IT alapismeretek, Hardver A hardver fő összetevői. A monitor

Átírás

1 A (személyi) számítógép alapvető, legfontosabb kimeneti eszköze a monitor. feladata: a számítógép által előállított eredmények (szöveges és számadatok, képek stb.) megjelenítése. kiviteli (output) periféria, a számítógép a memóriában tárolt adatokat jeleníti meg rajta. Régebben többféle típus létezett, de mára a VGA rendszerű monitorok váltak egyeduralkodóvá. ok osztályozása, csoportosítása okat többféle szempont szerint csoportosíthatjuk, ez a csoportosítás egyben tájékoztatást, segítséget is adhat a számunkra megfelelő típus kiválasztásához. Csoportosítás a működési elv szerint A működés módja szerint megkülönböztetünk: katódsugárcsöves folyadékkristályos gázplazmás monitorokat. Kezdetben és sokáig a legelterjedtebb a katódsugárcsöves (CRT: Cathode Ray Tube) monitor volt, melyben egy elektronsugarat lőnek ki a képernyő fényporral bevont hátsó falára. 1. ábra Katódsugárcsöves monitor A katódból izzítás hatására elektronok lépnek ki, és vékony sugárnyalábba koncentrálva a képernyő felé repülnek. A sugárnyalábot az eltérítőtekercsek mágneses tere gyorsan, folyamatosan mozgatja vízszintes irányban a képernyő széléig, majd az elejére ugorva, újra kezdi; közben lassan lefelé is mozogva az elektronsugár végigpásztázza a teljes képernyőt. A pásztázás sebessége európai szabvány szerint 25 kép/s, azaz másodpercenként 25-ször rajzolja fel a teljes képernyőt az elektronsugár. Ezt a tempót az emberi szem már nem tudja követni, s így nem érzékeli a kép vibrálását. Készítette: SZÁMALK Zrt, Szakképzési Igazgatóság 1

2 Miközben a pásztázó elektronsugár vízszintesen végigfut a képernyőn, változhat az intenzitása: világosabb és sötétebb képpontokat hozva létre egy sorban, majd viszszaugorva a képernyő elejére, lejjebb egy új sort kezd, míg végig nem futja a teljes képernyőt függőleges irányban is. Képet csak akkor kapunk, ha a számítógépből kijövő videojel amely a képpontok fényerejét meghatározza szinkronban van a pásztázó elektronsugár mozgásával. Ezt a számítógép videokártyája (adaptere) biztosítja. A kép annyi képpontból (pixelből) áll, amennyi a vízszintes képpontok és a sorok számának szorzata. A különböző típusú monitorok egyik legjellemzőbb tulajdonsága, hogy hány sorból állítják elő a képet, és egy soron belül hány képpontot tud létrehozni az elektronsugár. A színes képernyőt három: vörös (Red), zöld (Green) és kék (Blue) fényt adó fényporral készült függőleges sávra bontják (a sávok távolsága egyegy pixelnyi), és három elektronsugár együttes alkalmazásával, a különböző színű pixelek megfelelő intenzitású kombinációjából alakul ki a színes kép. A hordozható számítógépek (laptop, notebook) megjelenése magával hozta a monitorok másik típusát, amely folyadékkristályos (Liquid Crystal Display LCD) technológiával működik. Első változataikat csak a hordozható számítógépeken alkalmazták, de ma már számtalan asztali típus is létezik. Előnyük a vékonyságukból adódó kis helyigény és az alacsony energiafelhasználás; kezdetben hátrányuk a kötött képfelbontás, a lassúság és a magasabb ár volt. A kötött képfelbontás azt jelentette, hogy az LCD monitorok, a katódsugaras monitorokkal ellentétben, csak egyféle például 800x600 vagy 1024x768 képpont méretű kép jó minőségű megjelenítésére voltak igazán alkalmasak. Más felbontások használata esetén a képminőség romolhatott. Ma már ilyen különbség nincs. A kristályok szilárd testek, melyeknek szabályos belső szerkezetük és kitüntetett irányaik vannak, és ezekben az