《計算機組裝與維護》第6章教案

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1、第 6章 顯示系統(tǒng) 6.1 顯卡 隨著用戶水平的不斷提高，他們對顯卡( Videocard )的要求也越來越高。顯卡的作用不再是簡單的圖象轉 換了，DIYer們對顯卡的質(zhì)量、速度、運算頻率要求越來越嚴格。目前，顯卡已經(jīng)成為繼 CPU之后發(fā)展變化最快 的部件，顯卡的性能也已成為決定整機性能的一項主要因素。 一、 顯示卡的工作原理 現(xiàn)在的顯示卡大多為圖形加速卡，即具有加速卡功能的顯卡，是指其控制芯片能夠提供圖形函數(shù)計算能力， 這個芯片集通常也稱為加速引擎或圖形處理器。芯片集可以通過它們的數(shù)據(jù)傳輸寬度來劃分，目前多為 64bit 或 128bit ，而早期的顯卡芯片為 32bit 和 1

2、6bit 。擁有更大的帶寬可以使芯片在一個時鐘周期內(nèi)處理更多的信息。 帶來更高的解析度和色深。 圖形加速卡擁有自己的圖形函數(shù)加速器和顯存， 用來執(zhí)行圖形加速任務， 可以大大減少CPU所必須處理圖形 函數(shù)的時間。例如要畫一個圓，如果讓 CPU去運算，它就要計算需要多少個像素來實現(xiàn)，用什么顏色等。如果圖 形加速卡芯片存儲有畫圓函數(shù)， CPU只需要發(fā)出讓顯卡畫圓的指令，剩下的工作就由加速卡進行，這樣 CPU即可 執(zhí)行其它的作務，由此可以大大提高計算機的整體性能。 簡單地說，顯卡的功能是把CPU送來的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)經(jīng)過處理后， 轉換成顯示器所能顯示的并且用戶容易識 別的格式，在顯示器上顯示出

3、來。 顯卡的工作一共經(jīng)歷了 4 步，最后才會到達顯示器 ⑴、CPU將數(shù)據(jù)通過總線傳送到顯示芯片。 ⑵、顯示卡上的芯片對數(shù)據(jù)進行處理，并將處理結果存放在顯示卡的內(nèi)存中。 ⑶、顯示卡從內(nèi)存中將數(shù)據(jù)傳送到 RAMDA并進行數(shù)/模轉換。 ⑷、RAMDA將模擬信號通過 VGA接口輸送到顯示器。 二、 顯示卡的基本指標 1、 分辨率： 分辨率指的是顯示卡在顯示器上所能描繪的像素點的數(shù)量。分為水平點數(shù)和垂直點數(shù) ，一般用橫向點X縱向 點表示。如1024X 768是指圖像在屏幕上由1024個水平點和768個垂直點組成?，F(xiàn)在的計算機一般都支持 800 X 600、1024X 768、1280

4、 X 1024,甚至 2048 X 1536 的分辨率。 2、 色深： 色深也可稱為色位深度或顏色數(shù)， 是指顯示卡在當前分辨率下能夠在屏幕上顯示的色彩數(shù)量。 一般以多少色 或多少bit色來表示，比如標準 VGA顯示卡在640 X 480分辨率下的顏色數(shù)為 16色或4bit色。通常色深可以設 定為 16位、 32位，當色深為 32位時，稱之為真彩，此時可以顯示出 4294967296 種顏色。色深的位數(shù)越高，所 能同屏顯示的顏色就越多， 相應的屏幕上所顯示的圖像質(zhì)量就越好。 由于色深增加導致了顯卡所要處理的數(shù)據(jù)量 劇增，則引起顯示速度或是屏幕刷新頻率的降低。 3、 刷新頻率： 刷新頻率

