سخت افزار (بخش ششم)

 مودم

 در صورتیکه هم اکنون در حال مطالعه این مطلب در منزل و یا محل کار خود می باشید،  مطلب فوق از طریق مودم در اختیار شما گذاشته شده است . واژه ” مودم ” از ترکیب کلمات “modulator-demodulator” اقتباس شده است .از مودم برای ارسال داده های دیجیتال از طریق خطوط تلفن استفاده بعمل می آید. مودم ارسال کننده اطلاعات، عملیات مدوله نمودن داده را به سیگنال هائی که با خطوط تلفن سازگار می باشند، انجام خواهد داد. مودم دریافت کننده اطلاعات، عملیات ” دی مدوله ” نمودن سیگنال را بمنظور برگشت به حالت دیجتال انجام می دهد. مودم های بدون کابل داده های دیجیتال را به امواج رادیوئی تبدیل می نمایند.

مودم ازسال ۱۹۶۰ در کامپیوتر و بمنظور ارسال و دریافت اطلاعات توسط ترمینال ها و اتصال به سیستم های مرکزی، مورد استفاده قرار گرفته است .شکل زیر نحوه ارتباط فوق در کامپیوترهای بزرگ را نشان می دهد.

سرعت مودم ها در سال ۱۹۶۰ حدود ۳۰۰ بیت در ثانیه (bps) بود. در آن زمان یک ترمینال ( یک صفحه کلید و صفحه نمایشگر) قادر به تماس تلفنی با کامپیوتر مرکزی بود. فراموش نکنیم که در آن زمان وقت کامپیوتر بصورت اشتراکی مورد استفاده قرار می گرفت و سازمانها و موسسات با خریداری نمودن زمان مورد نظر خود، امکان استفاده از کامپیوتر اصلی را بدست می آورند. مودم ها در آن زمان این امکان را بوجود می آورند که موسسات یاد شده قادر به ارتباط با سیستم مرکزی با سرعتی معادل ۳۰۰ بیت در ثانیه باشند.در چنین حالتی زمانیکه کاربری از طریق ترمینال کاراکتری را تایپ می کرد، مودم کد معادل کاراکتر تایپ شده را بر اساس  استاندارد اسکی، برای کامپیوتر مرکزی ارسال می نمود. در مواردیکه کامپیوتر مرکزی اطلاعاتی را بمنظور نمایش برای ترمینال ارسال می کردد نیز از مودم استفاده می گردید.

همزمان با عرضه کامپیوترهای شخصی در سال ۱۹۷۰  استفاده از سیستم های بولتنی(BBS(Bulletin board system مطرح گردید. اشخاص  و یا موسسات با استفاده ازیک و یا چند مودم و برخی نرم افزارهای مربوط به BBS ، سیستم را پیکربندی نموده و کاربران دیگر با استفاده از مودم قادر به تماس با سیستم بولتنی، بودند. در چنین مواردی کاربران  برنامه شبیه ساز کننده ترمینال، را بر روی کامپیوتر خود اجراء می نمودند و بدین ترتیب سیستم آنان مشابه یک ترمینال رفتار می نمود. از سیستم های بولتنی اغلب برای اطلاع رسانی استفاده می گردید.  سرعت مودم ها در آن زمان حدود ۳۰۰ بیت در ثانیه بود. در این حالت در هر ثانیه حدود ۳۰ حرف می توانست ارسال گردد. تا زمانیکه کاربران حجم بالائی از اطلاعات را ارسال نمی کردند مشکلات ارتباطی از بعد سرعت چندان مشهود نبود ولی بمحض ارسال داده های با حجم بالا نظیر برنامه ها و تصاویر به سیستم های بولتنی و یا دریافت اطلاعا ت از طریق آنان سرعت ۳۰۰ بیت در ثانیه پاسخگو نبود . تلاش های فراوانی در جهت افزایش سرعت مودم ها صورت گرفت . ماحصل تلاش های فوق افزایش نرخ انتقال اطلاعات در مودم ها بود .

  • از سال ۱۹۶۰ تا ۱۹۸۳ سرعت ۳۰۰ بیت در ثانیه
  • از سال ۱۹۸۴ تا ۱۹۸۵ سرعت ۱۲۰۰ بیت در ثانیه
  • از سال ۱۹۸۶ تا ۱۹۸۹ سرعت ۲۴۰۰ بیت در ثانیه
  • از اواخر سال ۱۹۹۰ تا اوایل ۱۹۹۱ ۹۶۰۰ بیت در ثانیه
  • سرعت ۱۹/۲ کیلو بیت در ثانیه
  • سرعت ۲۸/۸ کیلو بیت در ثانیه
  • سرعت ۳۳/۶ کیلو بیت در ثانیه
  • سرعت ۵۶ کیلو بیت در ثانیه ( در سال ۱۹۹۸ استاندارد گردید )
  • خطوط ADSL با حداکثر سرعت ۸ مگابیت در ثانیه ( از سال ۱۹۹۹ متداول شده است )

مود مهای با سرعت ۳۰۰ بیت در ثانیه

در آغاز از مودم های با سرعت ۳۰۰ بیت در ثانیه استفاده می گردید . طرز کار مودم های فوق بسیار ساده بود. مودم های فوق از یک Frequency shift keying FSK  برای ارسال اطلاعات دیجیتال از طریق خطوط تلفن استفاده می کردند. در FSK از یک فرکانس ( tone) متفاوت برای بیت های متفاوت استفاده می گردید. زمانیکه یک مودم متصل به ترمینال با مودم متصل به کامپیوتر تماس می گرفت، مودم متصل به ترمینال مودم، originate نامیده می شود. مودم فوق برای مقدار” صفر” ، فرکانس ۱۰۷۰ هرتز و برای مقدار” یک”، فرکانس ۱۲۷۰ هرتز را ارسال می نماید. مودم متصل به کامپیوتر را مودم Answer می نامند. مودم فوق برای ارسال مقدار” صفر” ، فرکانس ۲۰۲۵ هرتز و برای مقدار” یک” ، فرکانس ۲۲۲۵ هرتز را ارسال می کرد.با توجه به اینکه مودم های فرستنده و گیرنده از فرکانس های متفاوت برای ارسال اطلاعات استفاده می کردند، امکان استفاده از خط بصورت همزمان فراهم می گردید. عملیات فوق Full-duplex نامیده می شود. مودم هائی که صرفا” قادر به ارسال اطلاعات در یک جهت در هر لحظه می باشند half-duplex نامیده می شوند.

