Main memory
2.9.Card màn hình (VGA Card)
Trong máy tắnh cá nhân thế hệ trước, nội dung màn hình ựược bộ vi xử lý trực tiếp quản lý. Nội dung màn hình ựược truy nhập trực tiếp qua ựịa chỉ bộ nhớ. Tài nguyên xử lý không bị ảnh hưởng nhiều nếu máy làm việc trong chế ựộ văn bản (vắ dụ như trên hệ ựiều hành MS-DOS). Máy tắnh hiện ựại làm việc trong chế ựộ ựồ họa (vắ dụ như hệ diều hành Windows). Số ựiểm ảnh và số màu trong chế ựộ này rất lớn và ựòi hỏi ựược truy nhập nhanh. Nếu không có trợ giúp từ bên ngoài, bộ vi xử lý sẽ phải dùng phần lớn tài nguyên của nó ựể ựiều hợp hiển thị ựồ họa. Bảng 2.4 cho thấy lịch sử phát triển của các chuẩn thẻ ựiều hợp hiển thị.
Năm Chuẩn Ý nghĩa Kắch thước Số màu 1981 CGA Colour Graphics Adaptor 640 x 200
160 x 200 Không 16 1984 1987 1990 EGA VGA XGA SXGA UXGA
Enhanced Graphics Adaptor Video Graphics Array
Extended Graphics Array
Super Extended Graphics Array Ultra XGA 640 x 350 640 x 480 320 x 200 800 x 600 1024x768 1280x 1024 1600 x 1200 64 262144 256 16.7 triệu 65536 65,536 65,536
Bảng 2.4. Quá trình phát triển thẻ ựiều hợp hiển thị
Để giải quyết vấn ựề này, nhiều nhà sản xuất cho ra thị trường thẻ ựiều hợp hiển thị có tên là bộ gia tốc (accelerator). Những thẻ này có bộ vi ựiều khiển của nó, các phép tắnh liên quan ựến ựiều hợp hiển thị ựược tiến hành trên thẻ, giảm gánh nặng cho bộ vi xử lý. Thay vì phải tắnh toàn bộ các ựiểm ảnh cần hiển thị, bộ vi xử lý chỉ cần gửi một lệnh ngắn về thẻ ựiều hợp hiển thị, phần còn lại ựược bộ vi xử lý ựồ họa GPU(Graphics Processing Unit) của thẻ thực hiện. Vi xử lý của thẻ ựiều hợp hiển thị ựược thiết kế ựặc biệt cho nhiệm vụ này nên làm việc hiệu quả hơn nhiều bộ vi xử lý
Bộ nhớ video
Bộ nhớ video (VRAM) chứa nội dung hình ảnh ựược hiển thị và các thông tin liên quan ựến nó. Chỉ riêng các ựiểm ảnh một màn hình 1600x1200 màu thực ựã cần ựến 8MB bộ nhớ (xem bảng 2.5). Nhu cầu về bộ nhớ hiển thị khiến phải cắm thêm bộ nhớ video dành riêng cho mục ựắch này.
Dung lượng bộ nhớ Kắch thước màn hình Chiều sâu màu số màu 1 Mb 1024x768 8-bit 256 800 x 600 16-bit 65,536 2Mb 1024 x 768 8-bit 256 1284x 1024 16-bit 65,536 800x600 24-bit 16.7 million 4Mb 1024x768 24-bit 16.7 million 6Mb 1280x1024 24-bit 16.7 million 8Mb 1600x1200 32-bit 16.7 million Bảng 2.5. Dung lượng bộ nhớ video và khả năng hiển thị màn hình
Bộ nhớ video còn ựược gọi là bộ ựệm khung (frame buffer). Môt số máy vi tắnh có vi mạch Chipset trên bản mạch chắnh và dùng một phần bộ nhớ chắnh làm bộ nhớ video, phương pháp này làm giảm ựáng kể khả năng hiển thị nhưng rẻ hơn thẻ cắm ựồ họa. Từ thế hệ Pentium, bộ vi xử lý có cổng gia tốc ựồ họa
AGP (accelerated graphics port). Cổng này cho phép bộ vi xử lý ựồ họa truy nhập trực tiếp bộ nhớ hệ thống cho các phép tắnh ựồ họa nhưng vẫn có bộ nhớ video riêng ựể lưu trữ nội dung các ựiểm ảnh màn hình. Phương pháp này cho phép sử dụng bộ nhớ hệ thống mềm dẻo hơn mà không làm ảnh hưởng ựến tốc ựộ máy tắnh. Cổng AGP ngày nay trở thành chuản trong các máy vi tắnh hiện ựại.
Ngoài ra công nghệ sản xuất bộ nhớ video khác nhau cũng sẽ cho các ựặc tắnh của bộ nhớ khác nhau. Bảng 2.6 cho ta thấy một số khác biệt giữa các bộ nhớ video.
Loại bộ nhớ EDO VRAM WRAM SDRAM SGRAM RDRAM
Tốc ựộ truyền cao nhất (MBps) 400 400 960 800 800 600 Cổng kép hay ựơn
Sing dual dual single single single Chiều rộng dữ liệu 64 64 64 64 64 8 Thời gian truy cập 50- 60ns 50- 60ns 50- 60ns 10- 15ns 8-10ns 3ns Bảng 2.6. So sánh các loại bộ nhớ dành cho bộ nhớ video 2.10. Màn hình (Monitor)
Cùng với bàn phắm và chuột, màn hình là một thiết bị không thể thiếu ựược trong máy vi tắnh. Công nghệ chế tạo và ứng dụng
của màn hình rất ựa dạng.Chương trình này chỉ ựề cập kỹ ựến các loại màn hình thông dụng:
Ớ Màn hình tia âm cực (cathode ray tube),
Ớ Màn hình tinh thể lỏng (liquid crystal display),
Ớ Màn hình plasma (plasma display),
Phần tử nhỏ nhất của một ảnh hay một thiết bị hiển thị ảnh gọi là ựiểm ảnh pixel (picture element). Khái niệm này xuất hiện trong quá trình nghiên cứu và phát triển màn hình ống tia âm cực. Kắch thước một ựiểm ảnh trên màn hình CRT phụ thuộc vào các tham số
Ớ Kắch thước chùm tia ựiện tử,
Ớ Kắch thước hạt photpho,
Ớ Chiều dày lớp photpho.
Kắch thước ngang và dọc với ựơn vị là một ựiểm ảnh ựược gọi là kắch thước màn hình. Màn hình VGA cơ bản có kắch thước 640x480 ựiểm ảnh.
Độ phân giải ựược ựịnh nghĩa là kắch thước chi tiết nhỏ nhất và ựo ựược của một thiết bị hiển thị. Một tham số ựể ựo ựộ phân giải là số ựiểm ảnh trên một ựơn vị chiều dài (inch hay centimet), ựược gọi là mật ựộ ựiểm ảnh. Mật ựộ ựiểm ảnh thường gặp ựược tắnh theo số ựiểm ảnh trên một inch, viết tắt là dpi (dot per inch). Ta cần tránh nhầm lẫn giữa kắch thước màn hình và ựộ phân giải. Độ phân giải ựược phân loại như sau: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Ớ Phân giải thấp (<50 dpi).
Ớ Phân giải trung bình (51dpi - 70dpi).
Ớ Phân giải cao (71dpi - 120dpi ).
Ớ Phân giải siêu cao (>l20 dpi)
Kắch thước ựiểm ảnh không còn là tham số ựối với loại màn hình ma trận ựiểm (dot matrix display) như màn hình LCD ngày nay. Điểm ảnh ủa các màn hình này luôn là hình vuông và kắch thước màn hình thường là 640x480, 800x600 hay 1024x768. Kắch thước ựiểm ảnh cần ựược thiết kế ựể tỷ lệ chiều ngang và chiều dọc của màn hình là 4:3.