5、是影像在顯示器上更新的速度，即影像每秒鐘在屏幕上出現(xiàn)的幀數(shù)。影響刷新頻率的因素有兩個， 一是顯卡每秒可以產(chǎn)生的圖像數(shù)目，二是顯示器每秒能夠接收并顯示的圖像數(shù)目，刷新頻率可以分為 56-120Hz 等許多檔次。過低的刷新頻率會使用戶感到屏幕閃爍，容易導致眼睛疲勞。刷新頻率越高，屏幕的閃爍就越小， 圖像也就越穩(wěn)定，即使長時間使用也不容易感覺眼睛疲勞(建議使用 85Hz以上的刷新頻率)。 三、顯示卡的基本結構 1、顯示芯片 顯示卡上能見到的最大的芯片， 顯示芯片是顯卡上的一個重要部分， 可以說是顯示卡的核心部件， 決定了該 顯示卡的檔次和大部分性能。它可以處理軟件指令完成某些繪圖功能， 市場上

6、主流的AGP 顯卡顯示芯片上都有散 熱片和風扇，這樣可以使顯卡能夠更加穩(wěn)定性。如圖 6-3所示為NVIDIA公司所生產(chǎn)的GeForce6600顯示芯片。 2、 顯示內(nèi)存 顯示內(nèi)存就好比系統(tǒng)內(nèi)存，而顯示芯片就好比 CPU顯示內(nèi)存用來暫存顯示芯片要處理的圖形數(shù)據(jù)，而系統(tǒng) 內(nèi)存則用來存放 CPU所要處理的數(shù)據(jù)。同理，顯示內(nèi)存越大，顯卡圖形處理速度就越快，在屏幕上出現(xiàn)的像素就 越多，圖像就更加清晰。在顯示內(nèi)存中，同樣存在不同類型的內(nèi)存，各自的性能也就不同。 ⑴SDRAM這種同步內(nèi)存與系統(tǒng)時鐘同步工作，提高了顯卡的性能，成為顯卡市場上的主流顯存 ⑵DDR這種內(nèi)存的速度比 SDRAM內(nèi)存快一倍

7、，因此許多廠家把以它用為顯示卡的顯示內(nèi)存， 目的是提高顯 卡的性能和速度。如圖 6-4 所示。 ⑶VRAM ( Video Ram)：這種名為“視頻隨機存儲器”的顯示內(nèi)存是一種雙端口內(nèi)存，可以在同一時間內(nèi)被 所有硬件訪問，適用于高色深、高分辨率的顯示設備，其性能雖好，但最終因價格不菲而沒有成為市場主流。 ⑷SGRAM(Synchronous Graphics Ran)：這是SDRA啲圖形增強型，稱為“同步圖形隨機存儲器” ，是一種 應用全新科技的顯存產(chǎn)品，性能大大越過 EDORAM在色深越過64k時的性能接近VRAM顯存。SGRA一般工作在 66MHz上，支持寫掩碼和塊寫，這是圖形處理中

8、的特別操作。 ⑸WRA( WindowRAM窗口隨機存儲器)：是由三星公司研制的，采用雙端口視頻加速技術的內(nèi)存，是 VRAM 的改進產(chǎn)品， WRAI在 RAM芯片上增加了更多的電路，從而提高了圖形的處理速度。 ⑹RDRAM( RambusDRAM： RDRAM!由Rambus公司開發(fā)的具有系統(tǒng)帶寬的新型 DRAM 在 1995年首先應用于 圖形工作站，使用獨特的 RSL技術，能夠在常規(guī)的系統(tǒng)上達到 600MHz或800MHz的傳輸速率。 3、 RAMDA：C RAMDAC隨機存取存儲器數(shù)模轉換器 )是一個數(shù)模轉換器，它大多集成在顯卡的圖形加速芯片內(nèi)部。 RAMDAC 的第一個作用

9、就是將顯存里的數(shù)字信號轉換成顯示器可以顯示的模擬信號； 另一個重要作用就是提供顯卡能夠達 到的刷新率。刷新率對屏幕的刷新速度及穩(wěn)定性有著重要的作用，一般速度越快，輸出的刷新率越高。目前大多 主流產(chǎn)品的刷新率都在 300 MHz以上。 4、 VGA BIOS： BIOSVGA BIOS即顯示BIOS,它如同主板的 BIOS,記錄了顯示芯片和驅動程序間的控制程序、產(chǎn)品標識等。 早期的顯示BIOS都用掩膜ROM用戶無法修改升級：現(xiàn)在顯示 BIOS都采用EEPROI芯片，可以在特定的條件下 重新修改升級。如圖 6-5 所示。 5、 VGA特性連接器： VGA特性連接器是顯示卡與外部視頻設備

