EU peníze školám“Projekt DIGIT – digitalizace výuky na ISŠTE Sokolov

reg.č. CZ.1.07/1.5.00/34.0496

III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT

VY_32_INOVACE_1_2_13

Název vzdělávacího materiálu

Výstupní zařízení – grafické karty

Jméno autora Ing. Bulka Josef

Tematická oblastHardware počítačů a operační systémy

Vzdělávací obor Všechny obory školy

PředmětInformační a komunikační technologie

Ročník 1. a 2. ročník

Rozvíjené klíčové kompetence

Kompetence k učení, řešení problému, pracovní, sociální, komunikativní a personální.

Průřezové téma

Informační a komunikační technologie, Člověk a svět práce, Člověk a životní prostředí, Občan v demokratické společnosti.

Tento výukový materiál je plně v souladu s Autorským zákonem ( jsou zde dodržována všechna autorská práva).Pokud není uvedeno jinak, autorem textů a obrázků je Ing. Josef Bulka.

Časový harmonogram 1 vyučovací hodina

Použitá literatura a zdroje

Internet – WikipediaKlimeš, Skalka, Lovászová, Švec - Informatika pro maturanty a zájemce o studium na vysokých školách. ISBN978-80-89132-71-3

Pomůcky a prostředky

Dataprojektor, výpočetní technika, názorné pomůcky a díly hardware z oblasti výpočetní techniky.

Anotace

Problematika počítačové gramotnosti, pojmy informační a komunikační technologie (ICT).

Způsob využití výukového materiálu ve výuce

Výklad a cvičení. Opakování a domácí příprava žáků na vyučování.

Datum (období) vytvoření vzdělávacího materiálu

Září 2012

Výstupní zařízení -grafické karty

Ing. Bulka Josef

Grafická kartaJe rozhraní, které zabezpečuje výstup

obrazových dat z počítače na zobrazovací jednotku (monitor, displej, dataprojektor, atd.).

Obsahuje grafický procesor - zpracovává obrazová data, uložená operační pamětí a převádí je na videosignál (analogový nebo dnes již na digitální), který je přenášen do zobrazovací jednotky.

Grafické adaptéry mají různé procesory (GPU), typy a velikostí paměti a rozhraní pro vstup/výstup obrazového signálu.

Pracovní režimy grafické karty

1. Grafický režim:Režim, ve kterém jsou informace

zobrazovány po jednotlivých obrazových bodech, tzv. pixelech (Picture Element).

Tento režim z jednotlivých pixelů vykresluje grafickou informaci.

Každý pixel se skládá ze tří subpixelů, každý z nich reprezentuje jednu základní barvu (R -červená, G - zelená, B - modrá).

Binárním číslem je určena intenzitu dané barvy, nejčastěji v rozsahu 8 bitů (0 až 255).

2. Textový režim Umožňuje zobrazovat pouze předem

definované znaky jako jsou písmena, speciální a pseudografické znaky.

Tyto znaky jsou přesně definované pomocí matic bodů a je možné je zobrazovat pouze jako celek.

Základní druhy grafických karet1.Integrované grafické čipy – přímá součást

čipové sady základní desky počítače (starší řešení), dnes jsou součástí hlavního procesoru počítače.

2.Samostatné grafické karty – současné grafické karty se zasouvají do rozšiřujícího slotu vyhrazené lokální grafické sběrnice (starší AGP, popř. PCI Express x16).

3.Multi-GPU technologie - umožňuje propojení více grafických karet mezi sebou za účelem zvýšení grafického výkonu. V případě použití 2 karet je obraz rozdělen na polovinu.

Zdroj:http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Matrox_millennium_ii_pci_with_vram_board.jpg

Zdroj: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:FireGL4.jpg Autor: RedAndr

karta s D-SUB rozhraním – starší typy

karta s DVI (Digital Visual Inteface)

Zdroj: http://www.club-3d.com/index.php/products/reader.en/product/radeon-hd-7870-royalqueen.html

Multi-GPU technologie

příklad Multi-GPU technologie - karta Radeon HD 7870 royalQueen,obsahuje rozhraní DVI a HDMI.

Rozhraní pro připojení zobrazovací jednotky

1. D-Sub (D-Subminiature) - jedná se o starší rozhraní pro propojení grafického adaptéru se zobrazovací jednotkou. Nabízí pouze analogový výstup videosignálu přes 15 pinový konektor.

2. DVI (Digital Visual Inteface) - v závislosti na použitých signálech se dnes používají například tyto konektory (DVI-D nabízí výstup pouze digitálního videosignálu, DVI-I nabízí výstup jak digitálního, tak i analogového videosignálu a jsou i další specifické konektory).