فرض کنید دو مودم متصل و کاربر ترمینال ( فرستنده ) حرف a را تایپ نمائید. کد اسکی حرف فوق ۹۷ دهدهی و یا ۰۱۱۰۰۰۰۱ باینری است . دستگاهی با نام UART موجود در ترمینال بایت ها را به بیت تبدیل و آنها را از طریق پورت سریال (RS-232 Port) در هر لحظه ارسال می دارد. مودم ترمینال به پورت سریال متصل بوده و در هر لحظه یک بیت را دریافت می دارد.در ادامه اطلاعات مورد نظر از طریق خط تلفن ارسال خواهند شد.

مودم های سریعتر

بمنظور ایجاد مودمهای سریعتر طراحان مودم مجبور به استفاده از روش های مناسبتری نسبت به FSK بودند. در ابتدا ازPhase-Shift  Keying   PSK و در ادامه از روش Quadrature amplitude modulation)QAM) استفاده کردند. روشهای فوق امکان ارسال حجم بالائی از اطلاعات را فراهم می نمودند. شکل زیر یک مودم ۵۶kbps را نشان می دهد.

 تمام مودم های با سرعت بالا بنوعی از مفهوم ” تنزل تدریجی ”  استفاده می نمایند. این بدان معنی است که آنها قادر به تست خط تلفن و تنظیم سرعت مناسب می باشند.

در ادامه تحولات مربوط به مودم  مودم های Asymmetric digital subscriber line)ADSL) بوجود آمدند. از واژه “غیر متقارن” بدین دلیل استفاده شده چون مودم های فوق قادر به ارسال اطلاعات با سرعت بالاتر در یک  مسیر نسبت به مسیر دیگر می باشند. مودم های ADSL از این حقیقت که هر منزل و یا محل کار دارای یک کابل مسی اختصاصی بین محل مورد نظر و شرکت مخابرات مربوطه می باشند، استفاده نموده اند. خط فوق قادر به حمل حجم بالائی از داده نسبت به سیگنال ۳۰۰۰ هرتزی مورد نیاز برای کانال های صوتی تلفن می باشد . در صورتیکه مرکز تلفن مربوط و منزل و محل کار کاربر هر دو از مودم های ADSL در دو طرف خط استفاده نمایند، بخشی از کابل مسی بین منزل و مرکز نلفن می تواند بعنوان یک کانال انتقال اطلاعات دیجیتال با سرعت بالا مطرح گردد. ظرفیت خطوط فوق در حد  ارسال یک میلیون بیت در ثانیه بین منزل و مرکز تلفن (UpStream) و هشت مگابیت در ثانیه بین مرکز تلفن و منزل (Downstream) تحت شرایط ایده آل است . با استفاده از یک خط می توان بصورت همزمان مکالمات تلفنی و داده های دیجیتال را ارسال کرد.

رویکرد استفاده شده در مودم های ADSL از اصول ساده ای تبعیت می نماید. پهنای باند خطوط تلفن بین ۲۴۰۰۰ هرتز و ۱۱۰۰۰۰۰ هرتز به باندهای ۴۰۰۰ هرتزی تقسیم می گردد.و یک مودم مجازی برای هر باند در نظر گرفته می شود. هر یک از ۲۴۹ مودم مجازی باند مربوط به خود را تست و بهینه ترین حالت را برای خود در نظر خواهند گرفت .برآیند سرعت تمام ۲۴۹ مودم مجازی،  مجموع سرعت کانال خواهد بود.

پروتکل Point-to-point

امروزه از ترمینال های واقعی و یا شبیه سازی شده بمنظور اتصال به یک کامپیوتر استفاده نمی شود. از مودم ها بمنظور اتصال به یک مرکز ارائه دهنده خدمات اینترنت (ISP) استفاده و مرکز فوق امکان ارتباط با اینترنت را فراهم می آورد. مودم مربوطه مسئولیت روتینگ بسته های اطلاعاتتی بسته بندی شده بر اساس پروتکل TCP/IP بین مودم استفاده شده و ISP را برعهده خواهد اشت . روش استاندارد استفاده شده برای روتینگ بسته های اطلاعاتی از طریق مودم، Point-to-point protocol)ppp) نامیده می شود.  TCP/IP موجود بر روی کامپیوتر کاربر بصورت عادی داده گرام های خود را ایجاد می نماید داده گرام های فوق برای انتقال در اختیار مودم گذاشته می شوند. ISP مربوطه داده گرام ها را دریافت و آنها را در مسیر مناسب هدایت ( ارسال) خواهد کرد. در زمان دریافت اطلاعات از طریق ISP و استقرار آنها بر روی کامپیوتر کاربر از فرآیندی مشابه استفاده می گردد.

  کارت گرافیک

 کارت گرافیک در کامپیوتر شخصی دارای جایگاهی خاص است . کارت های فوق اطلاعات دیجیتال تولید شده توسط کامپیوتر را اخذ و آنها را بگونه ای تبدیل می نمایند که برای انسان قابل مشاهده باشند. در اغلب کامپیوترها ، کارت های گرافیک اطلاعات دیجیتال را برای نمایش توسط نمایشگر ، به اطلاعات آنالوگ تبدیل می نمایند. در کامپیوترهای Laptop اطلاعات، همچنان دیجیتال باقی خواهند ماند چون کامپیوترهای فوق اطلاعات را بصورت دیجیتال نمایش می دهند.

