Классификация графических станций. Программно-аппаратные особенности. Факторы выбора графических станций.
Комплекс средств, состоящих из мониторной системы, набора программ и элементов графического интерфейса называют г р а ф и ч е с к о й системой.
Структура таких систем может быть представлена в едином закрытом варианте (что имеет место с компьютерами фирмы Apple), так и в модульном, расширяемом варианте (IBM — совместимые машины и клоны). Ранее созданные комплексы имели многопользовательский интерфейс с работой в режиме реального времени (машины типа Vax, Apollo и др.). При этом создание и обмен графическими данными происходил медленно, и зависел от числа абонентов сети (обратная зависимость), но позволял выполнять различные по теме задачи с использованием одной ЭВМ. С внедрением персональных компьютеров появилась возможность создания универсальных автономных рабочих мест, оснащенных индивидуальным процессором и гибким интерфейсом, т.н. рабочих станций. Одни применялись для решения сложных расчетных задач, другие, оснащенные средствами графического диалога, для моделирования, визуализации или контроля. Станции оборудованные специально для решения графических задач стали называть г р а ф и ч е с к и м и станциями.
Графическая станция — это рабочая станция, представленная в лице мощного компьютера на основе специализированной фирменной архитектуры и высокопроизводительного RISC — процессора (нескольких процессоров), работающего под управлением одной из систем Unix (Windows NT), предназначенная для разработки и редактирования сложных графических изображений. Цена подобных систем зависит от конфигурации и колеблется от 4-5 тыс. $ и выше.
Графические станции по типу решаемых задач можно разделить на следующие классы:
* станции для обработка 2D графики;
* станции для обработки 3D графики;
* CAD/CAM — системы;
* станции для монтажа и обработки видеоизображений.
Системы 2D применяются в полиграфии, при разработке двумерных чертежей и др. графических материалов. Для приемлимой работы требуется наличие хорошего 2D- акселератора, и увеличение размера видео-ОЗУ. Часто используется специальная периферия (сканеры со слайд-модулями, устройства цветной печати и пр.)
3D- системы — используются в графике объемных форм. Это компьютерные игры, видеоклипы, моделирование трезмерных изображений, VR, эмуляторы тренажеров. Для этого требуется хороший 3D- ускоритель, достаточная видеопамять, специальные средства ввода-вывода.
CAD/CAM — системы применяются для разработки и сопровождения проектирования технического изделия, моделирования процессов технологической обработки деталей, разводки печатных плат и т.п. Необходимо наличие графического монитора с большой диагональю и других средств (используемых в 3D — системах).
Комплексы обработки видеоизображений и нелинейного монтажа предназначены для создания видеоклипов, рекламы, анимационных оформлений, работы со звуком. Кроме очень мощного (и дорогого) видеоадаптера с большой видеопамятью, в комплекс могут входить специальные кнопочные клавиатуры, устройства со сменными дисками (CD — R, магнитооптика и пр.), TV-тюнер, средства обработки видео и звука (звуковые карты, колонки).Для хранения данных применяют системы типа IDE (1-2 дисковода) или SCSI, позволяющие подключить к шине 7 -15 внешних устройств.
Аппаратные платформы различны: рабочие станции Hewlett Packard HP-UX, Series 700; SPARC-станции на базе SUN Microsystems; рабочие станции Silicon Graphics в среде IRIX; рабочие станции IBM AIX RISC System/600; станции DEC AlphaStation.
IBM представила на рынок новую модель M Pro из семейства рабочих станций Intellistation отличающуюся от раннего варианта Z Pro расширенными возможностями. Три новые модели M Pro 6898, оснащены процессорами Intel Pentium II(одним или двумя) с частотами 233, 266 или 300 Мгц, поддерживают симметричную мультипроцессорную обработку. Две младшие модели комплектуются ускорителями профессионального класса Glyder MAX-2 на базе процессора Permedia 2 и процессора дельта-геометрии Glint компании 3DLabs. Предназначены для работы с приложениями 2-х и 3-х мерной графики, сложных визуализаций. У самой мощной машины встроенная плата Integraph Intense3D Pro 2200/T c 20 Мб памяти. Во всех трех прменяется набор чипсет Intel 440LX, технология AGP и синхронное динамическое ОЗУ (SDRAM) 64 Мб (максимум до 512 Мб), жесткий диск SCSI 4.2, 4.5 или 9.1 Гб, Windows NT 4.0, графический режим 1024 х 768 при частоте 85 Мгц. Некоторые приложения трехмерной графики (например, как Pro/Engineer) выполняются вдвое быстрее, чем на предшествующих моделях.
Если аппаратная часть и многообразна, то системные программные базы представлены либо UNIX или Wintel платформами. Причем последние выходят в явные лидеры. Причин тому несколько. Прежде всего — это трудность проведения upgrade для UNIX систем. Высокая цена и частое отсутствие на рынке комплектующих. Трудности обслуживания (специалистов по UNIX-системам очень немного). Для производителей моделей на базе PC прослеживается общая тенденция — преодоление ограничений платформы Wintel (объема ОЗУ, количества процессоров, скорости обмена с видеоподсистемой и др.). Т.о. рабочие станции на основе Wintel, опередили по всем характеристикам своих UNIX-конкурентов начального уровня, и теснят на рынке UNIX станции среднего уровня.
Для любой графической станции важен правильный выбор: 1. Процессора; 2. Графической подсистемы; 3. Дисковой подсистемы; 4. Подсистемы памяти.
Традиционно лидерами среди производителей рабочих станций считаются SUN, SGI и DЕС. Рабочие станции этих производителей — это компьютеры на базе RISС — процессоров, использующие операционную систему UNІХ. Их применение ограничивается тем программным обеспечением, которое сушествует для данных платформ. Кроме того, цена этих графических станций всегда была очень высока.
В качестве альтернативного варианта рабочей станции многие предлагают рассмотреть персональные компьютеры с одним или несколькими процессорами Реntium Рго или Реntium II и мощной графической подсистемой. Такие станции несколько отстают в вычислительной мощности и не всегда обеспечивают достаточную производительность для решения особо сложных графических задач, однако имеют огромное преимущество в числе приложений, поскольку используют операционные системы Windows 95, Windows NТ. Кроме того, их отличает не просто значительно более низкая цена, но и лучшее соотношение » цена/производительность».
Значительную долю общей производительности графической станции составляет производительность дисковой подсистемы — комплекс, состоящий из контроллера жёсткого диска, интерфейса и самого жёсткого диска. На сегодня известны три типа интерфейса, а именно SСSІ (по — русски читается как «скази»), ЕІDЕ и новейший стандарт UltraDМА.
Немаловажное значение имеет также выбор подсистемы памяти как одной из наиболее быстрых и наиболее центральных подсистем графической станции. При работе с 3D — графикой обычно требуется достаточно большой обьём памяти (от 64 до 384 Мb), чтобы не снизить производительность всей системы. Дело в том, что в современных операционных системах (Windows 95, Windows — NТ) нехватка физической памяти для задачи может быть устранена посредством так называемой виртуальной памяти, которая выделяется на дисковом накопителе автоматически и ограничена только наличием свободного места на нём. Скорость обмена процессора с реальной памятью на несколько порядков выше, чем с жёстким диском (из-за непреодолимых механических задержек).
