Λύσεις — Μάθημα 4.8 · Η οθόνη και η κάρτα γραφικών (Έλεγχος Γνώσεων, σελ. 230) – ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΚΑΙ ΠΕΡΙΦΕΡΕΙΑΚΩΝ

Λύσεις — Μάθημα 4.8 · Η οθόνη και η κάρτα γραφικών (Έλεγχος Γνώσεων, σελ. 230)

Απαντήσεις στις ερωτήσεις του βιβλίου για οθόνη & κάρτα γραφικών (μία αριθμητική, επαληθευμένη με κώδικα).

Λειτουργία κάρτας γραφικών

Ερώτηση: 1. Ποια λειτουργία επιτελεί η κάρτα γραφικών στον προσωπικό υπολογιστή;

Απάντηση:

• Συνδέει την οθόνη με τη μητρική πλακέτα (απαραίτητη για τη λειτουργία του PC).
• Ο επεξεργαστής γράφει τα δεδομένα προς απεικόνιση στη μνήμη της κάρτας· ειδικά κυκλώματα παράγουν τα σήματα για την οθόνη.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Συνδέει & «οδηγεί» την οθόνη: αποθηκεύει τα δεδομένα εικόνας & παράγει τα σήματα για την οθόνη.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Κριτήριο: σύνδεση οθόνης + παραγωγή σημάτων εικόνας.

CRT vs επίπεδη — λειτουργία

Ερώτηση: 2. Πώς λειτουργεί μια οθόνη καθοδικού σωλήνα και πώς μια επίπεδη οθόνη;

Απάντηση:

• Καθοδικού σωλήνα (CRT): στο άκρο του καθοδικού σωλήνα υπάρχουν 3 πυροβόλα ηλεκτρονίων (μπλε, κόκκινο, πράσινο)· κάθε δέσμη εκτρέπεται από μαγνητικό πεδίο και σαρώνει την οθόνη, που έχει επικάλυψη από φώσφορο ο οποίος λάμπει όταν πέφτει πάνω του η δέσμη.
• Επίπεδη: λεπτό στρώμα υγρών κρυστάλλων· με ηλεκτρονικές διατάξεις αλλάζει η πόλωσή τους και έτσι ο τρόπος που αφήνουν το φως να περάσει → σχηματίζεται η εικόνα.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Καθοδικού σωλήνα: πυροβόλα ηλεκτρονίων σαρώνουν οθόνη με φώσφορο. Επίπεδη: η πόλωση υγρών κρυστάλλων ελέγχει το φως.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Κριτήριο: σωστή αρχή λειτουργίας για κάθε τεχνολογία.

Πλεονεκτήματα CRT/επίπεδων

Ερώτηση: 3. Ποια πλεονεκτήματα έχουν οι οθόνες καθοδικού σωλήνα και ποια οι επίπεδες οθόνες;

Απάντηση:

• Καθοδικού σωλήνα: σαφώς καλύτερη ποιότητα εικόνας και χαμηλότερη τιμή → προτιμούνται στους υπολογιστές γραφείου.
• Επίπεδες: πολύ μικρότερος όγκος, πολύ πιο ελαφριές, πολύ μικρότερη κατανάλωση ισχύος → ιδανικές για φορητούς.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Καθοδικού σωλήνα: καλύτερη εικόνα, χαμηλότερη τιμή. Επίπεδες: μικρός όγκος, βάρος και κατανάλωση.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Κριτήριο: ≥2 πλεονεκτήματα ανά τεχνολογία.

Ανάλυση οθόνης

Ερώτηση: Τι εκφράζει η ανάλυση της οθόνης;

Απάντηση:

• Το πλήθος των στοιχείων (pixels) — οριζόντια × κατακόρυφα — που συνθέτουν την εικόνα (π.χ. 800×600 = 480.000 pixels).

Σύνοψη: (ενδεικτική) Το πλήθος των pixels οριζόντια × κατακόρυφα.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Κριτήριο: pixels οριζόντια/κατακόρυφα.