اگر از قاصله بسیار نزدیک به صفحه نمایشگر یک کامپیوتر شخصی نگاه کنید ، مشاهده خواهید کرد که تمام چیزهائی که بر روی نمایشگر نشان داده می شود از “نقاط” تشکیل شده اند . نقاط فوق ” پیکسل ” نامیده می شوند. هر پیکسل دارای یک رنگ است . در برخی نمایشگرها ( مثلا” صفحه نمایشگر استفاده شده در کامپیوترهای اولیه مکینتاش ) هر پکسل صرفا” دارای دو رنگ بود: سفید و سیاه . امروزه در برخی از صفحات نمایشگر ، هر پیکسل می تواند دارای ۲۵۶ رنگ باشد. در اغلب صفحات نمایشگر ، پیکسل ها بصورت ” تمام رنگ ” (True Color) بوده و دارای ۱۶/۸ میلیون حالت متفاوت می باشند. با توجه به اینکه چشم انسان قادر به تشخیص  ده میلیون رنگ متفاوت می باشد ، ۱۶/۸ میلیون رنگ بمراتب بیش از آن چیزی است که چشم انسان قادر به تشخیص آنها بوده و بنظر همان ده میلیون رنگ کفایت می کند!

هدف یک کارت گرافیک ، ایجاد مجموعه ای از سیگنالها است که نقاط فوق را بر روی صفحه نمایشگر ، نمایش دهند.

کارت گرافیک چیست ؟

یک کارت گرافیک پیشرفته، یک برد مدار چاپی بهمراه حافظه و یک پردازنده اختصاصی است . پردازنده با هدف انجام محاسبات مورد نیاز  گرافیکی ، طراحی شده است . اکثر پردازنده های فوق دارای دستورات اختصاصی بوده که بکمک آنها می توان عملیات گرافیک را انجام داد. کارت گرافیک دارای اسامی متفاوتی نظیر : کارت ویدئو ، برد ویدئو ، برد نمایش ویدئوئی ، برد گرافیک ، آداپتور گرافیک و آداپتور ویدئو است .

مبانی کارت گرافیک

بمنظور شناخت اهمیت و جایگاه کارت های گرافیک ، یک کارت گرافیک با ساده ترین امکانات را در نظر می گیریم . کارت مورد نظر قادر به نمایش پیکسل های سیاه وسفید بوده و از یک صفحه نمایشگر با وضوح تصویر ۴۸۰ * ۶۴۰ پیکسل استفاده می نماید.  کارت گرافیک از سه بخش اساسی زیر تشکیل می شود :

حافظه . اولین چیزی که یک کارت گرافیک به آن نیاز دارد ، حافظه است . حافظه رنگ مربوط به هر پیکسل را در خود نگاهداری می نماید. در ساده ترین حالت ( هر پیکسل سیاه و سفید باشد ) به یک بیت برای ذخیره سازی رنگ هر پیکسل نیاز خواهد بود. با توجه به اینکه  هر بایت شامل هشت بیت است ، نیاز به هشتاد بایت (حاصل تقسیم ۶۴۰ بر ۸ ) برای ذخیره سازی رنگ مربوط به پیکسل های موجود در یک سطر بر روی صفحه نمایشگر  و ۳۸۴۰۰ بایت ( حاصلضرب ۴۸۰ در ۸۰ ) حافظه بمنظور نگهداری تمام پیکسل های قابل مشاهده بر روی صفحه ، خواهد بود .

اینترفیس کامپیوتر . دومین چیزی که یک کارت گرافیک به آن نیاز دارد ، روشی  بمنظور تغییر محتویات حافظه کارت گرافیک است . امکان فوق با اتصال کارت گرافیک به گذرگاه مربوطه بر روی برد اصلی تحقق پیدا خواهد کرد. کامپیوتر قادر به ارسال سیگنال از طریق گذرگاه مربوطه برای تغییر محتویات حافظه خواهد بود.

اینترفیس ویدئو . سومین چیزی که یک کارت گرافیک به آن نیاز دارد ، روشی بمنظور تولید سیگنال برای مانیتور است . کارت گرافیک می بایست سیگنال های رنگی را تولید تا باعث حرکت اشعه  در CRT گردد. فرض کنید که صفحه نمایشگر در هر ثانیه شصت فریم را بازخوانی / باز نویسی می نماید ، این بدان معنی است که کارت گرافیک تمام حافظه مربوطه را بیت به بیت اسکن  و این عمل را شصت مرتبه در ثانیه انجام  دهد. سیگنال های مورد نظر برای هر پیکسل موجود بر هر خط ارسال و در ادامه یک پالس افقی sync ، نیز ارسال می گردد.عملیات فوق برای ۴۸۰ خط تکرار  شده  و در نهایت یک پالس عمودی  sync ارسال خواهد شد.

پردازنده های کمکی گرافیک

یک کارت گرافیک ساده نظیر آنچه در بخش قبل اشاره گردید ، Frame Buffer نامیده می شود. کارت،  یک فریم از اطلاعاتی را نگهداری می نماید که برای نمایشگر ارسال شده است . ریزپردازنده کامپیوتر مسئول بهنگام سازی هر بایت در حافظه کارت گرافیک است .  در صورتیکه عملیات گرافیک  پیچیده ای را داشته باشیم ، ریزپردازنده کامپیوتر مدت زمان زیادی را صرف بهنگام سازی  حافظه کارت گرافیک کرده و برای سایر عملیات مربوطه زمانی باقی نخواهد ماند. مثلا” اگر یک تصویر سه بعدی دارای ۱۰۰۰۰ ضلع باشد ، ریزپردازنده می بایست هر ضلع را رسم و عملیات مربوطه در حافظه کارت گرافیک را نیز انجام دهد. عملیات فوق زمان بسیار زیادی را طلب می کند.

کارت های گرافیک جدید ، بطرز قابل توجه ای ، حجم عملیات مربوط به پردازنده اصلی کامپیوتر را کاهش می دهند. این نوع کارت ها دارای یک پردازنده اصلی پر قدرت بوده که مختص عملیات گرافیکی طراحی شده است. با توجه به نوع کارت گرافیک ، پردازنده فوق می تواند یک ” کمک پردازنده گرافیکی ” و یا یک ” شتاب دهنده گرافیکی ” باشد. پردازنده کمکی و پردازنده اصلی بصورت همزمان فعالیت نموده و در مواردیکه از شتاب دهنده گرافیکی استفاده می گردد ، دستورات لازم از طریق پردازنده اصلی برای شتاب دهنده ارسال و شتاب دهنده مسئولیت انجام آنها را برعهده خواهد داشت .