10、交換數(shù)據(jù)的通道，通常是 34針的，也有26針的。它的作用不大， 早期用于連接MEPG!解壓卡或視頻接收卡，作為信息傳送的通道。 6、 視頻輸入 /輸出接口： 顯示卡的輸入/輸出接口是與顯示器相連以便將相應的影像輸出到屏幕上。 傳統(tǒng)的VGA插座是一個有15個插 孔的“ D”型插座，與顯示器的 D型插頭相連，用于模擬信號的輸出。有些顯卡后面有兩個 VGA插座，即常說的 “雙頭”顯卡，可同時連接兩臺顯示器。如圖 6-6所示為“雙頭”顯卡上有具有一個 D型15孔的模擬信號輸出 品和一個 DVI(Digital Visual Interface )數(shù)字視頻接口 7、總線結構： 顯示卡與主

11、板的接口類型。有三種，古老的 ISA、過時的PCI和主流AGP( 1---8X )。ISA顯卡在舊貨市場還 可以見到，因為它可在主板 BIOS刷新時作為一種安全配件； PCI顯卡在教學機或家用中檔機中可見； AGP顯卡是 現(xiàn)在最流行的顯卡，因為它可以把圖像處理技術表現(xiàn)的淋漓盡致。 四、 顯示卡的選購 對于消費者來說，在挑選一款性價比高的顯卡時應考慮到以下因素。 1 、更高的 3D 性 實際就是基于3D芯片組圖形處理能力的體現(xiàn)，在一定程度上，它無需依賴 CPU的運算，具備數(shù)百萬個多邊 形每秒的處理能力和數(shù)千萬個像素每秒的填充率，支持豐富的 3D函數(shù)和特效等特點。 2、 高速的 R

12、AMDAC 采用高速的集成 RAMDA能夠使顯示卡的速度更快， 刷新頻率更高，從而產(chǎn)生更穩(wěn)定、 質(zhì)量更高的3D圖像畫 面，3D顯示卡都應該集成 200MHz甚至更高頻率的RAMDAC以獲得更穩(wěn)定的處理速度和超高的刷新頻率。 3、 3D API 支持 API是應用程序接口的集合，它可以直接與硬件溝通，啟動 3D芯片的強大圖形處理功能。當前普遍應用的 API有Direct3D、OpenGL Glide、Heidi等。對3D API廣泛有效的支持，可以使顯示卡在 3D游戲、商用 3D應 用的表現(xiàn)上都游刃有余。 4、 大容量顯存 大容量顯示可以提高圖形渲染能力、紋理壓縮和貼圖的數(shù)量，配

13、合高速的 RAMDA獲得更高的顯示分辨率、 高彩色位的Z緩沖等，同時，還能夠顯著地降低 CPU使用率，提高了系統(tǒng)的整體性能。 5、 設計和制造工藝 設計和制造工藝對顯示卡的整體性能有著舉足輕重的影響， 一塊好的顯卡應該具有如下特點： 布局合理， 減 少直立式元件分布，使用貼片式元件保持板面的整合性和良好散熱；走線清晰，避免“飛線” 、“跳線”，最大限 度地減少元件之間的雜波干擾；制造工藝細致，采用高品質(zhì)的元件，減少工藝帶來的信號衰減。品牌產(chǎn)品的兼容 性和穩(wěn)定性比雜牌的要好得多，這也是品牌產(chǎn)品與雜牌產(chǎn)品之間存在性能和價格差異的地方。 6、 完善的驅動程序 3D 顯示卡的強大圖形處理

