Что означает hardware. Что такое hardware и software. Что такое Hardware T&L

Слово hardware имеет английское происхождение и в компьютерной среде соответствует российскому эквиваленту «аппаратное обеспечение». Это понятие связывается с начинкой компьютера, его корпусом и периферийным оборудованием, которое окружает устройство. Понятие употребляется по отношению к физическим носителям и устройствам, установленным и работающим с компьютером.

К hardware относятся монитор, мышь, клавиатура, носители информации, различные карты (сетевые, графические, аудио и т.п.), а также модули памяти, материнская плата и установленные в нее чипы, т.е. все объекты, к которым можно при желании прикоснуться. Однако само по себе аппаратное обеспечение способно функционировать только вместе с программным обеспечением, т.е. software. Связка двух этих понятий и образует понимание работоспособной компьютерной системы.

Software

Software, напротив, определяет ту часть компьютера, которая не является аппаратной. Программное обеспечение включает в себя все используемые приложения, которые могут быть запущены. В список понятия software входят исполняемые файлы, библиотеки, скрипты. Программы выполняются на основе написанных на языке программирования инструкций и не могут функционировать без аппаратного компонента, который обрабатывает написанный программистом код за счет доступных вычислительных мощностей.

Программное обеспечение хранится на носителях информации и обрабатывается центральным процессором через набор директив, т.е. язык программирования. Инструкции состоят из набора бинарных значений, которые может различить и вычислить процессор, а затем выдать нужный результат через определенное количество времени.

Современная аппаратная часть компьютера способна обрабатывать большое количество команд одновременно, что позволяет создавать сложные приложения, соответствующие современным требованиям. Чем сложнее компьютерная программа, тем больше требуется вычислительных мощностей от аппаратной части. Если конфигурация оборудования не позволяет выполнять запущенную пользователем программу, будут наблюдаться существенные падения в производительности, а также зависания.

Существует множество разновидностей программного обеспечения, которые определяются в соответствии с целью их применения или спецификой их функционирования и работы.

ITC Online

Что такое Hardware T&L?

Выглядит, как отрывок криминального романа: "Блок Hardware T&L, он же -- Hardware TCL, он же -- геометрический процессор". Что скрывается за всеми этими аббревиатурами? А скрывается за ними часть графического чипа, которая обеспечивает аппаратный расчет некоторых геометрических преобразований без использования ресурсов центрального процессора (CPU). Впрочем, "часть" -- это применительно к современным игровым акселераторам, на профессиональных видеокартах блок аппаратного расчета геометрии, как правило, присутствует в виде отдельного чипа (знаменитая серия GLINT Gamma от 3Dlabs).

Собственно, именно из мира профессиональных OpenGL-карт и пришли к нам все вышеперечисленные термины. Правда, как водится, "персональный" пользователь, склонный больше к играм, чем к серьезным OpenGL-приложениям, ждал от ускорителей трехмерной графики несколько других качеств, поэтому старую идею пришлось на лету подгонять под новые требования. В результате Hardware T&L в исполнении лидеров игровой 3D-акселерации по-прежнему не очень подходит профессионалам, так что обсуждать мы будем в дальнейшем только одно его применение, а именно -- игры.

Что "умеет" аппаратная геометрия?

Для начала -- расшифровки и терминология. Аббревиатура Hardware T&L полностью звучит как Hardware Transformation and Lighting, т. е. "аппаратный расчет трансформации и освещения", она обозначает то, чем занимается соответствующий блок. Правда, в последнее время иногда подвергают критике этот термин, потому что в свете реальных возможностей современных чипов он несколько неполный. Более корректно называть данный набор функций Hardware TCL -- Hardware Transformation, Clipping & Lighting, т. е. к трансформации и освещению добавляется еще один пункт -- "отсечение". В принципе, аббревиатура T&L уже прижилась, но для корректности, по крайней мере в этой статье, мы будем далее употреблять полное перечисление, т. е. TCL. Разбираться во всех этих дебрях проще всего постепенно, что мы и сделаем.

Transformation. Придется все же начать издалека, но постараемся свести теоретическую часть к необходимому минимуму. Общеизвестно, что мир -- трехмерный, экран же монитора -- плоский. Таким образом, моделируя реальный (или вымышленный, это несущественно) мир на экране, мы неизбежно приходим к необходимости преобразовывать трехмерные координаты трехмерных же объектов в двухмерные. Сами же объекты за счет этого отображаются в плоском виде и только с той стороны, с какой мы на них смотрим. Именно преобразованием координат из одной системы измерений в другую и занимается блок аппаратной трансформации. То есть получая на входе координаты объектов сцены в трехмерной системе, он выдает блоку растеризации уже двухмерные координаты, привязанные к конкретной точке обзора, взгляд из которой на "мир" и будет отображен на экране.

Clipping. Отсечение -- очень простая и очевидная операция: вычислить все те объекты (и/или их части), которые не будут видны на экране, и "отсечь" их, т. е. попросту не обрабатывать далее никаким образом. Clipping -- очень существенное подспорье для графического акселератора. Как известно, один из наиболее действенных способов ускорения любой работы -- это четко определить, чего делать не надо . При аппаратном TCL clipping осуществляется следующим образом: блоку геометрических вычислений определяют шесть плоскостей, ограничивающих именно ту часть "мира", которая сейчас будет отображена на экране (в самом простом варианте эти плоскости образуют усеченную пирамиду). После этого все объекты, находящиеся за пределами получившейся фигуры, объявляются для данного кадра значения не имеющими и, соответственно, не обрабатываются. На самом деле TCL-блоки современных игровых акселераторов умеют работать даже с большим количеством отсекающих плоскостей, но общий принцип процесса во всех случаях одинаков.

Lighting. Этот блок отвечает за освещение присутствующих в сцене объектов. Все современные 3D-акселераторы с поддержкой аппаратного TCL обеспечивают расчет освещения от восьми независимых источников. Объясняется это и тем, что таков необходимый минимум (явно указанный в спецификации OpenGL), и принципом разумной достаточности. Кстати, под словами "источник света" подразумевается именно первичный источник -- блики и отражения самостоятельными осветителями не считаются, как раз их и "вычисляет" TCL-блок. Классическим примером возможного применения аппаратного расчета освещения является элементарная горящая свеча. Кстати, пример этот в то же самое время и очень сложный, даже для чипа с TCL -- ведь пламя свечи постоянно изменяется, так же как и блики от него, к тому же само по себе пламя обладает определенной прозрачностью. Насколько нам известно, ни один современный графический чип не может отобразить в режиме реального времени полностью реалистичную модель горящей свечи. Однако именно такая степень реализма и является основной целью введения различных "геометрических" новшеств в 3D-акселераторы.

Альтернативы

Естественно, и до появления игровых чипов с поддержкой TCL соответствующие эффекты в играх все равно присутствовали. Их расчетом занимался центральный процессор, что, естественно, накладывало определенные ограничения. Причем не только по количеству эффектов, но и по качеству их реализации: для того чтобы не задавать CPU "непосильных задачек", разработчики игр применяли значительно упрощенные алгоритмы, к примеру для расчета динамического освещения. Кстати, именно поэтому многие сравнения программного и аппаратного TCL выглядят не совсем корректно -- заявляется: "Вот, смотрите, скорость почти одинакова!", но не принимается во внимание качество результата, в котором программная реализация может значительно уступать аппаратной.

Кроме того, сторонники программного TCL забывают об одном немаловажном факторе: аппаратный расчет геометрии, реализованный в графическом чипе, позволяет разгрузить CPU, в результате чего у процессора появится возможность уделить больше внимания другим вещам. Каким? К примеру, искусственному интеллекту компьютерного противника. "Тупость" AI (искусственного интеллекта) уже давно стала притчей во языцех у всех игроков, но посудите сами: откуда ему быть "умным", если почти все время процессор занят обсчетом графики? Вот и приходится останавливаться на самых примитивных алгоритмах, чтобы скорость игры не страдала.