 در سیستم های  ” کمک پردازنده ”  ، درایور کارت گرافیک عملیات مربوط به کارهای گرافیکی را مستقیما” برای پردازنده کمکی گرافیکی ارسال می دارد. سیستم عامل هر چیز دیگر را برای پردازنده اصلی ارسال خواهد کرد.  در سیستم های ” شتاب دهنده گرافیکی ” ، درایور کارت گرافیک هر چیز را در ابتدا برای پردازنده اصلی کامپیوتر ارسال می دارد. در ادامه پردازنده اصلی کامپیوتر ، شتاب دهنده گرافیک را بمنظور انجام  عملیات خاصی هدایت می نماید. مثلا” پردازنده ممکن است به شتاب دهنده اعلام نماید که :” یک چند ضلعی رسم کن ”  در ادامه شتاب دهنده  فعالیت تعریف شده فوق را انجام خواهد داد.

عناصر دیگر بر روی کارت گرافیک

یک کارت گرافیک دارای عناصر متفاوتی است :

پردازنده گرافیک . پردازنده گرافیک بمنزله مغز یک کارت گرافیک است . پردازنده فوق می تواند یکی از سه حالت پیکربندی زیر را داشته باشد :

— Graphic Co-Processor . کارت هائی از این نوع قادر به انجام هر نوع عملیات گرافیکی بدون کمک گرفتن از پردازنده اصلی کامپیوتر می باشند.

— Graphics Accelerator . تراشه موجود بر روی این نوع کارت ها ، عملیات گرافیکی را بر اساس دستورات صادره شده توسط پردازنده اصلی کامپیوتر انجام خواهند داد.

— FrameBuffer . تراشه فوق ، حافظه موجود بر روی کارت را کنترل و اطلاعاتی را برای ” مبدل دیجیتال به آنالوگ ” (DAC) ارسال خواهد کرد . عملا” پردازشی توسط تراشه فوق انجام نخواهد شد.

حافظه . نوع حافظه استفاده شده  بر روی کارت های گرافیک متغیر است . متداولترین نوع ، از پیکربندی dual-ported استفاده می نماید. در کارت های  فوق امکان نوشتن در یک بخش حافظه و امکان خواندن از بخش دیگر حافظه بصورت همزمان امکان پذیر خواهد بود. بدین ترتیب مدت زمان لازم برای بازخوانی / بازنویسی یک تصویر کاهش خواهد یافت .

Graphic BIOS . کارت های گرافیک دارای یک تراشه کوچک BIOS می باشند. اطلاعات موجود در تراشه فوق به سایر عناصر کارت نحوه انجام عملیات (مرتبط به یکدیگر) را تبین خواهد کرد. BIOS همچنین مسئولیت تست کارت گرافیک ( حافظه مربوطه و عملیات ورودی و خروجی ) را برعهده خواهد داشت .

– Digital-to-Analog Converter ) DAC) . تبدیل کننده فوق را RAMDAC نیز می گویند. داده های تبدیل شده به دیجیتال مستقیما” از حافظه اخذ خواهند شد. سرعت تبدیل کننده فوق تاثیر مستقیمی را در ارتباط با مشاهده یک تصویر بر روی صفحه نمایشگر خواهد داشت .

Display Connector . کارت های گرافیک از کانکتورهای استاندارد استفاده می نمایند.اغلب کارت ها از یک کانکتور پانزده پین استفاده می کنند. کانکتورهای فوق همزمان با عرضه VGA :Video Graphic Array  مطرح گردیدند.

Computer(Bus) Connector . اغلب گذرگاه فوق از نوع AGP است ..پورت فوق امکان دستیابی مستقیم کارت گرافیک به حافظه را فراهم می آورد.ویژگی فوق  باعث می گردد که سرعت پورت های فوق نسبت به PCI چهار مرتبه سریعتر باشد. بدین ترتیب پردازنده اصلی سیستم قادر به انجام فعالیت های خود بوده و تراشه موجود بر روی کارت گرافیک امکان دستیابی مستقیم به حافظه را خواهد داشت .

استاندارد های کارت گرافیک

اولین کارت گرافیک در سال ۱۹۸۱ توسط شرکت IBM عرضه گردید. کارت فوق بصورت تک رنگ  و با نام Monochrome Display Adapters)MDAs) ارائه گردید. صفحات تمایشگری که از کارت فوق استفاده می کردند ، متنی بودند. رنگ نوشته سفید یا سبز و زمینه سیاه بود. در ادامه کارت های چهار رنگ Hercules Graphic Catd)HGC) ارائه گردیدند. سپس کارت های هشت رنگ Color Graphic Adapter)CGA)  و کارت های شانزده رنگ Enhanced Graphic Adapter)EGA) ارائه گردیدند.  تولیدکنندگانی دیگر، نظیر کمودور کامپیوترهائی را معرفی کردند که دارای کارت های گرافیک از قبل تعبیه شده و ساخته شده در سیستم بودند. کارت های فوق قادر به نمایش تعداد زیادی رنگ بودند.

زمانیکه شرکت IBM در سال ۱۹۸۷  کارت Video Graphic Array)VGA) را معرفی کرد، استاندارد جدیدی در این راستا مطرح گردید. نمایشگرهای VGA قادر به ارائه ۲۵۶ رنگ و وضوح تصویر ۴۰۰ * ۷۲۰ بودند. یک سال بعد استاندارد Super Video Graphic Array)SVGA) مطرح گردید.  استاندارد فوق قادر به ارائه ۱۶/۸ میلیون رنگ با وضوح تصویر ۱۰۲۴ * ۱۲۸۰ است .

کارت های گرافیک از استانداردهای متفاوتی پیروی می نمایند. تولیدکنندگان کارت گرافیک همواره سعی در افزایش تعداد رنگ و وضوح تصویر با توجه به راهکارهای اختصاصی خود دارند. کارت های گرافیک می بایست قادر به اتصال به سیستم باشند. کارت های گرافیک قدیمی اغلب از طریق  اسلات های ISA و یا PCI  به سیستم  متصل می شوند . اغلب کارت های گرافیک جدید از پورت AGP برای اتصال به کامپیوتر استفاده می نمایند.

