مكونات موائم الفيديو Video Adapter Components

مكونات موائم الفيديو Video Adapter Components :

نستعرض فيما يلي أهم العناصر المكونة لكارتة الفيديو المعاصرة بما في ذلك ال Software Driver وكذلك ذاكرة العرض ومعالج التعجيل Accelerating Processor ووصلة الناقل Bus Connector ووصلات الشاشة وعناصر أخري تستخدمها الكارته.

1- وصلة الناقل The Bus Connector :

في أغلب الأحوال ، يأخذ موائم الفيديو شكل كارتة الامتداد Expansion Card التي يتم تركيبها في أحد مجاري ناقل نظام الكمبيوتر ، كانت كارتات موائمات الفيديو في الماضي تستخدم الناقل ISA bus الذي عرض ناقلة بياناته 8-bit ، تطورت موائمات الفيديو وظهر موائم ال VGA الذي يستخدم ناقل ال 16-bit ISA ولأن هذا الموائم يقدم تحليل شاشة أعلي وعمق ألوان أعلي لذا فإنه يحتاج إلي ناقل ذو سرعه أعلي لنقل البيانات بينه وبين الكمبيوتر ، عندما قدمت ال IBM الموائم XGA ، كانت قد بنته علي كارته يتم تركيبها في مجري ناقل bus slot أسرع ، يعرف هذا الناقل بالاسم MCA bus وهي اختصار Micro Channel Architecture ، عرض البيانات لهذا الناقل 32-bit مما يجعله يعطي أداء أعلي ، عملت شركات تصنيع موائمات ال VGA علي تحسين سرعة نقل البيانات باستخدام ناقلات أسرع ، لذا مرت تصميمات موائم ال VGA بتغييرات في استخدام ناقلات مختلفة منها EISA ثم ناقل ال VESA ثم ناقل ال VLB (Local Bus) ولكن جاء ناقل ال PCI ليكون هو الناقل المعياري لرابط موائم الفيديو Video Adapter Interface ، وآخر تطوير لموائمات الفيديو هي أنها تستخدم منفذ يسمي AGP وهي اختصار Accelerated Graphic Port ولا يعد هذا المنفذ ناقلاً Bus لأغراض عديد مثل ناقل ال PCI ولكنه منفذ متخصص تستخدمه فقط موائمات الفيديو لذا يكون ناقل هذا المنفذ غير متاح للأجهزة الأخري وبالتالب فموائم الفيديو له مسار خاص به يصل عن طريقه لمعالج النظام ، هذا المسار المتخصص يعطي لموائم ال AGP إمكانية Access لذاكرة النظام واستخدامها ، هذا بالإضافة إلي استخدام ذاكرة الفيديو الموجودة علي كارتة الموائم نفسه ، ويحتاج الموائم لاستخدام أجزاء من الذاكرة الرئيسية للنظام بشكل مؤقت ، خصوصاً في حالات حسابات الصور (الجرافيك) الثلاثة الأبعاد Three Dimensions (3-D) ، يشجع هذا في أن لا يضطر مصنعو موائمات الفيديو علي تركيب سعه عالية من الذاكرة علي كارتة الموائم ، يشترط في استخدام منفذ ال AGP أن يكون جهاز الكمبيوتر مزود بذاكرة رئيسية كافية لتشغيل نظام التشغيل وتشغيل التطبيقات ثم يتاح جزء منها تستخدمه كارتة موائم ال AGP ، تستخدم موائمات الفيديو عناوين I/O Ports تقع في المدي 3B0-3BBh و 3C0-3DFh ، أما إشارة المقاطعة فهي أما IRQ11 أو IRQ12 .

2- وصلات الشاشة Monitor Connectors :

تحتوي كارتة موائم الشاشة علي الوصلة التي تمكنك من ربط الكارته بشاشة العرض ، كانت الموائمات القديمة وحتي موائمات ال VGA الأولي مدعمه بوصلة ال 9-pin التي من النوع shell Connector المبينة في شكل (8-4) ، ورغم توحيد عدد الأطراف للأنواع المختلفة من الموائمات القديمة وهو 9 أطراف إلا أن الإشارات التي تحملها تختلف من نوع لآخر.

7 (25)

يبين الجدول التالي اختلاف الإشارات للموائمات الثلاثة ، موائم ال MDA وموائم ال CGA وموائم ال EGA .

7 (26)

بدأت كارتة ال VGA الظهور بوصله 9 أطراف فقط ، ولكن مع تطور هذا الموائم تغيرت هذه الوصضلة بوصلة أخري ذات 15 طرف نتايه Female تسمي هذه الوصلة 15-pin D-shell Connector ، وزعت الخمسة عشر طرف لهذه الوصلة في ثلاث صفوف ، كل صف به خمسة أطراف كما هو مبين في شكل (8-5).

8 (1)

ليس من الممكن تركيب هذه الوصلة في أي فيشه خلاف فيشة الشاشة لأنها مختلفة تماماً عن الوصلات الأخري ، يبين الجدول التالي الإشارات التي تحملها الأطراف الخمسة عشر لهذه الوصلة VGA Connector ، لاحظ أن الطرف رقم 9 هو الطرف الذي تم حذفه من وصلة كابل الشاشة (فيشة الشاشة) ومكانه فجوه بوصلة الموائم ، لا يستخدم الطرف 5 أثناء التشغيل العاد للنظام فهو مخصص فقط للاختبار الذاتي للشاشة.

8 (2)

تحتوي كارتة موائم الفيديو علي وصلة أخري تسمي Feature Connector ، تمكنك هذه الوصلة من استخدام كابل شريطي Ribbon Cable لتوصيل الموائم مباشرة بكارته أو لوحه الكترونية أخري داخل الكمبيوتر مثل لوحة ال MPEG Decoder أو ال 3D Accelerator أو ال Video Capture Card ، فهذا يمكن الموائم من الاتصال مباشرة بالأجهزة الأخري دون الحاجة لاستخدام ناقلة النظام System Bus ، يبين شكل (8-6) وصلة ال VGA Feature Connector وهي ذات 26 طرف ، بينما يبين شكل (8-7) مكان هذه الوصلة في كارتة الموائم.

8 (3)8 (4)

يبين الجدول التالي إشارات أطراف هذه الوصلة.

8 (5)

3- ال BIOS الخاص بالفيديو The Video BIOS :

إذا نظرت سريعاً إلي شاشة العرض عند لحظة بدء تشغيل الكمبيوتر فإنك ستلاحظ ظهور شعار مختصر أعلي الشاشة يوضح تعريف موائم الفيديو الموجود بالكمبيوتر ، هذا العمل يتم بواسطة برنامج ال Video BIOS وهو منفصل تماماً عن BIOS النظام ولكنه يؤدي نفس الوظيفية الأساسية ، وكما نعلم أن BIOS النظام مهمته مساعدة الكمبيوتر للوصول إلي أي جزء مادي HardWare من أجزاء النظام مثل لوحة المفاتيح ومشغلات الأقراص سواء المرنة أو الصلبة قبل تحميل برامج تشغيل الأجهزة ، بينما يقوم ال Video BIOS بتدعيم رقاقة ال Chipset وعناصر أخري موجودة علي كارتة الموائم.

4- رقاقة ال Video Chipset :