irányokban általában különbözőképpen viselkednek. Elektromos kijelzők készítésére azok a folyadékkristályok alkalmasak, amelyeknél a kiemelt irányokban az optikai tulajdonságai változnak, méghozzá elektromágneses hatásra. Ilyenkor az anyag belső rendezettsége változik meg, ami számunkra abban nyilvánul meg, hogy a kristály átlátszó állapotból átlátszatlanná válik. Lényeges, hogy az elektromos tér megszűnésével a kristály ismét átlátszóvá válik, vagyis a folyamat visszafordítható, sokszor ismételhető fizikai/kémiai változás nélkül. Az LCD képernyők felépítése viszonylag egyszerű: 2. ábra Folyadékkristályos kijelző felépítése Két üveglap között helyezkedik el a néhányszor tíz mikron vastag folyadékkristály. Optikai állapotának megváltoztatására átlátszó elektródok vannak az üveglemezre párolva (az elektródok bizonyos szögből, alkalmas megvilágítás esetén láthatók). Készítette: SZÁMALK Zrt, Szakképzési Igazgatóság 2

3 A kijelzők működtetéséhez V/m térerősség szükséges, elhanyagolhatóan kicsiny fenntartó árammal. Ez az eszköz tehát ideális az alacsony fogyasztású eszközökhöz (karórák, kalkulátorok, játékok, és persze notebookok stb.). Hátrányuk, hogy leolvasásukhoz valamilyen külső fényforrás szükséges. Fontos azt is tudnunk, hogy a folyadékkristályok állapotváltozása időt (néhány milliszekundumot) igényel. Ez a jelenség jól látszott az első LCD monitorokon: elhúzott, elmosódott kép gyors mozgás például játékprogramok esetén. Az állapotváltozás időigényét a monitor válaszidőértékével jellemezzük, ma ez már (a TFT monitorok jóvoltából) 10 ms alatt van (pl. 8, 5 vagy 2 ms). Az LCD technika továbbfejlesztésével megjelentek az úgynevezett TFT (Thin Film Transistor) technológiával készült kijelzők. Előnyük az LCD monitorokkal szemben, hogy a katódsugárcsöves monitorokhoz hasonló, jó képminőséget adnak. Grafikus alkalmazások futtatására, mozgóképek szerkesztésére az LCD helyett TFT kijelzőt érdemes választani. 3. ábra TFT monitor A legkevésbé ismert típus a gázplazmás monitor, amelyben a gázok a bennük lévő, mozgó elektronok hatására fényt bocsátanak ki. Az ilyen kijelzőkben ionizált neonvagy argongázt zárnak két olyan üveglap közé, amelyekbe vízszintesen és függőlegesen vezetékek vannak beágyazva. A vezetékek metszéspontjai határozzák meg a fényt kibocsátó képpontokat. Csoportosítás a megjelenített kép típusa szerint A megjelenítés alapvetően karakteres vagy grafikus módban történhet. Karakteres üzemmód: Ebben az üzemmódban a megjelenítés egysége a karakter, amely a képernyő egy adott nagyságú területét (mindenképpen) lefoglalja. Ekkor a monitor sorokra és oszlopokra tagolódik; minden sor meghatározott számú karaktert tartalmazhat, ami általában 80 darab, a sorok száma pedig rendszerint 25. a karakter képét rajzolja ki a képpontok segítségével. Ebben az üzemmódban képek kirajzolása nem lehetséges. 4. ábra Monitor karakteres üzemmódban Készítette: SZÁMALK Zrt, Szakképzési Igazgatóság 3

4 Grafikus üzemmód: Ekkor a megjelenítés egysége a képpont; a monitor szintén sorokra és oszlopokra oszlik, de ezek képpontsorok és képpontoszlopok. Bármilyen alakzat kirajzolható, így karakterek (betűk, számok, írásjelek) és képek egyaránt. 5. ábra Monitor grafikus üzemmódban Csoportosítás felbontás és színkezelés szerint on megjelenő képek képpontokból (pixel) állnak. Általában a monitor minőségét nagyban meghatározza a megjelenített képpontok sűrűsége (felbontás, pixel/inch), illetve a képpontok mérete. képének minőségét jelzi még a színek megjelenítési képessége is. Felbontás: Felbontás alatt azt értjük, hogy a monitor hány önálló képpontot tud megjeleníteni. A felbontás a kép minőségének egyik fő jellemzője, minél nagyobb, annál jobb (finomabb, simább, összefüggőbb) képet látunk. A felbontás mértékegysége a pixel/inch (vagy dot/inch). Monitorok esetében, mivel a képpontok sorokban és oszlopokban helyezkednek el és a sorok, illetve oszlopok képponttartalma változtatható, az éppen aktuális beállítást a sor x oszlop pixelszámmal jellemezzük (pl. 800x600, 1024x768 stb.). 6. ábra képpontjai (sematikus, aránytalan rajz) A beállítást az operációs rendszer erre szolgáló programjával vagy speciális segédprogrammal végezhetjük el. Készítette: SZÁMALK Zrt, Szakképzési Igazgatóság 4

5 Színkezelés: on megjelenő karakterek, képek színezése különböző szintű, minőségű lehet, ez érvényes mind a karakteres, mind a grafikus üzemmód melletti működésre. Kezdetben a monitorok kétszínű képet adtak: háttérszín és előtérszín (általában fekete és fehér), tulajdonképpen ezt nem is nevezhetjük színezésnek (monochrom monitorok). Később megjelent a színes karakteres megjelenítés, a karakter területének hátterének, illetve a karaktert kirajzoló képpontoknak a színét lehetett beállítani. A mai monitorokon grafikus megjelenítés mellett az egyes képpontok színeit tudjuk meghatározni. Egyes felbontások és színkezelési módok bizonyos időszakokban uralkodóvá, szabvánnyá váltak, például: Szabvány neve Hercules CGA (Color Graphics Adapter) EGA (Enhanced Graphics Adapter) VGA (Video Graphics Array) SVGA (Super VGA) Felbontóképesség és a színek száma 720x348 képpontból állította elő a képet és monochrom. 320x200 pontos a felbontás, és (egyszerre) összesen 4 szín kezelésére alkalmas. 640x350 képpontos felbontás, és 16 megjeleníthető szín. 640x480 a felbontás, de a színek száma már x768 képpont és minimum 256 szín megjelenítésére alkalmas A szabványok tulajdonképpen nem is elsősorban a monitorokra, hanem a megjelenítési képességet alapvetően befolyásoló videokártyára vonatkoznak. okat jellemezhetjük a méretükkel is: A képernyő átlójának hosszát inchben (collban) adják meg. A forgalmazott monitorok között találhatunk: 14, 15, 17, 19 inch-es, sőt még ennél nagyobb monitorokat is, de a képátló méretének növekedésével az ár is jelentősen növekszik. A videokártya A jó monitor szükséges feltétele a minőségi megjelenítésnek, de az igazi feladat a videokártyára hárul, ennek képességei meghatározók. Hogyan kerülnek a számítógép által előállított adatok a képernyőre? A számítógép az adatokat a memóriában tárolja, a processzor innen veszi ki, és ide rakja vissza őket. A megjelenítésre szánt adatok az ún. videomemóriába kerülnek; ez a videokártyán található, és a monitor ennek tartalmát tükrözi a külvilág felé. Bármilyen alakzatot (karakter, vonal, kép stb.) akarunk megjeleníteni, a videomemóriában azt előbb el kell helyezni. A videomemóriába a mikroprocesszor írja az adatokat. A memóriából a VGA kártya proceszszorra olvassa ki az adatokat, és eljuttatja másodpercenként kb. 60-szor ahhoz az egységhez, amely a digitális jelet analóg jellé alakítja. A kártyán található még egy ROM memória is, amely a kártya tulajdonságainak kihasználásához szükséges programrutinokat tartalmazza. Ezt a BIOS használja, és segítségével tudja beállítani a kívánt felbontásokat. A mai videokártyák szinte már gépek a gépben ; a képalkotással és a megjelenítéssel kapcsolatos műveleteket és vezérlést önállóan, a központi egységtől függetlenül végzik. Készítette: SZÁMALK Zrt, Szakképzési Igazgatóság 5

6 Mint már tudjuk, a memóriában a tárolás alapegysége a byte, a képernyős megjelenítésé pedig a képpont (pixel). Minden képponthoz tartoznia kell (legalább) egy videomemórián belüli byte-nak, amely leírja a képpont színét. A színt számértékekkel jelöljük. Azt, hogy egy képpont hányféle színértéket vehet fel, az határozza meg, hogy hány byte tartozik hozzá a videomemóriában. Az alábbi táblázat azt mutatja, hogy a színbitek számától függően hányféle színt adhatunk meg: Színek száma Színbitek száma 2 4 = 16 (fél byte) = 256 (1 byte) = (2 byte) = (2 byte) = (3 byte) 24 A színek számába persze egy idő után az egyes színek árnyalatait is beleértjük. A színbitek számát szokás színmélységnek is nevezni. A videomemória mérete és a maximális felbontás között szoros összefüggés van. A kép egészének bele kell férnie ebbe a memóriába. A kép mérete a (X*Y*színbitek)/8 [byte] összefüggéssel számolható ki, ahol X*Y a felbontás, a színbitek pedig egy képpont adatainak tárolásához szükséges bitek számát jelöli. Nyilvánvaló, hogy a videokártya képességei és a monitor képességei befolyásolják egymás teljesítményét, kihasználhatóságát. A videokártyák általában többet tudnak, mint egy-egy monitor ez például akkor vehető észre, ha állítunk a felbontáson; a beállítás a videokártyára fog vonatkozni, és előfordulhat, hogy a beállító program olyan sor x oszlop felbontást is felkínál, amit a monitor nem tud teljesíteni. Ilyen felbontás választásakor vagy üzenetet kapunk, vagy szétesik a kép, és az operációs rendszer (pl. Windows) néhány másodperc után visszaállítja az eredeti felbontást. Milyen paraméterekre figyeljünk vásárláskor? Manapság a CRT monitorok általában visszaszorulóban vannak, az LCD (TFT) megjelenítők térhódításának időszakát éljük. Mindazonáltal sorra vesszük a mindegyik típusra érvényes általános, illetve típusonként a lényeges jellemzőket. Mint minden eszközbeszerzésnél, a monitoroknál (és a videokártyáknál) is a jelenlegi, illetve a várható, belátható jövőbeli igényeinket próbáljuk figyelembe venni. Természetesen mindig megpróbáljuk a lehető legjobb eredményt elérni, de ezt behatárolja az ésszerű költség-ráfordítás korlátja. Üzemmód A modern monitorok bármilyen (karakteres, grafikus) üzemmódban képesek működni; az üzemmódot egyébként is a videokártya beállítása határozza meg, a videokártyák pedig szintén képesek mindkét módra. A mai operációs rendszerek és a programok döntő hányada (kivéve egyes speciális célprogramokat) grafikus felülettel dolgozik, az üzemmód szempontja tehát általános célú számítógépeknél ma már nem döntési szempont. Készítette: SZÁMALK Zrt, Szakképzési Igazgatóság 6

7 Méret és felbontás A különálló, asztali monitorok esetében tetszésünk szerint válogathatunk a különböző képátlójú monitorok között (sőt: a modern tévékészülékek ma már rendelkeznek számítógépes csatlakozással is). A választást elsősorban a munkahely kialakítása és az alkalmazott programok típusa határozza meg. A munkahely kialakítása ebből a szempontból azt jelenti, hogy a számítógép térbeli elhelyezése milyen: ha nem tudjuk a monitortól való távolságunkat tetszésünk szerint változtatni, a túl nagy vagy túl kicsi monitor kényelmetlenné, egészségtelenné teszi a használatot. A gép használati célja a leginkább futtatott programok körét és felhasználási módját határozza meg. Például, ha tervezőprogramokat használunk, vagy rendszeresen sok programot futtatunk egyszerre, melyek felületét egy időben látni is kívánjuk, akkor célszerű lehet nagyobb méretű képernyőt használni, ehhez azonban megfelelő felbontási