   کارت گرافیک سه بعدی

 صفحه نمایشگردر کامپیوتر مسئول نمایش اطلاعات است . در زمان مطالعه یک مقاله، صفحه نمایشگر، اطلاعات را دو بعدی ( طول و عرض) نمایش خواهد داد. زمانیکه با استفاده از کامپیوتر یک فیلم را تماشا کرده و یا یک بازی کامپیوتری خاص را انجام می دهیم ، صفحه نمایشگر اطلاعات را در یک پنجره سه بعدی نمایش می دهد. دنیای سه بعدی که آن را از پشت کامپیوتر نگاه می کنیم ، تصویری واقعی از دنیائی است که در آن زندگی می کنیم و شاید همین موضوع باعث جذابیت بیش از اندازه دنیای سه بعدی در کامپیوتر باشد.

کامپیوتر برای نمایش اطلاعات بصورت سه بعدی بر روی یک صفحه نمایشگر تخت از چه ترفندهائی استفاده می نماید؟ بازیهای کامپیوتری به چه صورت طراحی و نوشته می گردند تا قادر به ایجاد یک فضای سه بعدی کاملا” ملموس باشند؟ در این بخش به بررسی ترفندهائی خواهیم پرداخت که توسط طراحان گرافیک سه بعدی استفاده شده و در ادامه به بررسی پتانسیل ها ی مورد نیاز در یک کارت گرافیک پرداخته و نحوه بالفعل نمودن پنانسیل ها ی فوق را آشنا خواهیم شد.

چه چیزی یک تصویر سه بعدی را ایجاد می نماید ؟

تصویری که علاوه بر طول ( درازا ) و عرض ( پهنا ) دارای ارتفاع ( عمق ) باشد ، یک تصویر سه بعدی است .تصویری که دارای صرفا” طول و عرص باشد یک تصویر دو بعدی خواهد بود. برخی از تصاویر با توجه به اهداف خود بصورت دو بعدی هستند. مثلا” برخی از تصاویر بین المللی که می توان آنها را در فردوگاه و یا سایر اماکن عمومی مشاهده نمود ( راهنمای رستوران ، راهنمای تلفن و … ) بگونه ای طراحی شده اند که با مشاهده آنان بتوان سریعا”  اقدامات مربوطه را انجام داد. بدین منظور در آفرینش تصاویر فوق از اشکال ساده و پایه استفاده بعمل می آید. تصاویر و گرافیک دو بعدی برای ایجاد ارتباط سر یع و ساده با مخاطب دارای جایگاهی خاص هستند . گرافیک های سه بعدی مفاهیم بیشتری را به مخاطب منتقل خواهند کرد و لازم است که این نوع تصاویر حامل اطلاعات بیشتری باشند.

به مثلث های فوق ، نگاه کنید .هر مثلث در سمت چپ دارای سه خط ( ضلع ) و سه زاویه است .این تمام اطلاعاتی است که توسط یک مثلث قابل بیان است . در سمت راست ، یک هرم  مشاهده می گردد. هرم دارای یک ساختار سه بعدی است که از چهار مثلت  تشکیل می گردد. هرم پنج خط و شش زاویه را برای بیان یک مفهوم در اختیار دارد. همانگونه که مشاهده می شود یک تصویر سه بعدی قادر به بیان مفاهیم و اطلاعات بمراتب بیشتری نسبت به تصاویر دو بعدی است .

گرافیک سه بعدی چیست ؟

برای اغلب کاربران مشاهده یک بازی کامپیوتری متداولترین روش برای مشاهده گرافیک سه بعدی است . بازیهای کامپیوتری بر اساس تصاویری ایجاد می گردند که کامپیوتر در آفرینش آنها نقشی حیاتی دارد. تصاویر فوق می بایست مراحل تدوین زیر را سپری نمایند:

  • ایجاد یک دنیای مجازی سه بعدی
  • مشخص نمودن بخش هائی از دنیای مجازی که می بایست بر روی صفحه نمایش داده شوند.
  • مشخص نمودن نحوه نمایش هر پیکسل بر روی صفحه تا از این طریق بتوان یک تصویر واقعی را نمایش داد.

 چگونه می توان یک تصویر را مشابه  شکل واقعی آن ایجاد نمود؟

برای آفرینش تصاویر گرافیکی و انطباق آنها با شکل واقعی ، می بایست پیکسل ها را بر روی یک صفحه دو بعدی مستقر و با انجام عملیات متفاوت ، یک تصور سه بعدی  از آنان را خلق تا هر بیننده در برخورد با تصویر خلق شده یک برداشت سه بعدی از تصویر را در ذهن خود ایجاد نماید. در این راستا از امکانات متعدد نظیر : Shapes  ، Surface textures  ، Lighting ,Perspective , Depth of field و Anti-aliasing استفاده می گردد. بررسی هر یک از موارد فوق خارج از حوصله این بخش بوده و کاربران می توانند از منابع ذیربط در رابطه با ” گرافیک سه بعدی ” استفاده نمایند.

کارت گرافیک سه بعدی

در ابتدای مطرح شدن کامپیوترهای شخصی ، رفتار کارت های گرافیک مشابه یک مترجم بود. در چنین مواردی تصاویر ایجاد شده  توسط پردازشگر بکمک کارتهای گرافیک به پالس های الکتریکی مورد نیاز درایور مانیتور کامپیوتر، تبدیل می گردیدند. با اینکه روش فوق بدرستی کار می کرد ولی سهم پردازنده  برای انجام عملیات (پردازش) بسیار بالا بود . در این راستا تمام عملیات مربوط به پردازش تصویر توسط پردازنده صورت می گرفت . وضعیت فوق صرفا” مختص کارت گرافیک نبود و اغلب کارت ها دارای عملکردی مشابه کارت گرافیک با توجه به حوزه عملکرد خود بودند.

پس از مطرح شدن بازیهای مدرن سه بعدی و نمایش های چند رسانه ای ، نیاز به یک پردازنده با سرعت بالا احساس گردید. با قرار گرفتن پردازنده با سرعت بالا در کنار کارت گرافیک ، عملیات پردازش با سهم  متفاوت بین پردازنده اصلی سیستم و پردازنده کارت گرافیک تقسیم گردید.

