Графические операционные системы
Проблема с программным обеспечением может быть решена при помощи специальных графических операционных систем, таких, как MicrosoftWindowsили Digital Research GEM – при работе в среде DOS, или Presentation Manager- для OS/2. Эти системы служат мостом, связывающим программы пользователя и усовершенствованные видеосистемы, включая и реализованные на графических сопроцессорах.
Алгоритм их работы напоминает алгоритм работы BIOS. Он основывается на использовании вызова специальных подпрограмм по формированию соответствующего изображения на видеодисплее. Графические системы переводят поступающие команды на язык понятный для графических сопроцессоров или других видеоустройств. Таким образом, пользователю нужно только оперировать образами, формируемыми графическими системами. Насыщение системновыми функциями является делом разработчика графического пакета.
Например, программе нужно очистить экран. Для этого она должна передать графическому пакету соответствующую команду, и только. Все взаимодействие с техническим обеспечением реализует сама графическая система. Однако ей необходимо знать точно, на какой видеосистеме нужно очистить экран, чтобы сформировать команды надлежащим образом. Графические пакеты распознают устройства технического обеспечения по средствам программного драйвера, устанавливаемого в файле CONFIG.SYS. При замене видеосистемы потребуется только заменить один драйвер, используемый графической операционной системой, и все пользовательские программы будут работать с новой системой отображения.
Видеоадаптеры.
Сначала существовал толькоодин тип персональных компьютеровIBM, который комплектовался тоже только однотипными видеодисплеями. Его экран былоднотонно-зеленым. Текст изображался грубым шрифтом, а изграфических средств реализовывалась толькопсевдографика. Все достоинства этого времени - у пользователя не болела голова, какую видеосистему использовать для своего РС.
Много воды утекло с тех пор, и все технологии компьютерных подсистемшагнулидалеко вперед. Видеосистемы совершенствовались, как ни чтодругое,буквально с каждым днем. И пользователю приходится решать сложную задачу: какой видеоадаптер выбрать из нескольких десятков имеющихся сейчас на рынкев условиях существования полдюжины "официальных" видеостандартов, и нескольких десятков видеосистем, реализующих идеи, позволяющие превзойти эти стандарты.
Почти полностью все развитие видеостандартов происходило на основании видеоадаптеров, предлагаемых IBMв своихкомпьютерах. Прогресс шелпостоянно, начиная от жуткого зеленого экрана, до сегодняшних полноцветных дисплеевс высокой разрешающей способностью. Параллельноувеличивалось вредное.
влияние видеосистем на глаза человека.
Адаптер монохромного дисплея.
Этот адаптер часто называют просто MDAот Monochrome Display Adapter, хотяего официальноеимя - Monochrome Display, или Parallel Printer Adapter.
Слово "монохромный" отражает самую важнуюхарактеристику MDA. Он был создан для работыс одноцветным дисплеем.Первоначально онработалс экранами зеленого цвета, которыми обеспечивались преимущественно все системы IBM того времени.
Слова "адаптер дисплея" несут функциональное описание. Это устройство преобразует сигналы,распространяющиеся по шине РС, к форме, воспринимаемой видеосистемой. Возможность подключения принтера к этому адаптеруявляется его достоинством, потомучто позволяет подключить принтер без использованияеще одного разъема расширения.
MDA является символьной системой, не обеспечивающей никакой другой графики, за исключением расширенного множества символов IBM.Это былпервый адаптер IBM и донедавнего времени он был лучшим адаптеромдля обработки текстов, обеспечивающим самое четкоеизображение символов,по сравнению с любыми дисплейными системами,выпущенными до PS/2.
Текстовый режимбыл целью разработки адаптера. Тогда сотрудники фирмы IBMне могли вообразить, что кому-либо понадобится рисовать схемы на дисплее.
Символы MDA.
Для обеспечения подключения терминалов, используемых в больших компьютерных системах, IBM для изображения символа в MDA использовала площадь экрана в 9 х 14 пикселей,а сам символ был 7 х 9 пикселей. Дополнительное пространство использовалось для разделения каждого символа, что увеличивало читаемость.
Для реализации тогдашних стандартов видеотерминалов, обрабатывающих символыпо 80 столбцам и 25 строкам, требовалось740 горизонтальных пикселейи 350вертикальных - 252000 точек на экран.
Частота MDA.
При работе с таким количеством точек фирма IBM пошла на компромисс. При отображенииинформации с большой частотой потребовалосьбы более широкополосный монитор, чем тот, которыйбыл доступен (во всякомслучае за небольшие деньги) во времяразработки РС. IBM слегка уменьшила используемую частоту, доведяее до 50 Гц и компенсировала возможность появлениямерцания экрана использованием люминофора с большим остаточным свечением.Таким образом появился стандартIBM на монохромный дисплей.
Используемая более низкая частота давала дополнительно время электронной пушке обрабатыватькаждую строку изображения. Однако даже с такой форой плотность точек по монохромным стандартам IBM требовала увеличения горизонтальной частоты по отношению к используемой в популярномвидеомониторе - телевизионномприемнике - 18,1 КГц против 15,525 КГц.
Цветной графический адаптер.
Первым растровым дисплейным адаптером, разработанным IBM для РС, был цветной графический адаптер - CGA (Color Graphic Adapter). Представленнаяальтернатива MDA ослепила привыкший к зеленому компьютерный мир. Новый адаптер обеспечивал 16 ярких чистых цветов. Помимо этого, он обладал способностью работать в нескольких графических режимах с различной разрешающей способностью.
Как об этом говорит наименование адаптера, он предназначалсядля формирования графического изображения на цветном экране. Однако он обеспечивалработу и с монохромными дисплеями, созданными не IBM для платыMDA. Онмог работать в паре как с монохромными, таки с композитными мониторами, и дажес модулятором телевизионных приемников (тем не менее
вы неможете подключить CGA ктелевизору если, у последнего нет композитного видеовхода).Обеспечивает также работу светового пера.
CGA - этомногорежимный дисплейный адаптер. Он может использоваться и для символьных и для побитных технологий. Для каждой изних он реализует несколько режимов. Онсодержит 16 Кбайтпамяти,прямо доступныхцентральному микропроцессору.
Символьныережимы CGA.
Символьный режим функционированияCGA устанавливается по умолчанию. В этом режиме функционирование CGA напоминает MDA.Главнымотличием этих двух адаптеров является то, что второй был создан для работыс нестандартными вертикальными и горизонтальными частотами,обеспечивая более четкое изображение. CGA же использует стандартные частоты - те, что используются композиционными дисплеями. Это дает возможность быть совместимым с большим семейством мониторов, но в то же времяуменьшает качество изображения.
Для того, чтобы обеспечить функционирование с 15,525 КГц горизонтальной частоты и 60Гц вертикальной, CGA разделил дисплей на матрицу в 640 горизонтальных пикселей и 200 вертикальных. Для того чтобы расположить 2000 символов на экране размером 80 х 25 символов - в формате MDA- используются
ячейки 8 х 8 пикселей.
16Кб памяти CGA позволяют работать с 4 страницами текста. Обычно в текстовом режиме используется единственная страница - первая. Остальные доступныпрограммам и пользователю через BIOS и через регистр режима CGA.
Качество символов CGA.
В системахCGA каждый символ располагаетсяв матрице 7 х
7. Одна точка зарезервирована для подстрочного элемента и еще одна - для разделения. Очевидно, что подстрочный элемент имеет протяженность на все изображение,что позволяет избежать использования дополнительных линийдля разделения строктекста.Использование меньшего количества точек при изображении символаозначает, чтоего изображение будет иметь более грубую и менее приятную формупо сравнению с MDA.
Цвета символов.
В любом текстовом режиме IBM, используя атрибуты, можно работать с 16-цветовой палитрой. Любой символ текста может быть изображен любым из 16 цветов.
Фон символа - точки, входящие в матрицу символа 8 х 8 и не участвующие в формировании формы символа - может также иметьодин из16 цветов, но с одним ограничением. В режиме, устанавливаемом по умолчанию,для фона можноиспользовать 8 цветов, потому что бит в байте параметров, устанавливающий яркость илиинтенсивность фоновогоцвета, предназначается для другой цели. Он используется длязадания режимамерцания символа.
Специальный регистр CGA изменяет назначение этого бита. Загружая определенныезначения в этот регистр, пользователь или программамогут выбиратьмежду использованием мерцания или изображением цвета фона сповышенной интенсивностью. Однако этот регистр управляет всем текстом экрана, поэтому невозможно одновременноиспользовать и мерцающие символы и повышенную интенсивность цветового фона.
CGA требует от программистов прямого обращения к этому регистру. Более усовершенствованные адаптерыIBM используют дополнительную программу BIOSдля реализации этой функции.
Улучшенный графическийадаптер.
К 1984 году недостатки CGA сталиочевидными. Этовыявилось благодаря широкому его распространению. Тяжело читаемый тексти грубая графика портили зрение лучше всякого другого приспособления.
Как ответ на заслуженную критику, появился улучшенный графический адаптер- EGA. Улучшение было многосторонним: возросшая разрешающаяспособность, возможность обеспечивать графический режим монохромных экранов, в том числе любимых IBM зеленых дисплеев.
Разрешающая способность EGA.
Самое существенное изменение хорошо заметно по рисуемому изображению. Разрешающая способность была увеличена до 640 х 350 пикселей.Ячейкисимволов имеютразмер 8 х 14.И хотя такаяячейка на одну точку уже, чем поддерживаемая MDA, символ формируется той же матрицей 7 х 9. Но более важным являлось то, что было выделено достаточноместа для подстрочного и надстрочного пространства. Благодаря этому смежные ряды несливались и цветное изображениетекставоспринималось