Zdroj: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:X21-15pin-D-Sub-connector-0a.jpgAutor:Adamantios

konektor D-SUB

Zdroj http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Dvi-d_types.svg

konektor DVI-I a D - SUB

Zdroj: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:DVI-I-VGA.jpgAutor:Scillystuff

konektor DVI-D

3. HDMI (High Definition Multimedia Interface) -jedná se o vysokorychlostní rozhraní pro přenos nekomprimovaného obrazového a zvukového signálu v digitálním formátu. HDMI podporuje přenos videa ve standardní nebo HD kvalitě (od specifikace HDMI 1.4 také 3D obraz) a až 8kanálový digitální zvuk.

Zdroj: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:HDMI.socket.png

HDMI rozhraní je zpětně kompatibilní se standardem DVI-D. HDMI kabely rozdělujeme do tří skupin, které jsou označeny A, B a C.

1. Typ A je 19 pinový konektor, podporuje režimy SDTV a HDTV.

2. Typ B je 29 pinový, má proti typu A dvakrát větší šířku pásma.

3. Typ C (HDMI C-mini) se používá u přenosných zařízení. Má stejný počet pinů jako konektor A (19).

4. DisplayPort Je vysokorychlostní, rozhraní pro přenos

nekomprimovaných obrazových dat ve vysokém rozlišení s podporou 8kanálového zvuku a ochrany DPCP (DisplayPort Content Protection) využívá 128bitové šifrování AES.

Zdroj: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/55/Display_Port.pngAutor: Woookie

Některé základní parametry grafických karet1. grafické procesorové jádro (GPU) – typ (výrobce),

počet, taktovací kmitočet, technologie výroby2. sběrnice na základní desce počítače (AGP, PCI

Express x16)3. video paměť – kapacita, typ GDDR paměti4. podpora Multi-GPU technologie (SLI, CrossFireX)5. příkon – udává množství spotřebované elektrické

energie za jednotku času6. paměťová sběrnice – šířka sběrnice, taktovací

kmitočet [MHz], sběrnice spojující GPU s video pamětí

7. výstup na zobrazovací zařízení (D-Sub, DVI, HDMI, DisplayPort)

8. další výbava grafické karty – výstup TV out, VIVO rozhraní (Video Input, Video Output), podpora více výstupů na monitory atd.

Pracovní list

Zadání 1Zjistěte pomocí literatury nebo Internetu, v čem se liší dnes používané grafické karty, jak výrazně ovlivňuje jejich výkon grafický procesor a operační paměť?

Zadání 2Zjistěte pomocí literatury nebo Internetu, jak jsou zkonstruovány grafické karty na platformě multi-GPU technologie. Jak je zajištěna vzájemná spolupráce 2 nebo 4 jader takovéto sestavy a kde je využíváme?

Test a ověření znalostí

1.Dnešní grafická karta, integrovaná na základní desce, je součástí:

a) čipové sadyb) specifického grafického čipuc) procesoru počítače

2.Samostatná grafická karta je nejčastěji umisťována dnes do:

a) slotu AGPb) slotu PCI nebo PCI Expressc) slotu vyhranému lokální grafice

3. Multi-GPU technologie je specifikována jako:a) speciální čip základní deskyb) speciální oblast pro grafiku, v procesoru

počítačec) propojení více grafických karet

4. D-SUB rozhraní grafické karty:a) je 19-ti pinový konektor HDMIb) 15-ti pinový konektorc) konektor pro digitální signál

5. Rozhraní DVI:a) nabízí výstup pouze analogového

signálub) nabízí výstup analogového i digitálního

signálu podle typu- zda jde o typ D nebo I

c) nenabízí přenos grafického signálu, ale zvuku

6. Rozhraní HDMI:a) je zpětně kompatibilní s rozhraním

DVI-Db) je zpětně kompatibilní s rozhraním D-

SUBc) je specifickým rozhraním a není

kompatibilní s žádným rozhraním

1.Klimeš, Skalka, Lovászová, Švec - Informatika pro maturanty a zájemce o studium na vysokých školách. ISBN978-80-89132-71-3

2.Horst Jansen – Heinrich Rotter a kolektiv – Informační a komunikační technika, Europa – Sobotáles, Praha 2004.

3.Jiří Plášil, PC pro školy, nakladatelství KOPP, České Budějovice, 2003. ISBN 80-7232-206-0

Seznam odkazů a použité literatury: