HARDVERKÖVETELMÉNYEK Alapkonfiguráció IBM-kompatibilis PC-környezetben.:
Alapkövetelmény: szoros együttműködés a hardver részegységek között. (= összehangolt teljesítményjellemzők) I. Mikroprocesszorok CPU: A számítógép központi, a gépi utasítások dekódolását és végrehajtását végző része. A számítógépek egy része olyan processzorral dolgozik, amely több különálló integrált áramkörből áll. A CPU irányítja a számítógép működését. DSP: 1.Digitális jelkezelés. Digitálissá konvertált hang, video és más analóg jelek. 2. Digitális jelprocesszor, speciális CPU. Lebegőpontos processzor: másodlagos mikroprocesszorként a főprocesszor tevékenységét támogatja. Lényegében az ún. lebegőpontos számításokat végzi, míg a főprocesszor a fixpontosakat. A mai processzorok (az i486-os processzortól kezdve) a társprocesszorokat már beépített egységként tartalmazzák. MMX (Multimedia Extension): 1997. elején az Intel által bevezetett multimédiás utasításkészlet-kiegészítés, amelyet minden azóta megjelent Intel vagy azzal kompatibilis processzor is alkalmaz. MMX processzor: csak a multimédiás képfeldolgozást gyorsító utasításkészlettel rendelkező processzor, amely képes az ún. MMX adattípusok feldolgozására vektorszámítógépként (SIMD). De csak akkor, ha a megfelelő grafikus szoftvert optimalizálták az MMX utasításkészletre. g Raszteres képfeldolgozásra alkalmasak, kiv. AMD K6: további 21 utasítást is tartalmaz, 3D-s transzformációkhoz. (A K6 utódja az Athlon.) SIMD architektúra: (Single Instruction Stream Multiple Data Stream) Egyetlen utasításfolyammal többszörös adatfolyamot feldolgozó rendszer. Ebbe a kategóriába olyan számítógépek tartoznak, amelyek több párhuzamos működésre képes műveletvégző egységet tartalmaznak, és így vektorműveleteket képesek végrehajtani gépi utasításszinten. Például Pentium III, 3D grafikus utasítások. Képesek egy utasítással vektoros műveleteket végrehajtani: SIMD architektúrájúak. (Single Instruction Stream Multiple Data Stream) Pentium III, AMD Athlon, AMD Duron: utasításkészlete számítógépes grafikára lett bővítve. (Fontos, hogy az operációs rendszerek és a grafikus programcsomagok is alkalmazzák az új processzorok utasításkészletét!) II. Grafikus buszok és csatolók Perifériák: a számítógép kommunikációs eszközei, kifelé is, befelé is, egymás közt is. Elsődleges ki- és bemeneti eszközök: klaviatúra, monitor. Másodlagosak: egér, nyomtató. Ezek meghajtói, illesztői is. (Valójában ezeken keresztül kommunikál a gép.) Különböző
háttértárolók: winchesterek, floppy-meghajtók, streamerek. Memóriák. Belső kommunikációja: buszokon keresztül. Buszok: a számítógép alkatrészei között kommunikálnak. Az adattovábbítás folyamata: 1. Kiírás eszközre: (processzor periféria) 2. Olvasás eszközről (processzor f periféria) a buszok sebességét kellett növelni, a bonyolultabb képi információk adatátviteli igénye miatt, és az ezekhez szükséges input/output eszközök (nagyfelbontású nyomtató, videokamera) miatt. További követelmények : szabványosítás, felhasználóbarátság. Az új grafikus buszok: - USB (Univerzális Soros Busz) olyan szabványosított csatlakozóaljzat és összeköttetés, amely egyetlen nagysebességű, soros átvitelt biztosító összeköttetéssel helyettesíti a billentyűcsatlakozót, az egércsatlakozót és a soros és párhuzamos portot. Berendezéstől, operációs rendszertől, platformtól függetlenül teszi lehetővé a kapcsolódást. Szinte minden külső eszköz használhatja ezt a kommunikációs csatornát: a monitor, a modem, a helyi hálózat, a nyomtató, a digitális fényképezőgép, a billentyűzet, az egér, a játékvezérlők, külső lemezmeghajtók. Totális sávszélessége: 1,5 MB/sec Elvileg 127 perifériás eszköz fűzhető fel rá. Soros adatátvitel Sorosan felfűzhető eszközök (csak ha két kapujuk van) Plug and play perifériatelepítés lehetősége o Amint csatlakoztatjuk, már működik. o Többnyire nem is kell újraindítani a rendszert a külső eszköz működtetéséhez. ha kifogyunk az USB bővítőhelyekből, akkor könnyen kicserélhetjük az egyik eszközt a másikra, és dolgozhatunk tovább, minden komolyabb fennakadás nélkül. o Telepítéskor a rendszer automatikusan felismeri. Eszközök tápellátása max. 5 m-es USB-kábelen át történik. - Firewire: IEEE-1394-es szabvány; nagy sebességű soros adatbusz. (Apple-fejlesztés) Adatátviteli technológia, amely 400Mbit/s (50MByte/s) sebességű átvitelre képes, szemben az USB 12Mbit/s (1,5MByte/s) sebességével. A buszra 63 eszköz kapcsolható, legfeljebb 4,5 m hosszú vezetéken. A FireWire-busz egyaránt használható az egyes perifériák egymás közötti kommunikációjához, illetve a perifériák és a számítógép, valamint a PC belső egységei közötti adatcseréhez. A 1394
HOT PLUG AND PLAY típusú perifériabusz, amely megengedi az eszköz csatlakoztatását, illetve eltávolítását üzem közben, a számítógép újraindítása nélkül. Létrejöttének oka: közepes teljesítményű átvitelt igénylő perifériák, azaz: - videokamerák - nagy felbontású nyomtatók - nagy kapacitású streamerek - 400 Mbit/sec átviteli sebesség - max. 16 eszköz kezelése lehetséges - támogatja a plug and play telepítést - AGP (Gyorsított Grafikus Interfész (=Port)) Létrejöttének oka: 3D-renderelés egyre több memóriát igényel, a grafikus kártyák frame bufferének kapacitása nem bírja; a központi tár memóriamoduljai jóval olcsóbbak, mint a frame buffernek alkalmas memóriák g használjuk a RAM-ot a vektorgrafikus adatok tárolására; g legyen olyan eszközünk, ami nagy teljesítményű adatátvitelt biztosít a monitorvezérlő-kártya és a főtár RAM memóriája között. g Gyorsított grafikus port: (4x-es vagy 8x-os): közvetlen összeköttetéssel 266, ill. 533 Mbyte/sec átviteli sebességet biztosít a grafikus kártya és a főtár RAM között. Kizárólag csak a grafikus adatok továbbítására szolgál, ellentétben a PCI-buszokkal. 24-64 Mbyte memóriatárat igényel a RAM-ból. (Grafikus hardvertől és alkalmazástól függ, mennyit.) III. Memóriák, monitorvezérlők házi használatra : 128-256 Mbyte professzionális alkalmazásokhoz: 512 Mbyte Korszerű legyen: DDR, RDR (szinkronizálják a processzor és a memória működését, csoportos hozzáférési technikával). Burst üzemmód: az adatokat megfelelő áramkörökkel blokkokba szervezik. A videokártyán lévő gyors memória (ma már: 64 ill. 128 MB) gyors renderelést tesz lehetővé. Frame buffer-szerepet tölt be, ezért kétportos g egyszerre tud kommunikálni a grafikus processzorral és a monitor vezérlését ellátó digitál-analóg konverterrel (RAMDAC). Fontosabb video-ram (VRAM)-típusok: - SGRAM (Synchrones Graphical RAM) - WRAM - 3DRAM A grafikus kártyák memóriaszükséglete függ: a színkódolástól; a monitor felbontásától.
Alap memória-szükséglet = pixelszám x színkód bitszáma. (Pl. 800x600x24=5.760.000 bit). IV. Háttértárak, csatolók adattárolás, mentés, továbbítás. Fajtájuk és kapacitásuk a felhasználás jellegétől függ. vektorgrafikus elemek tárolása nem túl helyigényes, csak az így létrehozott képeké, filmeké az. ha nagy mennyiségű könyvtárat akarunk tárolni ha raszteres képeket is akarunk tárolni (pl. textúrák) ha fotorealisztikus rendereléssel készült képeinket akarjuk tárolni (ehhez már érdemes komolyabb archiváló eszközt is beszerezni: CD-RW, DVD-RAM) ha filmeket akarunk készíteni, tárolni Frame buffer: a videokártyának az a része, ami leképezi a videomemóriát a virtuális memóriába. Streamer: mágnesszalagos háttértár. Mágnesszalagos háttértárolókon nagy mennyiségű akár több gigabájtnyi adat olcsó tárolása lehetséges. Hátrányuk, hogy a szalagot oda kell pörgetni, ahol a keresett információ található, ezért inkább csak a teljes merevlemez tartalom biztonsági mentésére szokták őket használni, elsősorban nagyobb intézményeknél. A mágnesszalagos adattárolókat általában streamer-nek ( adatáramoltatónak ) nevezik, bár az igazság az, hogy ez inkább egy gyűjtőfogalom, és sok különböző típusú ilyen eszköz létezik. Az áruk a winchesteréhez hasonló, de a kazettáik olcsók. Külön figyelmet érdemelnek a DAT (Digital Audio Tape)-meghajtók, melyek szintén mágnesszalagot használnak, de itt egy gyufásdoboz méretű kazettán nagyon nagy mennyiségű információ fér el, mivel korszerűbb technikát használnak. L2 Cache: Második szintű cache. A processzoron kívüli (off-chip) gyorsító tároló, amelyet általában az alaplapon kívül helyeznek el. (A P II, P III és egyes Celeron processzoroknál a tokba beépített). Grafikus hardver konfigurációhoz eszközök: - 40-120 Gbyte merevlemez - CD-ROM (650 Mbyte) - CD-RW - DVD-ROM (18,8 Gbyte) - DVD-RAM Csatolók: átviteli sebesség, periféria csatlakoztatási lehetőségek szerint válasszunk. (Ld. 273. sz. ábra, p. 325. Budai) V. Monitor digitális fényképezőgép, szkenner, nyomtató, CD-vagy DVD-ROM-olvasó, hálózat