Дисплеи с фиксированной частотой могут быть только однорежимными; другие же поддерживают несколько режимов работы.

При формировании изображения на основе других физических принципов многорежимность определяется возможностями управления индикаторами.

Разрешающая способность высококачественных графических дисплеев на базе электронно-лучевой трубки достигла величины позволяющей получить изображение фотографического качества.

Количество воспроизводимых цветов или градаций яркости зависит от возможностей по управлению интенсивностью электронных лучей, прозрачностью индикаторов или яркостью других (активных) индикаторов.

Для цветных мониторов удобно пользоваться двумя понятиями – базовая и рабочая палитры. Базовая палитра представляет собой совокупность цветов, которые могут отображаться на экране. Но цвета базовой палитры в общем случае нельзя отобразить на дисплее одновременно. Обычно из базовой палитры формируется  рабочая палитра, цвета которой могут сочетаться на дисплее одновременно и в любой комбинации. Как правило, рабочая палитра существенно ýже базовой. Менять рабочую палитру можно программными средствами.

Кратко охарактеризуем некоторые  из наиболее совершенных мониторов на базе электронно-лучевой трубки.

Черно-белый дисплей UHR-2007 фирмы MegaScan имеет разрешение 7,9 точка/мм (2560х2048 точек на экране) и позволяет воспроизвести 256 оттенков серой шкалы. Размер экрана по диагонали – 48,3см. Качество изображения выше качества фотографии, полученной с 35-мм пленки.

Черно-белый монитор UHR-3000 той же фирмы обеспечивает воспроизведение всего 2 оттенков серой шкалы, но зато обладает разрешением 11,8 точка/мм (4096х3300 точек на экране), что полностью совпадает с разрешающей способностью лазерных принтеров.

Цветной дисплей Lundy 1612 фирмы Lundy Electronics & Systems имеет разрешение 1600х1200 точек при палитре 16 цветов и базовой палитре из 4096 оттенков. Размер экрана по диагонали – 19 дюймов . Программные средства позволяют получить рабочую палитру из 256 при базовой палитре из 16 млн. цветов, но разрешение в этом случае снижается до 1024х768 точек. Цена монитора вместе с адаптером составляет 9950 долларов.

Наилучший монохромный дисплей этой же фирмы обладает разрешением 4096х4096 точек.

Лучшим многорежимным монитором с поддержкой всех видеостандартов (вплоть до 1024х768 точек) в настоящее время является изделие MyltiSync 5D фирмы NEC. Его стоимость составляет 3699 долл.

Конечно, в ПЭВМ обычно используются дисплеи среднего по цене в несколько сот долларов.

Интересны изделия и другого типа, основной особенностью которых являются малые массо-габаритные показатели.

Так, например, американская фирма Reflection Technology выпустила устройство размером 31х28х81мм с разрешением 1024х280 (стандартно) или 1024х280 точек. Его масса составляет всего лишь 60г. Такой дисплей можно прикрепить к головным телефонам (наушникам). Он располагается на расстоянии 2-3см от глаз, а у наблюдателя создается впечатление, что изображение находится на расстоянии около метра.

Возможности ПЭВМ по отображению информации определяется совокупностью и совместимостью технических характеристик дисплея и его адаптера (т.е. видеосистемы в целом). В настоящее время различными производителями предлагается широкий спектр видеоадаптеров. Любой адаптер содержит видеопамять, хранящую воспроизводимую на экране информацию. Её объём может достигать нескольких мегабайт. Каждой точке экрана или знакоместу соответствует поле видеопамяти (несколько бит или байт), в котором хранится элемент отображения, или изображения (pixel - сокращение от англ. picture element). Элемент отображения определяет режим высвечивания и цвет точки либо символа. Видеопамять логически содержится в одном адресном пространстве с ОП. Допускается записывать данные в видеопамять и считывать информацию из её  программными средствами. То, что находится в видеопамяти, немедленно отображается на экране.

Видеоадаптеры делятся на две большие группы – алфавитно-цифровые и графические. Они управляют соответствующими типами дисплеев.

Графический адаптер обычно может работать в нескольких текстовых и нескольких графических режимах, которые различаются разрешением, а также цветовыми (яркостными) возможностями.

В текстовых режимах имеющаяся видеопамять полностью не используется, поэтому можно организовать в ней несколько страниц, что позволяет ускорить смену изображений на экране путём предварительного заполнения страниц требуемой информацией и последующего переключения воспроизведения со страницы на страницу. Страничная информация видеопамяти допустима также в графических режимах с пониженным разрешением при избыточности объема видеопамяти.

Основные технические характеристики на базовых моделей видеоадаптеров, ставших стандартными, представлены в табл. 2.5.

Таблица 2.5

 Основные технические характеристики распространённых видеоадаптеров

Адаптеры  MDA, CGA и EGA разработаны фирмой IBM для использования в семействе ПЭВМ РС.

Адаптер монохромного дисплея MDA (Monochrome Display Adapter) был применён в модели IBM PC. Он обеспечивает только воспроизведение алфавитно-цифровой (текстовой) информации в монохромном режиме. Предполагается, что дисплей всё-таки растровый, с разрешением 720*350 точек, причём на экран можно выдать 25 строк текста по 80 символов в строке. Каждый символ представляется матрицей размером 7х9 точек в ячейках поля 9х14 точек. Количество воспроизводимых символов для MDA составляет 256, включая символы псевдографики, в частности, линии. Можно обеспечить мигание, подчёркивание, утолщение и инверсную выдачу каждого символа. В настоящее время MDA практически не используются. Отечественные ППЭВМ вначале  снабжались видеоадаптером стандарта MDA. MDA предлагаются сейчас за 60-80 долл.

С целью использования графических возможностей фирмы Hercules Computer Tehnology в 1982г. разработала монохромный графический адаптер HGA (Hercules Graphics Adapter), или HGC (Hercules Graphics Controller) с разрешением 720х348 точек. Он обеспечивал число градаций яркости, равное 2, и имел матрицу символа размером 9*14 точек (включая промежутки). Его дополнительные текстовые режимы характеризуются разрешением 132*25 и 132*44 символов. Несколько забегая вперед, чтобы не возвращаться к изделиям этой фирмы, отметим, что цветной вариант HGA, созданный в 1984г., является аналогом  адаптера CGA. После этого в 1986г. фирма Hercules предложила монохромный режим RamFont (реализован в плате Graphics Plus), состоящий в том, что для указания символа используется не 8, а 12 бит. Это увеличивает число воспроизводимых символов с 256 (=2^8) до 4 К (=2^12). Поэтому появляется возможность имитировать графический режим работы посредством более быстрого текстового режима с большим количеством символов псевдографики. В том же 1986 г. Hercules предложила новую плату InColor, реализующую режим RamFont (с 12 К символами) в цветном варианте. Рабочую палитру составляли 16 цветов, а базовую — 64 цвета. Эта плата совместима с адаптером EGA. Сравнительно недавно фирма Hercules взялась за производство недорогих адаптеров стандарта VGA. Несмотря на все новшества определенную популярность приобрел только первоначальный НGА, предлагаемый сейчас за 80 — 100 долл.

Первым из получивших распространение цветных графических адаптеров является CGA (Color Graphics Adapter — цветной графический адаптер), используемый главным образом в модели ПЭВМ IBM PC XT и в совместимых с ней, в частности, в выпускаемых в настоящее время ПЭВМ БС. Он обеспечивает максимальное разрешение 640x200 точек, а максимальное число цветов в рабочей палитре составляет 16 (но не в графических режимах — см. табл. 2.5). Этот адаптер способен работать в двух текстовых и двух графических режимах, причем все они дополнительно подразделяются на подрежимы в зависимости от того, какой дисплей используется — монохромный или цветной. В случае монохромного дисплея каждому цвету соответствует своя градация яркости. Таким образом, в общей сложности имеется 7 режимов работы. Существенные недостатки CGA состоят в небольшой разрешающей способности при выводе текста (всего 7x7 точек на символ в матрице 8x8), приводящей к нечетким изображениям, а также в низком разрешении при выводе цветных графических изображений (320x200 точек). Данный адаптер совместим , с программными средствами, разработанными для MDA, а его организация подробнее рассматривается ниже. Стоимость CGA составляет 80 —100 долл.

Созданный в 1984 г. для использования в модели ПЭВМ IBM PC AT усовершенствованный графический адаптер EGA (Enhanced Graphics Adapter) имеет различные графические режимы работы в зависимости от размера видеопамяти и потребного количества страниц (см. табл. 2.5). Максимальное разрешение составляет 640x350 точек, а максимальное число цветов в рабочей палитре (или градаций яркости в монохромном варианте) — 16 из общего количества в 64 цвета. В текстовом режиме данный адаптер обеспечивает при желании вывод информации в 43 строки, но символы при этом становятся более мелкими. Адаптер EGA совместим с ПО, разработанным в расчете на MDA и CGA. Цена EGA сейчас не превышает 500 долл.

Расширением стандарта EGA явился адаптер EGA Plus (разработчик — не IBМ), отличающийся от своего прототипа только повышенной разрешающей способностью по вертикали (640x480 точек вместо 640x350).

В том же 1984 г. фирма Vermont Microsystems предложила еще один видеоадаптер — PGA (Professional Graphics Adapter — профессиональный графический адаптер), выпущенный и фирмой IBM. Он является развитием EGA Plus только в смысле числа одновременно воспроизводимых цветов, которое для него составляет 256. Однако эта попытка предложить новый графический стандарт осталась незамеченной, и данный адаптер не получил широкого распространения. Его цена составляет 2000 — 3000 долл.

В связи с выпуском в 1987 г. нового семейства ПЭВМ PS/2 фирма IBM разработала и новые графические адаптеры, среди которых VGA, MCGA и IBM 8514/A.

VGA (Video Graphics Adapter или Array — видеографический адаптер или массив) аналогичен устройству EGA Plus, но имеет гораздо большее количество цветов для выбора (см. табл. 2.5). Режимы с пониженным разрешением характеризуются наличием страничной организации видеопамяти. В монохромном варианте (режиме) VGA обеспечивает 64 градации яркости. Допустимо отображение текста в 50 строк. Данный адаптер эмулирует более ранние форматы CGA и EGA. VGA может применяться во всех моделях PS/2, за исключением самых младших.

Вариантом адаптера VGA явилась плата MCGA (Multi Color Graphics Adapter или Array — многоцветный графический адаптер или массив), используемая в младших моделях PS/2. Этот адаптер обеспечивает одновременное воспроизведение 256 цветов при разрешении 320x200 точек или двух цветов при разрешении 640x480 точек. Несмотря на разрешающую способность, всего лишь равную CGA, 256 цветов MCGA производят эффект фотографии благодаря множеству оттенков. Матрица символов MCGA, как и в VGA, составляет 8x16 точек, что обеспечивает высокое качество воспроизведения текстовой информации.

VGA является первым видеоадаптером, имеющим квадратную, а не прямоугольную точку. Это означает, что правильная окружность, отображенная на экране, будет действительно окружностью, а не эллипсом.

Видеоформат VGA быстро приобрел популярность и получил дальнейшее развитие другими фирмами. Среди расширений VGA отметим следующие:

1) усовершенствованный VGA (EVGA — Enhanced VGA), имеющий разрешение VGA и цветовые возможности MCGA (т.е. 640x480 точек при 250 цветах одновременно);

2) Super VGA (VESA), имеющий повышенное по сравнению с VGA разрешение (800x600 и даже 1024x768 точек) при тех же 16 цветах одновременно;

3) дополнительно усовершенствованный VGA (Further Enhanced VGA), обладающий разрешением Super VGA (800x600) и цветовыми возможностями EVGA (256 цветов одновременно).

Терминология для расширений стандарта VGA не устоялась. Часто используются и такие трактовки :

1)                          VGA Plus для разрешения 800х600 точек при 16 цветах или 640х400 точек при 256 цветах;

2)                          Super VGA  для разрешения 1024х768 точек при 16 цветах или 800х600 точек при 256 цветах.

Под Super VGA иногда понимают любое расширение стандарта VGA

Разрешение 800х600 точек обеспечивает возможность вывода текста в 132 колонки.  Для старших моделей PS/2 в качестве альтернативы VGA предложен видеоадаптер IBM  8514/A, который по сравнению с VGA обладает существенно большим разрешением (1024х768 точек) при 256 цветах одновременно и поэтому позволяет воспроизводить текст на 51 строке по 146 символов в каждой. На плате 8514/А имеется свой собственный графический контроллер для повышения скорости работы. Адаптеры с такими возможностями довольно дороги: цены большинства из них лежат в пределах от 1100 до 2400 долл.

В 1990 году фирма IBM предложила еще один графический стандарт –XGA(eXtended Grathics Adapter или Array – расширенный графический адаптер или массив), который уже устанавливается в старшие модели семейства PS/2 IBM. Основные особенности XGA состоят в ориентации на интерфейсную систему MS Windows и в повышенном быстродействии.

Наиболее популярны сейчас стандарт VGA и его расширения.

Для высококачественных дисплеев разработан ряд видеоадаптеров с еще более высокими техническими характеристиками. Среди них адаптер CAD-Genius западногерманской фирмы Projekt-Team Electronic GmbH, обеспечивающий разрешение 2048х2048 точек при 16 цветах или 2048х1024 точек при 256 цветах одновременно. Другим примером является плата UDC-800 американской фирмы Univision Technologies, поддерживающая разрешение 2048х1536 точек, имеющая видеопамять емкостью 4 Мбайт и стоящая 6995 долл.

Фирма Apple Computer придерживается своих высококачественных видеоформатов.

Несмотря на наличие высококачественных дисплеев и видеоадаптеров разработка программных средств для них заметно отстает, что затрудняет использование предоставляемых ими возможностей. Так, например, большинство версий ОС MS-DOS поддерживает лишь адаптер CGA и только самые последние версии – EGA/VGA. В связи с этим разработчики тех или иных программных продуктов учитывает новые видеоадаптеры непосредственно своих программных изделиях.

В качестве примера несколько подробнее рассмотрим режимы работы и организацию адаптера CGA. Изложенные при этом принципы справедливы и для других видеоадаптеров (имеются главным образом только количественные отличия).

Режимы работы адаптера CGA представлены в табл. 2.6.

Таблица 2.6

Режимы работы адаптера CGA

В случае текстовых режимов каждый отображаемый на экране символ представляется словом (двумя байтами). Младший (четный) байт слова содержит код символа в ASCII, а старший (нечетный) – атрибуты. Атрибуты указывают, в каком виде символ должен отображаться на экране.

Структура байта атрибутов изображена на рис. 2.9. Цвет фона определяет цвет поля, на котором выводится данный символ. Допустимы 8 фоновых (более темных) из общего набора 16 цветов. Цвет символа задается аналогично, но к его коду относится дополнительный бит I, определяющий интенсивность указанного цвета. При единичном значении бита I интенсивность цвета повышается, а при нулевом - совпадает с набором фоновых цветов. Поэтому в качестве цвета символа оказывается допустимым любой из  16 возможных цветов. Установка в единичное состояние бита В задает мерцание символа с определенной частотой. И сходя из рассмотренного можно сделать вывод о том, что в текстовых режимах допустимо управление представлением каждого отдельного символа.

Рис. 2.9. Структура байта атрибутов для адаптера CGA

Таким образом, размер элемента отображения CGA в текстовых режимах оставляет 16 бит. Эту  величину  иначе именуют глубиной.

Логическая организация видеопамяти CGA для текстовых режимов представлена на рис. 2.10. При разрешении 80х25 на экране отображаются 2000 символов, а при разрешении 40х25 - 1000 символов. Поэтому для запоминания содержимого экрана требуется соответственно 4 Кбайт или 2 Кбайт. Остающаяся от 16 Кбайт незанятая область видеопамяти при этом может использоваться в качестве дополнительных страниц; о чем упоминалось раньше.

Рис. 2.10. Организация видеопамяти адаптера CGA в текстовых режимах

Информация о правилах отображения каждого символа с тем или иным кодом хранится в специальной памяти адаптера, называемой знакогенератором. Соответствие между кодами символов и их внешним представлением в виде совокупности точек, определяемым знакогенералом, можно изменить, начиная с адаптеров EGA (для отечественных ПЭВМ – с CGA).

Цветные графические режимы CGA подразделяются на подрежимы в соответствии с цветовыми параметрами. Рабочая палитра CGA представляет собой упорядоченный перечень четырех цветов, первый из которых считается фоновым. Эти четыре цвета можно использовать на экране одновременно. При необходимости сменить цвета нужно переключиться (программно) на другую рабочую палитру, однако при этом измениться оцветовка всей информации, выведенной на экран. Дело в том, что каждая точка, отображаемая на экране дисплея, представляется кодом в видеопамяти, соответствие между которым и цветом точки как раз и определяется рабочей палитрой. Фон в данном случае – понятие условное и имеет смысл только при очистке видеопамяти. Адаптер CGA имеет несколько (2 или 4) заготовок рабочих палитр, содержащих три цвета (за исключением фонового). Фоновый цвет при выборе палитры устанавливается программистом.

Для хранения кода точки достаточно иметь элемент отображения длиной всего 2 бита, так как по сути код точки обозначает ее цвет, а возможны всего 4 цвета. Поэтому коды всех 320х200 точек на экране укладываются в объем видеопамяти, составляющий 16 Кбайт. При разрешении же 640х200 точек глубина составляет 1 бит, что не позволяет указать более двух кодов. Код числа 0 соответствует фоновому цвету (первому цвету в палитре), а код числа 3 – последнему цвету палитры.

Логическая организация видеопамяти адаптера CGA в цветных графических режимах изображена на рис. 2.11. Информация хранится в ней в виде двух  больших блоков, в первом из которых содержится изображение создаваемое на экране четными линиями, а во втором – нечетными. При этом для каждой линии сохраняется по 640 бит независимо от того или иного графического режима.

И, наконец, кратко рассмотрим принцип, в соответствии с которым осуществляется вывод на экран текста в графическом режиме. В ПЗУ ПЭВМ записывается представление изображения в виде точек для первых 128 символов кода ASCII. Пользователю же представляется возможность записать в определенную область ОЗУ «таблицу» соответствия для оставшихся 128 символов. При выводе на экран символа по его коду осуществляется вход в одну из этих таблиц. Из таблицы выбирается последовательность элементов отображения для представления данного символа, и эта последовательность записывается в видеопамять. Реализация аналогичного принципа программными средствами позволяет запрограммировать любые шрифты, что и используется во многих графических пакетах.

Рис. 2.11 Организация видеопамяти адаптера CGA в цветных графических режимах