تعد رقاقة ال Chipset العنصر الرئيسي في كارتة موائم الفيديو وهي تناظر المعالج Processor في الكمبيوتر ، فهذه الرقاقة مسئولة عن استقبال المعلومات من المعالج الرئيسي للكمبيوتر عن طريق ناقلة النظام system Bus ثم معالجتها ثم تخزين الناتج في ذاكرة الفيديو ثم أخيراً إرسال هذا الناتج إلي الشاشة من خلال وصلة ال VGA ، من أهم خصائص كارتة الفيديو كمية الذاكرة المزودة بها الكارته ورقاقة ال Chipset التي تستخدمها ، في بعض الحالات تقوم مصانع الموائمات بتصنيع رقاقة ال Chipset مع تصنيع الموائم ذاته ولكن في أغلب الأحوال تشتري مصانع الموائمات رقاقات ال Chipset مع تصنيع الموائم ذاته ولكن في أغلب الأحوال تشتري مصانع الموائمات رقاقات ال Chipset من شركة أخري مثل ال S3 وال Cirrus ، فإذا مثلاً اشتريت مجموعة موائمات مختلفة ولكنها مزوده بنفس نوع ال Chipset ففي هذه الحالة ستجد أن جميع هذه الموائمات متشابهه تماماً في السمات ، أبسط أشكال هذه الرقاقة هو النوع الذي يسمي Frame Buffer Controller ، الموائمات التي تستخدم هذا النوع من الرقاقات لا يمكنها إلا بالقيام ببعض المعالجات Processing القليلة بنفسها دون الاعتماد علي معالج النظام ، لذا يعتمد هذا النوع من الموائمات بشكل كبير علي معالج الكمبيورت نفسه لتخليق صورة الشاشة ، تكون مهمته في هذه الحالة أن يكون قناة اتصال بين الكمبيوتر والشاشة ، هذا يجعل العبء علي معالج الكمبيوتر كبير ويؤدي ذلك إلي أداء الكمبيوتر بشكل بطئ ، لحسن الحظ أن هذا النوع لم يعد مستخدماً الآن ، تستخدم جميع الموائمات الحديثة اليوم رقاقة حديثة تسمي Graphic Accelerator Chipset ، تؤدي هذه الرقاقة كثير من الحسابات المطلوبة لتخليق صور الشاشة باستقلالية عن معالج النظام ، ترسل التطبيقات التي يتم تشغيلها علي الكمبيوتر أوامر إلي الموائم تصف له الصورة ، ثم تنفذ رقاقة ال Chipset التي بالموائم هذه الأوامر ، علي سبيل المثال ، عندما يرسل الكمبيوتر أمراً إلي الموائم مبيناً أن الصورة المطلوب عرضها يجب أن تحتوي علي مربع بحجم معين ولون معين ومطلوب وضع هذا المربع بمكان معين من الشاشة ، فإن رقاقة ال Chipset بالموائم تستقبل الأمر وترسم المربع بالمواصفات التي تم تحديدها في الأمر ، ويعتبر الأمر الذي يولده الكمبيوتر هو نوع من الاختصار للصورة المطلوب عرضها ، لذلك فإن كمية البيانات التي تمر من الكمبيوتر إلي الموائم تعتبر أقل بكثير من البيانات المناظرة لها والتي تنتجها وحدة ال Chpset وتضعها بذاكرة الكادر Fram Buffer ، أضف إلي ذلك أن الناقلة التي تصل ال Chipset بالذاكرة أعرض من ناقلة النظام ، كما أن ذاكرة الفيديو أسرع من ذاكرة النظام الديناميكية DRAM ، ويمثل هذا سرعة معالجة فيديويه أعلي.

5- ذاكرة الفيديو The Video Memory :

تعد كمية ونوع الذاكرة الموجودة بكارتة الموائم من العوامل الحاسمة في تحديد إمكانيات وكفاءة أداء الكارته ، فكما سبق وأن وضحنا أن كمية الذاكرة بالكارته تحدد تحليل الشاشة وعمق الألوان التي يمكن أن يقدمها الموائم ، تسمي الذاكرة المخصصة لتخزين الصورة الفعلية للشاشة Actual Screen Image بذاكرة الكادر أي Frame Buffer ، بالإضافة إلي ذاكرة الكادر فإن الموائم يستخدم جزء آخر من الذاكرة يسمي فراغ العمل Work Space ليقوم بإجراء الحسابات الخاصة بكادر الصورة ، ويكون لاستخدام ال Work Space ضرورة ملحه خصوصاً في حالة الحسابات الثلاثية الأبعاد 3-D Computations ـ تستخدم الموائمات طرق عديدة لتحديد كمية الذاكرة التي يحتاجها كل غرض من الأغراض ، في بعض تصميمات الموائمات يكون قد تم حجز جزء محدد من الذاكرة مسبقاً لل Frame Buffer ، بينما يكون الباقي مخصصاً لل Work Space ، وفي الحقيقة فإن بعض الموائمات تستخدم أنواع مختلفة من الذاكرة حسب الوظيفة ، وبعض الموائمات تستخدم بعض من ذاكرة الكمبيوتر وتضمها إلي ذاكرة الموائم نفسه ، فأحدث الموائمات التي تستخدم منفذ ال ِAGP يمكنها استخدام ذاكرة النظام ، وهناك بعض من هذه الموائمات قد تم بناؤها علي اللوحة الأم MotherBoard وهي تشارك النظام في ذاكرته ، ويعرف هذا ببناء الذاكرة الموحد Unified Memory Architecture ، يعتبر استخدام نظام المشاركة في الذاكرة لموائمات ال AGP ممتاز ولا يعيبه شئ ولكن بشرط أن يكون جهاز الكمبيوتر مزود بقدر كاف جداً من الذاكرة الرئيسية.

