Основные характеристики видеокарт

1. Базовая микросхема.

2. Интерфейс подключения (AGP, PCI-Express).

3. Разрядность ядра/шины памяти. (64, 128, 256 бит)

4. Объём оперативной памяти видеокарты (32, 64, 128, 256 Мбайт)

5. Частота ядра и шины памяти, МГц.

6. Тип видеопамяти (DDR, DDR2, DDR3).

7. Максимальное поддерживаемое разрешение.

8. Видео-выходы.

9. Наличие видео-входов.

10. Наличие захвата видео.

 

Звуковая карта

Чтобы понять, для чего необходимо и как работает звуковая карта, рассмотрим основные этапы обработки звуковой информации в компьютере.

1. Звуковая информация хранится в виде файлов на различных носителях (жесткий диск, CD-ROM, DVD-ROM, другие носители).

2. Программа, воспроизводящая звуковой файл (Winamp, Windows Media Player, RealAudio Player, игровая программа, мультимедийная обучающая программа и др.), считывает информацию из файла, если нужно — декодирует ее с помощью своих или системных кодеков в стандартный звуковой поток PCM и передает драйверам указанного пользователем или выбранного по умолчанию звуковоспроизводящего устройства.

3. Специализированное звуковое устройство обрабатывает звук на программном и/или аппаратном уровне в соответствии с установками пользователя или игры (различные эффекты объемного звучания, эквалайзер, преобразование частоты семплирования и разрядности данных и пр.).

4. Звуковой сигнал из цифровой формы переводится в аналоговую (этим занимаются специальные устройства — цифроаналоговые преобразователи, обычно встроенные в одну микросхему вместе с другими родственными им компонентами).

5. Уровень звукового сигнала увеличивается усилителем мощности (с линейного уровня до мощного сигнала, необходимого акустическим системам для воспроизведения звука).

6. Акустические системы (колонки) воспроизводят звук.

В реальности эти этапы часто группируются или даже дублируются в различных отдельных частях персонального компьютера.

Специализированное звуковое устройство компьютера может быть реализовано несколькими способами.

Перечислим их в порядке распространенности: звуковая карта (возможно, с внешним блоком); интегрированный на материнскую плату кодек; внешний декодер или ЦАП с S/PDIF-входом; внешний декодер или ЦАП с USB-входом.

Звуковая карта в настоящее время — это отдельное специализированное звуковое устройство, которое устанавливается в слот расширения и выполняет, полностью или частично, перечисленное выше в пунктах 3—5. В настоящее время можно встретить звуковые карты на шинах PCI или AMR/CNR/ACR. Альтернативный вариант — AC’97-кодек, встроенный в системную плату.

Звуковые карты на шине PCI

В соответствии с тенденцией постепенного отказа в персональных компьютерах от медленной и ресурсоемкой шины ISA в 1997 году корпорация Intel разработала спецификацию AC’97 (Audio Codec’97 Component Specification) для реализации звуковых устройств на перспективных и современных шинах PCI и USB. Этой спецификацией предусматривались следующие преимущества устройств AC’97.

1. Совместимость с Sound Blaster для DOS-игр.

2. Низкая загрузка процессора.

3. Полный дуплекс (full duplex) — возможность записи во время воспроизведения с различными частотами дискретизации.

4. Высококачественный звуковой выход.

5. Высококачественный микрофонный вход.

6. Линейный выход для подключения к бытовой Hi-Fi-аппаратуре.

7. Декодирование потока AC-3 для DVD-фильмов.

9. Аппаратная поддержка MIDI-синтеза.

10. Аппаратная поддержка DirectSound 3D.

Спецификация AC’97 предусматривает разделение звуковоспроизводящего устройства на две части: цифровой контроллер (Digital Controller) и кодек (Audio Codec). Контроллер выполняет цифровую обработку, а кодек — оцифровку, воспроизведение, а также цифровое и аналоговое микширование сигналов от разных источников. Спецификация AC’97 позволяет реализовать различные варианты компоновки звуковых плат — как с одним стерео выходом, так и с большим количеством выходов.

Практический вывод из всего вышеизложенного таков: качество звучания карты во многом определяется кодеком, который и занимается оцифровкой и воспроизведением звука.

Встроенный в системную плату АС’97 кодек

С выходом спецификации AC’97 и ростом быстродействия процессоров у разработчиков появилась возможность уменьшить стоимость компьютера, убрав цифровой контроллер и возложив его функции на центральный процессор. Корпорация Intel стала выпускать наборы микросхем для системных плат со встроенным в южный мост контроллером шины AC-link. Через нее подключается устанавливаемый на плате AC’97 кодек. Изготовители системных плат стали называть такую схему реализации звуковой подсистемы «интегрированным AC’97-звуком».

Преимущества такой системы для пользователя очевидны: дешевизна и легкость модернизации, проводимой на программном уровне. Недостатки — возможное снижение производительности на слабых системах и зачастую ограниченная функциональность.