képességnek is társulnia kell, ha a kívánt eredményt el akarjuk érni (a képernyő mérete önmagában nem biztosítja a több megjelenítést). Érdemes tudni, hogy a CRT monitorokra megadott képátlóba beleszámolják a befoglaló keretet is, míg az LCD, illetve TFT monitoroknál nem. Így ugyanaz az érték a különböző típusoknál eltérő méretű hasznos felületet jelent. Általános célokra rendszerint tökéletesen megfelel a 17 coll képátlójú monitor; speciális (pl. grafikus vagy tervező) munkákhoz azonban jól jöhet a 19 collos vagy ennél is nagyobb méret. A felbontás a megjelenített kép minőségét és méretét határozza meg. Minél nagyobb a felbontás (sor/képpont és oszlop/képpont), annál finomabb képet látunk. Ugyanakkor a kép látszólagos mérete csökken (nagyobb felbontásnál a monitor egységnyi területén több képpont üzemel, az egyes képpontok közti távolság kisebb). A mai monitorok és videokártyák több, a normál használat során minden igényt kielégítő felbontással képesek dolgozni, a felbontási képesség tehát inkább speciális programhasználatnál lehet meghatározó. A felbontás 15 collos monitor esetén általában 1024x768 pixel, 17 collos modelleknél pedig 1280x1024 képpont (szélesvásznú modellek esetében 1440x900 pixel). Figyeljünk arra, hogy az olcsóbb 19 collos LCD-k nagyobb méretük ellenére sokszor ugyanannyi képpontot tartalmaznak, mint a 17 collosak, így képük közelről nézve kissé rosszabb lehet azokénál. A 20 collos vagy nagyobb képátlójú képernyőből mindenképpen érdemes 1680x1050 vagy nagyobb felbontású modellt választani. Láthatóság Ma már a monitorok képmegjelenítési minősége között nincs olyan különbség, amely igazából befolyásolná a választásunkat. Az egyetlen, igazán észrevehető különbség a CRT és LCD monitorok között ezen a téren az oldalról való láthatóság terén van: ahogy LCD monitorok esetén elhagyjuk a 90 fokos szemközti helyzetet, a látott kép egyre rosszabb. A gyártók az elmúlt években sokat javítottak ezen, de a jelenség alapvetően megmaradt. A 160 fokos horizontális látószög már elég jónak mondható, a drágább 170 fok feletti értékkel bíró típusok pedig már tökéletes oldalirányú rálátást biztosítanak.ha képernyőnket általában egyszerre többen nézik (pl. közös munka vagy játék), netán sokszor használjuk bemutatásra (projektor nélkül), akkor figyeljünk az oldalszögre, vagy válasszunk CRT monitort. Az LCD monitorok körében viszonylag új jelenség a szélesvásznú (mint az LCD televízióknál) arányú esetleg tükrös kivitel. Mivel aránylag új termékekről van szó, vigyázzunk, ha régebbi a gépünk, s abban régebbi videokártya van: a szélesvásznú monitor kihasználásához olyan sor/oszlop felbontás beállítására van szükség, amely Készítette: SZÁMALK Zrt, Szakképzési Igazgatóság 7

8 esetleg nem szerepel a videokártya kínálatában. Általában is ajánlatos, ha monitor vásárlása előtt feltérképezzük meglévő videokártyánk képességeit, vagy már eleve együttes cserében gondolkozzunk. A széles monitorok megnevezésében (típuskódjában) valahol szerepel a W betű (Wide, széles) jelzés. A tükrös felület rendszerint azt jelenti, hogy a monitorfelület elé egy megjelenítésminőségi és védelmi célokat egyaránt szolgáló üveglapot húznak. Ezek valamelyest szebben jelenítik meg a képeket és a filmeket, viszont kültéren vagy az ablak mellett ülve erősen tükröződnek. Elsősorban otthon használt laptop esetén ez nem probléma (elfordítjuk, áthelyezzük stb.) de aki sokat utazik, jobban jár egy hagyományos, matt felületű típussal. 