تزود موائمات اليوم الجيدة بذاكرة ستعتها لا تقل عن 8MB ، يبين الجدول التالي الأحجام المختلفة للذاكرة التي تناسب تحليلات الشاشاة وأعماق الألوان الشائعة بأجهزة الكمبيوتر ، فعلي سبيل المثالث ، التحليل 1280×1024 pixels الذي يعطي حجم صغير من الكتابة علي الشاشة حتي ولو كانت الشاشة مقاس 17 بوصة ، فإن ال Frame Buffer يحتاج إلي ذاكرة 5 MB عند عمق ألوان 32-bit ، ويمكن حسابها كما يلي :

8 (6)8 (7)

والجدول الآتي يبين خواص أكثر تكنولوجيات ذاكرة الفيديو شيوعاً :

8 (8)

بالنسبة لموائم فيديو ذاكرته 8 MB يمكن استخدام 5 MB لتحليل الشاشة وعمق الألوان وال 3 MB الباقية تخصص كمساحة عمل Workspace للحسابات ، أما بالنسبة لموائمات أجهزة الكمبيوتر التي معظم عملها في الجرافيك وألعاب الفيديو والأفلام والتي تحتاج إلي مساحة عمل Workspace لإجراء الحسابات الثلاثية الأبعاد ، في هذه الحالة يمكن أني صل حجم ذاكرة مثل هذه الموائمات إلي 64 MB معظمها تخصص كمساحة عمل لإجراء الحسابات الثلاثة الأبعاد 3-D Computations .

6- ذاكرة ال Video RAMDAC :

تقوم رقاقة ال Chipset باستقبال البيانات من معالج الكمبيوتر ، وهي مسئولة عن معالجة هذه البيانات أن تطلب الأمر ذلك ثم كتابة صورة الشاشة Screen Image في جزء الذاكرة المسمي Fram Buffer ، هذا الجزء من عملية العرض يتعامل مع معلومات رقمية Digital Data ، إنما كما نعرف فإن الشاشة نظام تناظري Analog System يعمل عن طريق إشارة تناظرية Analog Signals ، لذلك هناك نوع من الذاكرة يسمي Video RAMDAC مهمته استرجاع بيانات كل صورة شاشة من ال Frame Buffer ثم تحويلها من بيانات رقميه إلي بيانات تناظريه ثم إرسال هذه البيانات التناظرية إلي الشاشة ، والاسم RAMDAC هو اختصار المعني Random Access Memory Digital / Analog Converter ، ومعناها باللغة العربية ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) ومحول من رقمي إلي تناظري ، فكما وضحنا من قبل أن فكرة عرض شاشة الكمبيوتر يشبه فكرة عرض شاشة التليفزيون أو شاشة السينما ، فالفكرة الأساسية هي تخليق كادرات الصور في دورات متتابعة ، يحدد ال RAMDAC معدل سحب المعلومات من Fram Buffer وإعادة رسمها علي الشاشة ، أي عدد المرات التي يسحب فيها معلومات الصور من Frame Buffer ، وأعادة رسمها علي الشاشة في كل ثانية ، يوطلق علي هذا المعدل إنعاش العرض Display’s Refresh Rate ويقاس بالذبذبة / ثانية أي Hz.