Звуковые адаптеры и игры

Известно, что большинство пользователей PC покупают звуковую плату для использования исключительно в играх. В настоящее время во многих играх имеется поддержка так называемого трехмерного звука.

Генерацией «звуковой картины» в играх занимается специальный программный интерфейс (так называемый 3D-sound API). Это означает, что игровая программа задает звуковой карте параметры источников звука в игровой сцене.

Самые распространенные в игровых программах 3D-sound API —Microsoft DirectSound3D, Creative EAX и Aureal A3D. Качественную и быструю поддержку первого из них можно считать обязательным требованием к современному звуковому адаптеру.

Основные параметры и функции звуковых карт

Разрядность и динамический диапазон

Современные звуковые карты позволяют записывать звук с разрешением 8 и 16 разрядов, что соответствует 256 и 65536 различным уровням сигнала. Этот параметр прежде всего определяет динамический диапазон воспроизводимого звука, то есть во сколько раз интенсивность самого громкого звука может быть больше, чем интенсивность самого тихого. Эта величина обычно выражается в логарифмическом масштабе и измеряется в децибелах. Для 8-разрядного звука динамический диапазон составляет всего 48 дБ, для 16-разрядного он равен 96 дБ. Если записываемый звук имеет большие перепады в громкости (например, звучание симфонического оркестра), то при его записи с недостаточной разрядностью происходят сильные искажения сигнала. Поэтому профессиональные звуковые карты имеют разрядность 20 или даже 22 бита.

Отношение сигнал/шум

Отношение сигнал/шум (S/N или SNR — Signal to Noise Ratio) показывает, во сколько раз громкость сигнала больше громкости шума, возникающего в звуковой плате по различным причинам, прежде всего в результате ошибки дискретизации.

Частота дискретизации

Частота дискретизации определяет максимальную частоту записываемого или воспроизводимого сигнала. Частота дискретизации (оцифровки) сигнала должна быть как минимум в два раза больше максимальной частоты входного сигнала. Современные звуковые платы поддерживают частоты дискретизации 8,0, 11,025, 22,05 и 44,1 кГц, а некоторые и 48 кГц, что соответствует сигналам с частотами до 22-24 кГц, выше которых человеческий слух уже не воспринимает.

Возможность работы в дуплексном режиме

Работа в дуплексном режиме (Full Duplex) позволяет одновременно записывать и воспроизводить звук. Эта функция особенно важна при работе с приложениями наподобие Интернет-телефонов, в которых пользователи ведут диалог друг с другом. В полудуплексном режиме (Half Duplex) им приходится говорить и слушать по очереди.

Способ синтеза и параметры синтезатора

Наиболее распространены два способа синтеза воспроизводимого звука: FM (Frequency Modulation) — ЧМ-синтез (или частотная модуляция) и синтез по таблице волн WT (WaveTable).

Поддерживаемые спецэффекты

К спецэффектам, поддерживаемым звуковыми картами, относятся реверберация, хорус и т. д. Реверберация (Reverberation) создает эффект эха, придавая звучанию объемность (как в большом зале). Хорус (Chorus) представляет собой эффект «pазмножения» голоса или инстpумента, что производит впечатление хорового пения или игpы оркестра.

Сетевая карта

Сетевая карта ¾ плата адаптера, обеспечивающая физическое подключение компьютера к локальной сети, работает под управлением программного драйвера, основная функция ¾ передача данных. Характеризуются скоростью передачи данных. Некоторые устройства используют для передачи витую пару, коаксиальный кабель. Возможны беспроводные решения. На современном этапе развития часто встречаются встроенные в материнские платы решения, это становится общим стандартом в производстве.

Скорость работы адаптера определяется сетью, и на данный момент существуют следующие основные типы сетей.

Мбит/с Ethernet

При построении вычислительных сетей в масштабе офиса или здания чаще всего применяется протокол Ethernet (IEEE 802.3), появившийся в 1972 году (название Ethernet появилось чуть позже — в 1973 г.) и разработанный для передачи информации между двумя рабочими станциями Xerox Alto.

В 1980 году объединение DEC Intel Xerox (DIX) выработало первый вариант стандарта Ethernet (IEEE 802), определивший скорость передачи данных 10 Мбит/с. Однако первая официальная спецификация появилась несколько позже — в 1985 году. Спецификация IEEE 802.3 определила требования к физическому уровню среды Ethernet и способу передачи данных — CSMA/CD (множественный доступ с прослушиванием несущей и обнаружением коллизий). Позже спецификация IEEE 802.3 подверглась некоторым эволюционным изменениям, в частности скорость передачи данных при использовании кабелей с витой парой достигла 100 Мбит/с.

Гбит/с Ethernet

Новые спецификации, учитывающие возросшие требования к пропускной способности сетевой среды и появление новых типов кабельных соединений, были опубликованы в середине 90-х годов прошлого века. Основная задача, поставленная перед разработчиками, — совместимость с IEEE 802.3 на уровне протокола передачи данных — была выполнена. Спецификация IEEE 802.3z (создана на базе стандарта, определяющего требования к физическому уровню оптических линий связи) и 802.3ab предусматривали передачу данных со скоростью 1 Гбит/с по оптическим и электрическим (витая пара) линиям соответственно.

Дальнейшим развитием протокола Ethernet стал стандарт IEEE 802.3ae, опубликованный 12 июня 2002 года и регламентирующий передачу данных в сетях Ethernet со скоростью 10 Гбит/с. В отличие от 1-Гбит/с Ethernet новый стандарт не предусматривает передачу данных по электрическим проводам — применяются только оптоволоконные линии. Для построения сетей в масштабе здания используются линии 100-Мбит/с Ethernet, а 1-Гбит/с применяется для соединения коммутационного оборудования Ethernet сетей.

Беспроводные сети

IEEE 802.11a, 802.11b и 802.11g.

Стандарты беспроводных сетей Wi-Fi (802.11х) были опубликованы в 1999 году. Первой спецификацией, получившей воплощение в реальных устройствах, стала 802.11b, определяющая физический уровень передачи данных — три 2,4 ГГц радиоканала обеспечивали передачу данных со скоростью до 11 Мбит/с. Однако необходимо отметить, что реальная скорость передачи данных была как минимум вдвое ниже и значительно зависела от расстояния между передающим и принимающим устройствами.

Следующая модификация стандарта — IEEE 802.11a, появившаяся в том же 1999 году, предусматривала использование 11 радиоканалов на частоте 5 ГГц, что позволило поднять максимальную скорость передачи до 54 Мбит/с.

Bluetooth

Технология Bluetooth была разработана в 1998 году группой компаний, в которую вошли Microsoft, Motorola, Nokia, Toshiba, Intel, IBM, 3Com и некоторые другие. Она предназначена для организации беспроводного соединения на расстояниях до 10 метров (для передачи данных используется 2,4_ГГц радиоканал, скорость передачи данных достигает 800 Кбит/с).

После преодоления проблем несовместимости, свойственных всем новым стандартам, Bluetooth становиться популярным и применяется во все большем количестве устройств, а в последнее время для связи внешних носителей информации с компьютером, подключения цифровых фотокамер и сотовых телефонов. Например, в аэропортах существуют специально выделенные зоны, находясь в которых вы можете использовать беспроводное соединение и выход в Интернет.

TV-тюнер

TV-тюнер – это приемник телевизионного сигнала, т. е. практически то же самое устройство, которое имеется абсолютно в каждом телевизоре или видеомагнитофоне. Компьютерный TV-тюнер является неким расширением к видео и аудиоподсистеме компьютера. Способ взаимодействия с компьютером зависит непосредственно от вида TV-тюнера.

Помимо просмотра телепрограмм, что позволяет любой TV-тюнер, возможно совершать захваты отдельных кадров, записывать видеоролики непосредственно на свой жесткий диск, просматривать телетекст и др.

Многие TV-тюнеры выпускаются с интегрированным FM-тюнером. Дополнение весьма полезное, особенно если привык работать за компьютером под легкий фон радиоприемника. Так же, как и телевизионные программы, радио можно не только слушать, но и записывать. Тюнер способен получать видеоданные не только из эфира, но и с таких устройств, как, например, бытовые видеокамеры или видеомагнитофоны.

Установка любого TV-тюнера позволяет обычному персональному компьютеру выполнять функции телевизора и FM-радио, а также обмениваться информацией между компьютером и бытовой видеоаппаратурой.

Виды TV-тюнеров

Из основных видов TV-тюнеров можно выделить следующие три:

1) внешние TV-тюнеры;

2) комбинированные устройства;

3) платы расширения (внутренние TV-тюнеры).

Внешние устройства

Подключаются в разрыв монитора с графическим адаптером компьютера. Естественно, такой вариант имеет как свои достонства, так и недостатки. К первым можно отнести то, что не надо открывать кожух системного блока и что-то устанавливать. Налицо действительная легкость подключения. В то же время внешний вариант тюнера, вследствие отсутствия наводящих помех, обладает лучшей чувствительностью, что является неотъемлемым гарантом качественности изображения. К недостаткам можно отнести то, что внешний тюнер обойдется гораздо дороже, хотя в части функциональности он проигрывает своему внутреннему «собрату». В частности, это касается невозможности захвата стоп-кадров и просмотра картинки в оконном режиме (только полноэкранный режим). Таким образом, внешние тюнеры нельзя признать полноценными компьютерными устройствами – это скорее своеобразный "подвид бытовой техники", подключаемый к чисто компьютерному монитору.

Комбинированные устройства

Комбинированные устройства являются подвидом внутренних TV-тюнеров. Такие тюнеры конструктивно объединены на одной плате с видеоадаптером. Выпуском таких моделей давно занимается компания ATI. Недостаток комбинированных устройств очевиден: если TV-тюнеры практически морально не устаревают, то век видеоадаптеров недолог. Ну а апгрейд комбинированного видео обойдется значительно дороже обычного.