Βήμα κουκκίδας

Ερώτηση: 5. Τι είναι το βήμα κουκκίδας και γιατί είναι σημαντικό να είναι όσο μικρότερο γίνεται;

Απάντηση:

• Το βήμα κουκκίδας (dot pitch) είναι η απόσταση μεταξύ των κουκκίδων μιας τριάδας (μπλε, κόκκινο, πράσινο) και μετριέται σε mm (τυπικά 0,22–0,28 mm).
• Όσο μικρότερο, τόσο δυσκολότερα ξεχωρίζει το μάτι τις κουκκίδες → τα χρώματα φαίνονται καθαρότερα. Πάνω από 0,28 mm η ποιότητα εικόνας είναι πολύ κακή.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Η απόσταση κουκκίδων μιας τριάδας· μικρότερο βήμα → ευκρινέστερη εικόνα.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Κριτήριο: απόσταση κουκκίδων + μικρότερο=ευκρινέστερο.

Χαμηλός ρυθμός ανανέωσης

Ερώτηση: 6. Γιατί μια οθόνη με χαμηλό ρυθμό ανανέωσης μπορεί να είναι κουραστική;

Απάντηση:

• Ο ρυθμός ανανέωσης δείχνει πόσες φορές το δευτερόλεπτο ανανεώνεται η εικόνα (σε Hz).
• Αν είναι χαμηλός (60 Hz ή λιγότερο), το μάτι αντιλαμβάνεται την εναλλαγή των εικόνων → η οθόνη τρεμοπαίζει και κουράζει. Για ξεκούραστη εικόνα χρειάζονται 75 Hz ή περισσότερα.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Χαμηλός ρυθμός → ορατό τρεμόπαιγμα που κουράζει το μάτι (≥75 Hz για ξεκούραστη).

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Κριτήριο: τρεμόπαιγμα λόγω αντίληψης εναλλαγής.

Λειτουργία κάρτας & DAC

Ερώτηση: 7. Πώς λειτουργεί μια κάρτα γραφικών; Ποιος ο ρόλος του κυκλώματος DAC;

Απάντηση:

• Ο επεξεργαστής γράφει τα δεδομένα προς απεικόνιση στη RAM της κάρτας· ειδικά κυκλώματα τα διαβάζουν & παράγουν τα σήματα για την οθόνη.
• Τα δεδομένα είναι ψηφιακά, αλλά η οθόνη θέλει αναλογικά σήματα → ο DAC (Digital-to-Analog Converter) κάνει τη μετατροπή ψηφιακό→αναλογικό.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Ο επεξεργαστής γράφει στη μνήμη RAM της κάρτας, ειδικά κυκλώματα παράγουν τα σήματα· ο DAC μετατρέπει τα ψηφιακά δεδομένα σε αναλογικά σήματα για την οθόνη.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Κριτήριο: μνήμη RAM της κάρτας + ρόλος DAC (ψηφιακό→αναλογικό).

Άσκηση 8 — μνήμη κάρτας

Ερώτηση: 8. Υπολογίστε πόση μνήμη πρέπει να διαθέτει μια κάρτα γραφικών, για να απεικονίσει μια εικόνα με ανάλυση 1024X768 και βάθος χρώματος 16 bits.

Λύση:

• Μνήμη = pixels × bits/pixel (και /8 για bytes).
• Pixels: 1024 × 768 = 786.432.
• Bits: 786.432 × 16 = 12.582.912 bits.
• Bytes: 12.582.912 / 8 = 1.572.864 bytes = 1,5 MB.

Απάντηση: 1.572.864 bytes = 1,5 MB (1024×768×16 bit / 8).

Πρόσεξε:

• Μνήμη = οριζόντια × κατακόρυφα × (bits/pixel), διαιρεμένο με 8 για bytes.
• Έλεγχος: 786.432 × 16 / 8 = 1.572.864 bytes = 1,5 MB ✓