اولین مرحله در ساخت یک تصویر دیجیتال سه بعدی ، ایجاد دنیائی مملو از اضلاع و زاویه است . دنیای فوق از یک مدل سه بعدی مبتنی بر ریاضیات به مجموعه ای از الگوها ی دو بعدی بمنظور نمایش بر روی نمایشگر ، تبدیل می شدند. تصاویر انتقال یافته در ادامه با افزودن مجموعه امکاناتی نظیر : Surface ، بگونه ای تبدیل می گردیدند تا بتوان آنها را بر روی یک مانیتور مشاهده کرد. پردازنده اختصاصی کارت گرافیک مسئولیت عملیات rendering را برعهده می گرفت ( پردازنده اصلی سیستم درگیر قضیه فوق نمی گردید ) . کارت های گرافیک TNT2  و VooDoo3 دارای پردازنده های اهتصاصی مربوط به خود می باشند. یکی دیگر از تحولات بسیار مهم در رابطه با کارت ها ی گرافیک سه بعدی که مسئولیت پردازنده اصلی در عملیات پردازش را کاهش می داد ، توسط GeForce 256 از شرکت Nvida ارائه گردید. همانگونه که اشاره شد ، کارت های گرافیک قبلی با هدف کاهش حجم عملیات پردازنده اصلی و افزایش سرعت محاسبات پردازش ، پردازنده  خود رامکلف به انجام rendering تصویر نموده بودند. در کارت GeForce 256 علاو ه بر این ، امکان انتقال مدل مورد نظر از فضای سه بعدی محاسباتی به یک فضای دو بعدی نیز فراهم گردید. با توجه  به اینکه در تبدیل فوق از معادلات پیچیده ریاضی بهمراه اعداد اعشاری استفاده می گردد ، با قبول مسئولیت عملیات فوق توسط پردازنده اختصاصی کارت گرافیک ، حجم عملیات مربوط به پردازنده اصلی بطرز چشمگیری کاهش و زمان لازم برای پرداختن به سایر موضوعات مورد علاقه و در عین حال مهم برای پردازنده اصلی فراهم می گردید! .

کارت گرافیک Voodoo 5 از شرکت ۳dfx ، عملیات دیگری را از دوش پردازنده اصلی برداشت . شرکت فوق این تکنولوژی را T-buffer نامگذاری کرد. تکنولوژی فوق فرآیند Rendering را بهبود بخشیده است . در این تغییر و تحول از بعد Rendering ، پردازنده اصلی سیستم عملا” درگیر نخواهد گردید.

کارت های گرافیک طی سالیان اخیر نسبت به  زمانیکه صرفا” بصورت متن ( ۲۵ سطرو ۸۰ ستون )  و تک رنگ بودند، سریعا” رشده نموده و همچنان این روند ادامه خواهد یافت . امروزه میلیون ها کاربر از بازیهای مدرن کامپیوتری و برنامه شبیه ساز گرافیکی به لطف پیشرفت های بدست آمده در صنعت کارت های گرافیک ، استفاده و از آنها لذت می برند.ما می خواهیم بر صفحه نمایشگر خود یک دنیای واقعی از آنچه در هستی است را مشاهده نمائیم ، بدون شک کارت های گرافیک در این راستا دارای نقش انکار ناپذیری خواهند بود.

  صفحه کلید 

 صفحه کلید، متداولترین وسیله ورود اطلاعات در کامپیوتر است .عملکرد صفحه کلید مشابه یک کامپیوتر است!

 صفحه کلید شامل مجموعه ای از سوییچ ها است که به یک ریزپردازنده متصل می گردند. ریزپردازنده وضعیت هر سوئیچ را هماهنگ و واکنش لازم  در خصوص تغییر وضعیت یک سوئیچ را از خود نشان خواهد داد.

انواع صفحه کلید

صفحه کلیدها از بدو استفاده در  کامپیوتر، تاکنون کمتر دستخوش تغییراتی شده اند. اغلب تغیرات اعمال شده در رابطه با صفحه کلید، افزودن کلیدهائی خاص ، بمنظور انجام خواسته های مورد نظر است . متداولترین نوع صفحه کلیدها عبارتند از :

  • صفحه کلید پیشرفته با  ۱۰۱ کلید
  • صفحه کلید ویندوزبا  ۱۰۴ کلید
  • صفحه کلید استاندارد اپل با ۸۲ کلید
  • صفحه کلید پیشرفته اپل با ۱۰۸ کلید

کامپیوترهای laptop دارای صفحه کلیدهای مختص بخود بوده که آرایش کلیدها بر روی آنان با صفحه کلیدهای استاندارد متفاوت است . برخی از تولید کنندگان صفحه کلید،  کلیدهای خاصی را نسبت به صفحه کلیدهای استاندارد اضافه نموده اند.  صفحه کلید  دارای چهار نوع  کلید متفاوت است :

  • کلیدهای مربوط به تایپ
  • کلیدهای مربوط به بخش اعداد (Numeric keypad)
  • کلیدهای مربوط به توابع ( عملیات ) خاص
  • کلیدهای کنترلی

کلیدهای تایپ بخشی از صفحه کلید را شامل می گردنند که بکمک آنها می توان حروف الفبائی را تایپ نمود. آرایش کلیدهای فوق بر روی صفحه کلید مشابه دستگاههای تایپ است . همزمان با گسترش استفاده از کامپیوتر در بخش های تجاری ضرورت وجود کلیدهای خاص عددی برای بهبود سرعت ورود اطلاعات نیز احساس گردید، بدین منظوور Numeric keypad در صفحه کلیدها مورد استفاده قرار گرفت . با توجه به اینکه حجم بالائی از اطلاعات بصورت عدد می باشند ، یک مجموعه با ۱۷ کلید به صفحه کلید اضافه گردید. آرایش کلیدهای فوق بر روی صفحه کلید مشابه اغلب ماشین های حساب است . در سال ۱۹۸۶ شرکت IBM صفحه کلید اولیه خود را تغییر و کلیدهای عملیاتی و کنترلی را به آن اضافه کرد. کلیدهای عملیاتی بصورت یک سطر و در بالاترین قسمت صفحه کلید قرار می گیرند.  با استفاده از نرم افزارهای کاربردی و یا سیستم عامل می توان به هر یک از کلیدهای عملیاتی مسئولیتی را واگذار نمود. کلیدهای کنترلی باعث کنترل مکان نما (Cursor) و صفحه نمایشگر می باشند. در این راستا از چهار کلید ( با فرمت معکوس حرف T ) بین بخش مربوط به کلیدهای مختص تایپ و بخش عددی صفحه کلید استفاده شده است. با استفاده از کلیدهای فوق کاربران قادر به حرکت مکان نما بر روی صفحه نمایشگر خواهند بود. در اغلب نرم افزارها با استفاده از کلیدهای کنترلی کاربران قادر به پرش هائی با گام های بلند نیز خواهند بود. این کلیدها شامل موارد زیر می باشد :