7. ábra Szélesvásznú, tükrös felületű LCD monitor Válaszidő Ez az érték azt az időtartamot jelzi, amelyre a képernyő egy képpontjának szüksége van ahhoz, hogy teljesen fehér színről feketére, majd újra fehérre váltson. Egyes gyártók a specifikációkkal is trükköznek, s válaszidőként a szürke-fekete-szürke színek közti váltás idejét tüntetik fel, ez nyilván jobb értéket mutat, mint a fehér-fekete közti váltás. A válaszidő gyakorlatilag a megjelenítés, illetve a képváltás sebességét adja meg. A lassú (20-30 ms) válaszidejű monitorok esetén filmlejátszáskor előfordulhat, hogy a világos háttér előtt mozgó sötét alakzat csíkot húz. A 8 ms válaszidejű típusoknál (ma ez az általános érték) ilyen probléma már nem lép fel, ennél gyorsabb modellre (5 vagy 2 ms) csak speciális felhasználás esetén érdemes áldozni. Kontrasztarány A 800:1, 700:1, 500:1 - az ehhez hasonló számpárok a monitor kontrasztarányát jelölik: ez tulajdonképpen a megjeleníthető legvilágosabb és legsötétebb képpontok közti arány. Minél nagyobb az értéke, annál jobban elkülönülnek egymástól a megjelenített képrészletek, tehát nagyon fontos paraméter. Kaphatók már 1400:1-hez kontrasztarányt kínáló monitor is; a 800:1-es érték általános célra teljesen megfelelő. Fényerő A kontraszt mellett a képernyők másik fontos jellemzője a fényerő, amely a képernyő által kibocsátott fény mennyiségét fejezi ki. Ez a paraméter az LCD képernyőkre jellemző, és általában cd/m 2 (candela per négyzetméter) mértékegységben adják meg. Egy 300 cd/m 2 -es monitor általában megfelelő, de gyengébbet ne vegyünk. Készítette: SZÁMALK Zrt, Szakképzési Igazgatóság 8

9 Csatlakozás a számítógéphez 8. ábra Balra: DVI csatlakozó, jobbra: VGA csatlakozó Az LCD monitorokat kétféle csatlakozóval szerelik fel: az olcsóbb típusokat csak a hagyományos VGA-illesztővel, a drágábbakat DVI-porttal (Direct Video Input) is; a DVI-t kifejezetten a lapos képernyőkhöz fejlesztették ki. Míg az előbbi analóg, az utóbbi digitális átvitelt jelent, így jobb képminőséget tud biztosítani, bár kifogástalan műszaki állapot esetén, szabad szemmel nemigen érzékelünk különbséget. A különálló monitorok két kábellel rendelkeznek: az egyik az adatátvitelt, a másik az áramellátást biztosítja. Az adatátviteli kábelt a számítógépben levő videokártyához kell csatlakoztatni, a korábban tárgyalt VGA vagy DVI csatlakozókhoz. A helytelen csatlakozás elkerülésére az adatkábel és a videokártya csatlakozói is asszimetrikusan vannak kialakítva. Óvatosan járjunk el a csatlakoztatáskor, mert a kábeloldali csatlakozóban vékony tűk vannak, amelyek könnyen elhajlíthatók, erőltetéssel le is törhetők. elektromos hálózati kábele kétféle kivitelben készülhet: fali csatlakozó és a számítógépbe dugható változat. A fali csatlakozó a más (pl. háztartási) eszközöknél szokásos villásdugó, míg a számítógép áramellátását használó változata ennek negatívja, konnektor jellegű. Utóbbi csatlakozási pontja általában a számítógép tápegységén, a gép hálózati kábelcsatlakozója mellett található. Ügyeljünk arra, hogy bekapcsolt monitort ne csatlakoztassunk se az elektromos hálózatra, se a számítógépre (adatkábelt sem), és lehetőleg ilyenkor a számítógép is ki legyen kapcsolva. A számítógép kikapcsolásakor a monitort is kapcsoljuk ki, és újabb használatnál a számítógép bekapcsolása előtt kapcsoljuk be. (A CRT monitorok bekapcsoláskori áramfelvétele igen nagy, a tantermekben megfigyelhető jelenség például, hogy a terem áramellátásának bekapcsolásakor a bekapcsolva felejtett monitorok egyszerre indulása miatt kimegy a biztosíték.) Készítette: SZÁMALK Zrt, Szakképzési Igazgatóság 9