14、功能只有通過驅動程序才能正常發(fā)揮，而不斷更新完善的驅動程序可以修正顯示 卡運行過程中存在的不足， 如對系統(tǒng)設備的兼容性、 游戲的圖形處理的缺陷等。 品牌產(chǎn)品根據(jù)設計要求提供最佳 的驅動程序，以充分發(fā)揮顯示卡的整體性能，而雜牌產(chǎn)品則多采用芯片廠商的驅動程序，性能優(yōu)劣不言自明。 五、 顯卡故障與維修 顯卡是計算機主機重要的配件之一， 分為集成顯卡和獨立顯卡兩種。 顯卡故障主要表現(xiàn)在開機有報警聲、 無 自檢畫面、 自檢無法通過和顯示異常等。 需要注意的是， 必須先排除顯示器以及其信號輸出數(shù)據(jù)線方面可能存在 的問題，在確定是顯卡出了問題后，再進行判斷和維修。 ( 1 ) 接觸不良 ( 2) 工

15、作電壓不穩(wěn) ( 3) 散熱效果不好 ( 4) 跳線設置錯誤 ( 5) 超頻引起的故障 6.2 顯示器 電腦的顯示系統(tǒng)由顯示卡和顯示器組成。 前面一節(jié)已經(jīng)介紹了有關顯示卡的內(nèi)容， 下面就來介紹顯示器內(nèi)容。 顯示器又被稱為監(jiān)視器（ Monitor ），是作為計算機的“臉面”呈現(xiàn)在我們的面前，是計算機最主要的輸出設 備之一，是人與計算機交流的主要橋梁。顯示器的更新速度比較慢，價格變動幅度也不像 CPU內(nèi)存和硬盤那樣 大。由于在購機預算中，顯示器占有較大的比例，所以，挑選一臺好的顯示器是非常重要的。 一、 顯示器的分類 顯示器按其工作原理可以分許多類型，比較常見的是：陰極射線管顯示器

16、（ CRT和液晶顯示器（LCD，另 外還有：等離子體顯示器（PDP、真空熒光顯示器（VFD等。目前常見的為 CRT顯示器和LCD顯示器，CRT顯 示器多見于臺式機而 LCD顯示器多見于筆記本電腦中。 1、 CRT顯示器的分類 CRT顯示器屬于傳統(tǒng)的顯示器，其種類繁多，分類方式也很多。 ⑴按顯示色彩不同來分。CRT顯示器分為單色顯示器和彩色顯示器，單色顯示器只能顯示黑白兩種顏色現(xiàn) 在已經(jīng)成為歷史。 ⑵ 按顯示屏幕大小分。顯示器的屏幕大小以英寸為單位（ 1 英寸大約為 2.539 厘米），通常有 15 英寸、 17 英寸、 19英寸、 20 英寸和 21 英寸 ⑶ 按顯示器所采用的顯像

17、管不同， CRT顯示器分為球面顯像管顯示器、柱面顯像管顯示器、平面直角顯示 器和純平面顯像管顯示器。一臺 CRT顯示器質(zhì)量的好壞及檔次的高低主要取決于它所采用的顯像管。 2、 LCD（ Liquid Crystal Display ）顯示器的分類 液晶顯示器又叫做 LCD顯示器，俗稱為平板顯示器。與CRT相比，LCD顯示器具有體積小、重量輕、能耗低、 失真小等特點。隨著人們對顯示器要求的不斷提高以及 LCD顯示器價格的不斷下降，LCD顯示器已開始逐漸進入 桌面電腦市場。 按照物理結構分，LCD可分為無源陣列顯示器 DSTN-LCD俗稱偽彩顯）和薄膜晶體管有源陣列顯示器 TFT-LC

18、D （俗稱真彩顯） 。 LCD顯示器也有屏幕大小之分，常見的有： 14.1英寸、15英寸、17英寸等。 二、 CRT顯示器的工作原理 CRT顯示器即陰極射線管顯示器，是最早使用的顯示器，它技術成熟，價格便宜，壽命較長，可靠性高，可 以顯示各種灰度和色彩，是當今計算機中最常用的顯示設備。 CRT顯示器的工作原理是當顯像管內(nèi)部的電子槍陰極發(fā)出的電子束，經(jīng)強度控制、聚焦和加速后變成細小的 電子流，再經(jīng)過偏轉線圈的作用向正確的目標偏離，穿越蔭罩的小孔或柵欄，轟擊到熒光屏上的熒光粉時，熒光 粉被激活，即可發(fā)出光來。 R、G B三色熒光點被按不同比例強度的電子流點亮，就會產(chǎn)生各種色彩。 當

19、一個圖像被顯示在屏幕上時， 它是由無數(shù)小點所組成的， 它們被稱為像素 （ Pixel ）。 Pixel 也就是 Picture element 的縮寫，像素描繪的是屏幕上的極小的一個點，它們可以被設置為不同的顏色和亮度。每一個像素色含 紅色、綠色、藍色三種磷光體，大量的像素就組成了圖像。 三、 CRT顯示器性能指標 挑選顯示器應注意顯示器的尺寸、屏幕的類型、技術性能、控制功能、附加功能。包括行、場掃描的頻率， 顯示器的分辨率，掃描方式，點距，帶寬，低輻射，是否符合“能源之星”標準以及品牌等等。 1、顯像管的尺寸 就是我們通常所說的 14、 15、 17英寸，注意，這里說的長度是指顯示器

20、屏幕對角線的長度，單位為英寸（ 1 英寸 =2.539 厘米）。 2、點距 點距（或條紋間距）是顯示器的一個非常重要的硬件指標。所謂點距，是指一種給定顏色的一個發(fā)光點與離 它最近的相鄰同色發(fā)光點之間的距離， 或者說相鄰兩個像素點內(nèi)相同顏色磷光點的距離。 這種距離不能用軟件來 更改，這一點與分辨率是不同的。在任何相同分辨率下，點距越小，顯示圖像越清晰細膩，分辨率和圖像質(zhì)量也 就越高。 3、分辨率 分辨率 （Resolution） 就是指構成圖像的像素和，即屏幕包含的像素多少。它一般表示為水平分辨率 （ 一個掃 描行中像素的數(shù)目）和垂直分辨率（掃描行的數(shù)目）的乘積。比如1024 X

21、 768,表示水平方向最多可以包含 1024個 像素，垂直方向是 768 像素，屏幕總像素的個數(shù)是它們的乘積。分辨率越高，畫面包含的像素數(shù)就越多，圖像越 細膩清晰。顯示器的分辨率受顯示器的尺寸、顯像管點距、電路特性等方面影響。 4、 帶寬 帶寬是顯示器的一個非常重要的參數(shù), 能夠決定顯示器性能的好壞。 所謂帶寬是顯示器視頻放大器通頻帶寬 度的簡稱, 或者說帶寬指每秒種電子槍掃描過的總像素數(shù), 一個電路的帶寬實際上是反映該電路對輸入信號的響 應速度。帶寬越寬,慣性越小,響應速度越快,允許通過的信號頻率越高,信號失真越小,它反映了顯示器的解 像能力。單位為 MHz帶寬可以用“水平分辨率 x垂直

22、分辨率x刷新率”這個公式來計算帶寬的數(shù)值。 5、 刷新率 顯示器的刷新率分為垂直刷新頻率和水平刷新頻率。 垂直刷新頻率， 也叫場頻， 是指每秒鐘顯示器重復刷新 顯示畫面的次數(shù)，以 Hz表示。垂直刷新率越高，圖像越穩(wěn)定，質(zhì)量越好。與垂直刷新率相對應的一項指標是水 平刷新率，也叫行頻，是指顯示器 1秒鐘內(nèi)掃描水平線的次數(shù)，以 KH為單位。水平和垂直刷新率及分辨率三者 是相關的,在分辨率確定的情況下,它決定了垂直刷新頻率的最大值。刷新率越高,圖象的質(zhì)量就越好,閃爍越 不明顯，人的感覺就越舒適。一般認為， 75?75Hz的刷新率即可保證圖象的穩(wěn)定。 6、 控制方式 顯示器的控制方式可以分為模

23、擬調(diào)節(jié)和數(shù)碼調(diào)節(jié)兩種。 7、 安全認證 顯示器直接關系到使用者的健康, 所以我們有必要認識一些顯示器的安全認證。 現(xiàn)在在顯示器市場中最常見, 也是最標準的安全認證有 MPRII 和 TCO92、TCO95、TCO99、TCO03。 四、LCD顯示器性能指標 1 、液晶面板 液晶面板尺寸和 CRT的不同之處在于：液晶面板是計算可視尺寸的。一般 17寸CRT顯示器的可視面積在 15.6?15.9英寸之間，因此15寸液晶顯示器的實際顯示面積和 17寸的CRT顯示器的顯示面積相差無幾。同理， 一臺17寸的液晶顯示器的實際顯示面積也就和一個 19寸CRT顯示器差不多了。 2、亮度 液晶

24、是一種介于液體和晶體之間的物質(zhì),它可以通過電流來控制光線的穿透度,從而顯示出圖像。但是,液 晶本身并不會發(fā)光, 因此所有的液晶顯示器都需要背光照明, 背光的亮度也就決定了顯示器的亮度。 亮度高決定 畫面顯示的層次也就更豐富,從而提高畫面的顯示質(zhì)量。 3、對比度 一般人眼可以接受的對比度一般在 250： 1 左右,低于這個對比度就會感覺模糊或有灰蒙蒙的感覺。對比度 越高，圖像的銳利程度就越高，圖像也就越清晰。一般 CRT顯示器可以輕易的達到 500: 1甚至更高，而液晶顯 示器達到 400： 1 就算是很好了。通常的液晶顯示器對比度為 300： 1，做文檔處理和辦公應用足夠了，但玩游戲

25、和看影片就需要更高的對比度才能達到更好的效果。 4、響應時間 響應時間決定了顯示器每秒所能顯示的畫面幀數(shù)，通常當畫面顯示速度超過每秒 25 幀時，人眼會將快速變 換的畫面視為連續(xù)畫面，不會有停頓的感覺，所以響應時間會直接影響你的視覺感受。 5、 分辨率 液晶顯示器的物理分辨率是固定不變的。 6、 可視角度 可視角度應該是越大越好。不過對于目前技術來說，水平視角 90~100 度，垂直視角 50~60 度就能滿足平常 的使用了。選擇時注意在這個參數(shù)以上即可，畢竟顯示器很少會有多人同時觀看，特別對于家庭用戶，可視角度 的重要性相對較小。 7、 功率 一般購買時很少有人注意功率，而

26、通常液晶顯示器的功率應該在 50W以下。如雅美達 AS151EL的功率僅有 36W相對CRT顯示器100W以上的功率是非常的節(jié)能環(huán)保了。 事實上這也是眾多大機構全面采用液晶的重要理由 之一。 8、認證 五、 如何選購純平顯示器 1 、選購要點之一：尺寸 2、 選購要點之二：檔次 3、 選購要點之三：外觀 第一，看外形設計。 第二，看TCO標志和品牌。 第三，看外觀是否損壞。 4、 選購要點之四：測試 5、 選購要點之五：售后服務 六、 顯示器故障與維修 1．顯示器的保養(yǎng) （1）濕度因素 （ 2）光照因素 （ 3 ）灰塵因素 （ 4）電磁干擾 （ 5）使用中應注意的問題 2．顯示器故障與維修 （1） 顯示器的畫面抖動 （2） 開機后顯示器顯屏 （3） 顯示屏有干擾波或線條 （4） 顯示器花屏 5）顯示器黑屏 小結： 本章主要講解了顯示系統(tǒng)中的兩個設備， 顯示卡和顯示器， 這兩個設備均是計算機系統(tǒng)構成的重要設 備，相關知識較多且廣。 作業(yè)： 1． 顯卡的輸出接口有哪幾種？ 2． 如何選購顯卡 3． CRT和LCD顯示器有何異冋? 4． 顯示器的常見故障有哪些？