  • Home
  • End
  • Insert
  • Delete
  • Page Up
  • Page Down
  • Control (Ctrl)
  • Alternate (Alt)
  • Escape (Esc)

صفحه کلید ویندوز، کلیدهای اضافه ای را معرفی نمود. کلیدهای Windows یا Start و یک کلید Application نمونه هائی در این زمینه می باشند.  صفحه کلیدهای ” اپل ” اختصاص به سیستم های مکینتاش دارد. شکل زیر یک نمونه از صفحه کلیدهای فوق را نشان می دهد:

پردازنده موجود در یک صفحه کلید ، بمنظور عملکرد صحیح صفحه کلید، می بایست قادر به شناخت و آگاهی از چندین موضوع باشد. مهمترین این موضوعات عبارتند از :

  • آگاهی از موقعیت کلید در ماتریس کلید ها ( مدار ماتریسی )
  • میزان جهش ( Bounce ) کلید و نحوه فیلتر نمودن آن
  • سرعتی که اطلاعات برای typematics ارسال می گردند.

 مدارماتریسی کلید ها ، یک شبکه ازمدارات بوده و در زیرکلید ها قرار دارد.در تمام صفحه کلیدها، هر مدار در نقطه مربوط به یک کلید خاص، شکسته می گردد.با فشردن یک کلید فاصله موجود بین مدار حذف و امکان ایجاد یک جریان ضعیف بوجود می آید. پردازنده وضعیت هر یک از کلیدها را از بعد پیوستگی در نقطه تماس مدار مربوطه،  بررسی می کند. زمانیکه تشخیص داده شد که یک مدار بسته شده ( اتصال برقرار است ) است، مقایسه بین محل کلید مورد نظر با ” طرح کاراکترهای” (bitmap)  موجود در حافظه ROM انجام می گیرد. طرح کاراکترها، یک چارت مقایسه ای برای پردازنده بوده تا به وی اعلام گردد، کدام کلید در مختصات X,Y  در مدارماتریسی کلید ها ، قرار دارد.در صورتیکه بیش از یک کلید  بصورت همزمان فعال شده باشد پردازنده بررسی خواهد کرد که آیا ترکیب کلیدهای فشرده شده دارای یک طرح کاراکتر است . مثلا” در صورت فشردن  کلید a ، حرف a برای کامپیوتر ارسال می شود.در صورتیکه کلید shift را نگاهداشته و کلید a را فعال نمائیم پردازنده ترکیب فوق را با طرح  کاراکترها  مقایسه و حرف A را تولید خواهد کرد.

صفحه کلید از سوئیچ  بمنظور اعمال  تغییردر جریان مربوط به مدارات صفحه کلید استفاده می نماید.زمانیکه کلیدی فشرده می گردد،  میزان اندکی لرزش بین سطح تماس وجود داشته که bounce نامیده می گردد. پردازنده موجود در صفحه کلید آن را تشخیص داده و متوجه این موضوع خواهد شد که فعال و غیر فعال شدن سریع سوئیج بصورت تکراری ، نشاندهنده فشردن چندین کلید نبوده و صرفا” یک کلید در نظر گرفته خواهد شد.( تمام سیگنال های دیگر حذف و صرفا” یک سیگنال در نظر گرفته خواهد شد) . در صورتکیه کلیدی را برای مدت زمانی نگه داری شده و این عمل ادامه یابد پردازنده تشخیص خواهد داد که شما قصد دارید کلیدهائی را بصورت تکراری برای کامپیوتر ارسال دارید عملیات فوق typematics نامیده می شود. در فرآیند فوق تاخیر بین هر ضربه بر روی کلید می تواند توسط نرم افزار مشخص گردد. دامنه تاخیر فوق از ۲ کاراکتر در ثانیه شروع و می تواند تا ۳۰ کاراکتر در ثانیه ادامه یابد .

تکنولوژی های صفحه کلید

صفحه کلیدها از تکنولوژی های متفاوت سوئیچ، استفاده می نماید. ما علاقه مندیم زمانیکه کلیدی  بر روی صفحه کلید فعال می گردد، واکنش آن را حس نمائیم ،.ما می خواهیم صدای “کلیک ” کلیدها را در زمان تایپ بشنویم ، ما می خواهیم کلیدها محکم ( سخت )  بوده و در زمان فشردن یک کلید  سریعا” کلید فشرده شده به حالت اولیه خود برگردد. در این راستا از تکنولوژی های متفاوتی استفاده می گردد:

  • Rubber dome mechanical
  • Capacitive non-mechanical
  • Metal contact mechanical
  • Membrane mechanical
  • Foam element mechanical

متداولترین تکنولوژی سوئیچ استفاده شده در صفحه کلید rubber dome ( لاستیک برجسته) است . در این نوع صفحه کلیدها، هر کلید بر روی یک لاستیک برجسته  کوچک و انعطاف پذیر به مرکزیت  یک کربن سخت  قرار می گیرد.زمانیکه کلیدی فعال می گردد یک پیستون بر روی قسمت پائین کلید مجددا” لاستیک برجسته  را بسمت پایین بحرکت در می آورد. مسئله فوق باعث می گردد که کربن سخت ،  بسمت پایین حرکت  نماید. مادامیکه کلید نگاه داشته شود کربن، مدار را برای آن بخش  ماتریس  تکمیل می نماید. زمانیکه کلید رها ( آزاد) می گردد، لاستیک برجسته مجددا” به شکل و حالت اولیه بر می گرداند.