Một màu bất kỳ có thể biểu diễn qua ba màu cơ bản: ựỏ, xanh lục, xanh nước biển tuỳ theo ựộ ựậm nhạt (gray scale). Độ sâu màu (color depth) là số màu có thể hiển thị ựược cho một ựiểm ảnh. Tuỳ theo số bit ựược dùng ựể hiển thị màu ta phân loại màn hình theo mầu như sau:
Ớ Đen trắng 1 bit (2 màu),
Ớ Màu CGA 4 bit (16 màu),
Ớ Màu giả (pseudo color) 8 bit (256 màu),
Ớ Màu (high color) 16 bit,
Ớ Màu thật (true color) 24 bit
Ớ Màu siêu thật (highest color) 32 bit
Tốc ựộ quét màn hình còn gọi là tần số làm tươi (refresh rate) là một tham số quan trọng và ựòi hỏi nhiều vấn ựề khó giải quyết từ công nghệ màn hình cũng như công nghệ bộ ựiều khiển màn hình. Để mắt thường phân biệt ựược thay ựổi tự nhiên trên màn hình, toàn bộ màn hình ắt nhất phải ựược thể hiện lại ắt nhất 30 lần một giây. Điều này có nghĩa là màn hình cần có tần số làm tươi tối thiểu là 30Hz. Tần số làm tươi của màn hình VGA nằm trong khoảng 30 ựến 60Hz, thời gian tồn tại một ảnh nhỏ hơn 33 ms. Tần số này không cao lắm nhưng ựã là thách thức lớn cho màn hình, nhất là các loại chậm như LCD. Một ựiểm ảnh LCD cần từ 50 ựến 250 ms ựể thay ựổi trạng thái
MÀN HÌNH TINH THỂ LỎNG
Tinh thể lỏng ựược một nhà thực vật học người ÁO, Friedrich Reinitzer, phát hiện vào cuối thế kỷ l9. Một thời gian ngắn sau, khái niệm tinh thể lỏng ựược nhà vật lý học người Đức Otto Lehmann nhắc ựến lần ựầu tiên.
Từ năm 1971, màn hình tinh thể lỏng ựược ứng dụng trong nhiều lĩnh vực: TV, máy ảnh số, màn hình máy tắnh .v.v. Ngày nay, màn hình tinh thể lỏng ựể bàn hay màn hình máy tắnh xách tay ựược chế tạo từ hai nguyên tắc chắnh:
Ớ DSTN (dual-scan twisted nematic)
Tinh thể lỏng LCD (liquid crystal display) là chất lỏng hữu cơ mà phân tử của nó có khả năng phân cực ánh sáng dẫn ựến thay ựổi cường ựộ sáng. Trường tĩnh ựiện ựược dùng ựể ựiều khiển hướng phân tử tinh thể lỏng.
MÀN HÌNH TFT
Màn hình LCD màu hay còn gọi là màn hình ma trận chấm (dot matrix display) có ựiện cực và bộ lọc màu riêng cho từng ựiểm tinh thể lỏng. Mỗi ựiểm ảnh sẽ bao gồm ba ựiểm màu riêng biệt. Màn hình ma trận chủ ựộng (active matrix display) tối ưu hoá quá trình ựịnh ựịa chỉ và nạp từng ựiểm ảnh. Màn hình ma trận chủ ựộng dùng một transistor màng mỏng TFT (thin-film transistor) làm công tắc chuyển mạch cho từng ựiểm màu. Transistor ựóng mạch rất nhanh (trong vài micrô giây), tụ ựiện mắc song song với nó sẽ giữ trạng thái dòng mạch lâu hơn trong khi transistor của các dòng khác tiếp tục ựóng mạch. Màn hình TFT ựược sản xuất theo công nghệ vi ựiện tử và chứa vi mạch ựiều khiển ngay trên màn hình.
MÀN HÌNH PLASMA
Nguyên tắc màn hình plasma giống nguyên tắc ựèn Neon. Màn hình plasma thường có màu ựặc trưng là xanh hay vàng ựỏ. Màn hình plasma gồm nhiều ô khắ trơ ựược hàn kắn tương ứng với các ựiểm ảnh. Mỗi Ô khắ trơ có hai ựiện cực. Khi hiệu ựiện thế vượt quá một giới hạn nhất ựịnh, khắ trơ sẽ ion hóa và phát sáng. Nguyên tắc ựiều khiển màn hình loại này ựơn giản hơn màn hình LCD. Nhược ựiểm của màn hình loại này là thời gian làm việc ngắn, tiêu thụ nhiều năng lượng. Độ tương phản vào khoảng 10:1. Màn hình plasma từng ựược dùng cho máy tắnh xách tay của Toshiba và Compaq. Ngày nay chúng hầu như không thể cạnh tranh ựược với màn hình tinh thể lỏng tiên tiến. Màn hình LCD có thể dùng trong máy chiếu ảnh (có vai trò như phim trong máy chiếu bóng) ựể có ựược hình trên màn ảnh rộng.