إذن يضاف إلي تحليل الشاشة وعمق الألوان المواصفة الثالثة وهي معدل إنعاش العرض ، وبالتالي تكون هذه المواصفات الثلاث هي المعايير التي نحدد بها جودة صورة العرض ، فعندما يكون معدل الإنعاش منخفضاً جداً ، فإن الصورة تظهر مصابه بظاهرة الارتعاش المعروفة بالمصطلح Flicker فيؤذي ذلك إي تعب عين المشاهد وإحساسه بصداع في الرأس ، ويتأثر معدل الإنعاش بعدة عوامل مثل قدرات ال RAMDAC وعرض ناقلة البيانات Data Bus Width في كارتة الموائم ثم سرعة ذاكرة الفيديو وكذلك سرعة معالج الكمبيوتر لذلك من الواجب أن يكون لرقاقة ال Chipset القدرة علي معالجة وكتابة بيانات الصورة في ال Frame Buffer بسرعة كافية للتمكن من الحصول علي معدل الإنعاش المطلوب وكذلك واجب علي ال RAMDAC أن يكون لديها القدرة علي تحويل بيانات الصورة من رقمية إلي تناظرية بسرعة كافية أيضاً ، أضف إلي ذلك أنه واجب علي الشاشة أن يكون لديها القدرة علي التعامل مع معدل الإنعاش المطلوب.

يقاس أداء ال RAMDAC بالميجا هرتز MHZ ، ويحدد مقدار هذا التردد عدد ملايين ال Pixels التي يمكن للوحدة تحويلها من رقمي إلي تناظري ، ومعظم موائمات الفيديو الحالية ، تعمل ال RAMDAC التي بها بتردد 200 MHZ أو أكثر ، بينما معدلات الإنعاش التي تكون 60 HZ أو أقل ، هي التي سوف تعطي بالتأكيد ظاهرة ال Flicker التي تسبب المتاعب للمشاهدين.

يتغير معدل الإنعاش مع اختلافات تحليلات الشاشة وعمق الألوان ، ينقص معدل الإنعاش عند زيادة تحليل الشاشة وعمق الألوان ، لأن الموائم يعمل مع Bits أكثر من الذاكرة لكل كادر وبالتالي ستأخذ معالجة البيانات وكذلك عرضها وقتاً أطول ، علي سبيل المثال ، فإنه يمكن أن يكون لديك شاشة وموائم ينتجان صورة ممتازة عند تحليل 800×600 باستخدام أسلوب ال True Color ، وعندما تقوم بزيادة التحليل إلي 1024×768 ، فمع ذلك فإن الشاشة والموائم سيكونان قادران علي العمل عند نفس أسلوب العرض (True Color) بشكل مثالي ، ولكن لأن معدل الإنعاش انخفض ، فإن الشاشة تبدأ في الارتعاش Flicker وبالتالي سيكون العرض بشكل عام غير مريح ، فإن تركت التحليل كما هو عند 1024×768 ولكن خفضت عمق الألوان ال 16 bits أو 8 bits ، في هذه الحالة سيرتفع مرة أخري معدل الإنعاش وستعود مشاهدة الصورة جيدة مرة أخري.

في معظم الأحوال لا يجب عليك اختيار معدل الإنعاش ، إنما يقوم الويندوز باكتشاف قدرات موائم الفيديو والشاشة ، ثم يقوم بضبط معدل الإنعاش إلي الوضع الأمثل ، لذلك لا يجوز لك أن تختار معدل الإنعاش بنفسك لأنك لا تدري بالضبط قدرات شاشتك أو قدرات الموائم.

7- المعجل الثلاثي الأبعاد The 3-D Accerator :