سوئیچ های صفحه کلید های با تکنولوژی لاستیک برجسته ارزان و مقاوم در مقابل جهش و خورندگی می باشند چراکه لایه پلاستیکی ماتریس کلیدها را در برمی گیرد. سوییچ های پرده ای در عمل شباهت زیادی با سوییچ های پلاستیکی دارند.کلیدهای فوق دارای بخش مجزا برای هر کلید نبوده و در عوض از یک ورق پلاستیکی با برآمدگی های مربوطه به  هر کلید استفاده می نمایند. از این نوع صفحه کلیدها برای صنایع سنگین استفاده می گردند. ا از صفحه کلیدهای فوق بندرت در کامپیوتر استفاده می گردد .

سوئیچ های Capacitive غیر مکانیکی بوده چراکه در آنها مشابه سایر تکنولوژیهای مربوط به صفحه کلید از یک مدار کامل استفاده نمی گردد. در اینن سوئیچ ها جریان بصورت پیوسته در بین تمام بخش های ماتریس کلید وجود و حرکت می نماید .

اتصالات صفحه کلید

زمانیکه کلیدی توسط کاربر فعال می گردد پردازنده صفحه کلید بررسی لازم را انجام ( با توجه به مدار ماتریسی ) ونوع  حرفی را که می بایست برای کامپیوتر ارسال گردد،  مشخص می نماید. کاراکترها در یک بافر و یا حافظه ای که معمولا” شانزده بایت ظرفیت دارد، قرار خواهند گرفت . در ادامه با توجه به نوع اتصالات مربوطه ، کاراکتر مورد نظر ارسال خواهد شد. . انواع متداول  کانکتورهای صفحه کلید عبارتند از :

  • کانکتور پنج پین DIN)Deustche industrie Norm)
  • کانکتور شش پین PS/2
  • کانکتور چهار پین USB
  • کانکتور داخلی ( برای کامپیوترهای Laptops ).

کانکتورهای پنج پین از رایج ترین کانکتورهای صفحه کلید می باشند . برخی از کامپیوترها از کانکتور PS/2 استفاده می نمایند. امروزه در سیستم های جدید کانکتورهای PS/2 جای خود را به کانکتورهای USB داده  است . نوع کانکتوراستفاده شده دارای اهمیت زیادی نبوده  و در این راستا لازم است که به دو نکته اساسی دقت گردد . اولین موضوع برق مورد نیاز صفحه کلید است . صفحه کلیدها به میزان اندکی برق ( حدودا” پنج ولت ) نیاز دارند. کابل حمل کننده داده از صفحه کلید بسمت کامپیوتر قرار می گیرد.قسمت دیگر کابل صفحه کلید به پورتی متصل می گردد که مدیریت آن توسط کنترل کننده صفحه کلید انجام می گیرد.کنترل کننده فوق یک مدار مجتمع بوده که مسئولیت آن پردازش تمام داده های ارسالی توسط صفحه کلید و هدایت آنها بسمت سیستم عامل است .زمانیکه سیستم عامل از وجود داده ارسالی توسط صفحه کلید آگاه  گرددید ، عملیات متفاوتی توسط سیستم عامل انجام خواهد شد.

–  آیا داده صفحه کلید یک دستور در سطح سیستم است؟ .( مثلا” فعال کردن کلیدهای Ctrl-Alt-Delete).

– سیستم عامل در ادامه داده صفحه کلید را در اختیار برنامه جاری قرار خواهد داد.

– برنامه در حال اجراء ، قادر به شناسائی داده صفحه کلید بوده و آن را بعنوان یک دستور در سطح برنامه تلقی خواهد کرد.( مثلا” کلیدهای Alt-f که در برنامه های مبتنی بر ویندوز باعث فعال شدن یک پنجره می گردد )

پس از شناخت و بررسی نوع داده ارسال شده توسط صفحه کلید ( دستور به سیستم عامل و یا دستور برای یک برنامه خاص ) پردازش های لازم با توجه به ماهیت داده انجام خواهد شد.

طراحی قالب وردپرس اصلی ترین حرفه در شرکت فناوی اطلاعات آنفایو است. مهمترین دستاوردطراحی قالب وردپرس باید شناساندن نام تجاری ، معرفی خدمات و محصولات شما باشد که رسیدن به این مهم با رعایت استانداردهای جهانی طراحی سایت که شامل بهینه سازی وب سایت بر اساس الگوریتم موتورهای جستجو ، در کنار داشتن ظاهری زیبا فراهم می شود. در دنیای مجازی امروز و عصر پیشرفته ارتباطات برای صاحبان سازمان ها ، نهادهای دولتی و صاحبان مشاغل وکسب وکار آزاد داشتن یک وب سایت امری ضروری است .از مزایای داشتن سایت معرفی ، اطلاع رسانی ، بازاریابی و قابلیت های نوین تبلیغاتی میباشد .کاربران میتوانند از هر نقطه دنیا فقط با یک کلیک به شما دسترسی داشته باشند.

شرکت آنفایو خدمات طراحی سایت (طراحی وب) خود را، با توجه به نیازهای کارفرمایان، نوع فعالیت و متناسب با بودجه در نظر گرفته شده برای طراحی سایت (طراحی وب) در نظر می گیرد. آنفایو با بهره گیری از بهتریت متخصصین حرفه ای برنامه نویسی ، داشتن تیم تخصصی طراحی سایت ، تسلط به علوم روز دنیای کامپیوتر و اینترنت و مشاوره رایگان وپشتیبانی ۲۴ ساعته آمادگی خود را برای طراحی وب سایت های دولتی ، سازمانی ، شرکتی وشخصی با تلفیق هنر گرافیک دیجیتالی و جدیدترین تکنیک های برنامه ویسی اعلام میدارد .افزایش آمار ، دسترسی ساده کاربران و سرعت وب سایت خود را به شرکت طراحی سایت و طراحی قالب وردپرس آنفایو بسپارید.