أن قدرة موائم الفيديو علي أداء وظائف التعجيل الثلاثي الأبعاد 3-D Acceleration لهو عامل مهم بالنسبة لمستخدمي الشاشات ، هذه الوظائف لا تهم إلا مستخدمي الكمبيوتر بالألعاب الكمبيوترية Computer Games والبرامج الترفيهية Entertainment Programs لم يختلف عمل معالج الكمبيوتر في حالة وجود معجل ثلاثي الأبعاد عنه في حالة عدم وجود معجل ثلاثي الأبعاد لتخليق الصورة علي الشاشة ، فإن قمت بتثبيت Install برنامج ألعاب Game من النوع الذي يستخدم الأداء الجرافيك الثلاثي الأبعاد 3-D rendering لينقلك إلي عالم غريب ، فإن جهاز الكمبيوتر بموائم الفيديو العادي الثنائي الأبعاد 2-D Video Adapter يمكنه علي الأقل تشغيل هذا البرنامج ، ولكن مع الموائم ذو قدرات وإمكانيات المعجل الثلاثي الأبعاد ، فإن المعجل يزيل العبء من علي عاتق معالج الكمبيوتر ويتحمل هو كامل أعباء أعمال ال Rendering المعقدة المطلوبة لخلق العالم الغريب الذي ينتجه برنامج الألعاب ، طبقاً يزيد هذا من سرعة عملية تخليق الصورة بالكامل علي الشاشة ، ولأن المعجلات الثلاثية الأبعاد تعد من التكنولوجيات الحديثة نسبياً ، لذلك ليس لها معايير قياسية Standards حالياً ، وإن كان لديك موائم ثنائي الأبعاد 2-D Adapters وأردت إضافة إمكانيات التعجيل الثلاثي الأبعاد للموائم فإنه يمكنك توصيل معجل ثلاثي الأبعاد 3-D Accelerator بالموائم عن طريق وصلة ال Feature Connector الموجود بالموائم ، تشتمل بعض برامج الألعاب والتطبيقات الكثيرة الأخري التي تعتمد علي المعجلات الثلاثية الأبعاد علي برامج تشغيل Drivers صممت خصيصاً لنوع معين من ال Accelerators.

8- برنامج تشغيل الفيديو The Video Drivers :

يحتاج موائم الفيديو ليعمل في جهاز الكمبيوتر إلي مشغل الجهاز Device Driver ، ويعتبر مشغل الموائم Adapter Driver هو الجزء الرئيسي في النظام الفرعي لفيديو العرض ، كثير من الشركات التي كانت تقوم بتصنيع موائمات الفيديو قد أخفقت وغيرت اتجاهها في تصنيع هذه الموائمات بسبب عدم قدرتها علي إنتاج مشغلات هذه الموائمات التي تناسب التطبيقات الجديدة أو نظما لتشغيل الجديدة Operating Systems ، في الماضي أيام استخدام ال Dos كنظام تشغيل ، كان كل تطبيق علي حدي في نظام التشغيل وبالتالي فجميع تطبيقاتك سوف تستخدم هذا المشغل ، فإذا قمت بتشغيل الويندوز فإن برنامج مشغل موائم الفيديو سيقوم بالتحكم في جميع التضبيطات setting التي تراها في لوحة تحكم الشاشة Display Control Panel (أحد نوافذ الويندوز) ، يحدد ال Driver أي من تحليلات الشاشة وأعماق الألوان التي يمكنك اختيارها وفي الغالب يعطيك إمكانية التحكم في بعض السمات.

معظم مصانع موائمات الفيديو لها مواقع في شبكات الانترنت تستعرض عن طريقها آخر إنتاجها من موائمات الفيديو وال drivers الخاصة بها ، وتعتبر هذه فرصة جميلة لاختيار الموائم الأفضل عن طريق التجول بمواقع الانترنت والإطلاع علي الموائمات الجديدة وأخذ فكرة عن إمكانيات كل منها ثم اتخاذ قرار الشراء المناسب.

Possibly Related Posts:


كتب في نفس المجال او من نفس الفئة

About farahat 1475 Articles
الــبــاجور - المـنـوفـيـة - جمهورية مصر العربية 0106331333 مهندس /احمد فرحات درس هندسه و علوم النظم و الحاسبات و له خيرة 18 عام في المجالات الهندسية المتعلقه بالنظم الهندسية كافة سواء كانت نظم لها علاقة بالعتاد (كهربيه - الكترونية - ميكانيكية) او نظم لها علاقة بالبرمجيات و قد حصل علي دبلومة مابعد التخرج في هندسه و علم الحاسب

Be the first to comment

Leave a Reply

Your email address will not be published.


*