Реальное применение: ложка дегтя

Применение Hardware TCL в современных играх оставляет желать лучшего. Из недавно вышедших, в которых заявлена его полная поддержка, "сходу" вспоминаются только MDK2, Soldier of Fortune и Heavy Metal F.A.K.K.2. Quake III для расчета освещения использует CPU, только трансформацию "отдавая на откуп" графической карте при условии наличия на ней соответствующего блока. Ну а второй по популярности движок -- Unreal/Unreal Tournament -- аппаратную геометрию не использует вовсе. Так что пока нам остается утешаться технологическими демо от NVidia и ATI да красивостями игровых тестов в 3DMark 2000 -- пожалуй, только в этом ПО возможности Hardware TCL используются пока в полную силу. Ну и естественно, ждать новых игр -- в большинстве из них разработчики заявили поддержку TCL чуть ли не как одно из основных достоинств.

Мини-тест

В приведенных диаграммах мы попытались проиллюстрировать наиболее интересные особенности применения аппаратного расчета геометрии на примере трех ведущих чипов с поддержкой Hardware TCL -- NVidia GeForce2 GTS/MX и ATI RADEON. S3 Savage 2000, также имеющий "на борту" TCL-блок, из тестирования выбыл по причинам, описанным ниже (в выводах).

Как видно из диаграммы (рис. 1), наиболее значительный эффект от TCL наблюдается в низких разрешениях. Это свидетельствует о том, что пока основным "тормозящим" фактором являются все же не геометрические преобразования, а банальный fillrate (скорость заполнения сцены, за которую отвечает блок растеризации). В высоких разрешениях графический чип просто не успевает сформировать "картинку" с той скоростью, с какой TCL-блок ее обсчитывает, поэтому разница между программным и аппаратным TCL становится менее заметной.

Рис. 1

Представим себе условную ситуацию: на рендеринг каждого кадра при скорости 100 fps уходит 1000/100 = 10 мс. Предположим, что в низком разрешении по 3 мс этого времени занимают "процессорная" и TCL-стадии, а остальные 4 мс -- формирование результирующей "картинки" во фрейм-буфере блоком растеризации (наложение текстур и спецэффектов).

Теперь переключимся в более высокое разрешение и 32-битовый цвет. Процессорная и TCL-стадии практически не зависят от разрешения (операции умножения/деления/сложения/вычитания над числами в довольно широком диапазоне выполняются с одинаковой скоростью). А вот для блока растеризации по-прежнему "альфой и омегой" является одна-единственная точка на экране (она же -- во фрейм-буфере), которую нужно "покрасить" в определенный цвет путем наложения одной или нескольких текстур плюс спецэффекты. И чем больше этих точек, чем больше бит используется для задания цвета каждой из них, тем медленнее происходит процесс. Предположим, что в результате fps снизился до значения 60. Таким образом, на две первые стадии мы по-прежнему тратим 6 мс, на рендеринг же подготовленного кадра -- (1000: 60) - 6 " 10,7 мс. И если в предыдущем примере "удельный вес" блока TCL в общем времени расчета кадра составлял 30%, то с повышением разрешения он снизился до 3: 16,7 " 18%. Наоборот, значимость "вклада" блока растеризации возрастет с 40% до 10,7: 1 6,7 " 64%. При дальнейшем увеличении размера картинки зависимость сохранится, и доля блока растеризации будет становиться еще больше.

Также заметно (рис. 2), что аппаратный TCL "виднее" на более слабых процессорах. Однако можно к этому факту подойти и с другой стороны: посмотрите, насколько велика разница между Pentium III 600EB с включенной поддержкой аппаратного TCL и Pentium III 866 в режиме "процессорного" расчета геометрии. Велика -- это даже не то слово, она громадна . А теперь попробуйте представить, какой частоты процессор может понадобиться для того, чтобы программный TCL сравнялся по производительности со схемой "аппаратный TCL плюс далеко не самый мощный CPU". Нам кажется, что данные этого теста убедительно показывают преимущество аппаратного TCL над простым наращиванием мощности центрального процессора.

Ну и раз уж мы проводили тесты наиболее популярных 3D-акселераторов с поддержкой аппаратной геометрии, интересно заодно было выяснить, чей TCL-блок является максимально результативным. В диаграмме на рис. 4 можно видеть максимальные значения "КПД TCL-блока", полученные на двух самых мощных видеокартах, принимавших участие в тестировании. Значение "КПД" получалось самым простым образом: результат теста с включенной TCL-оптимизацией делился на fps этого же теста с оптимизацией выключенной. Как ясно из диаграммы, лидирующее место занял ATI RADEON. Впрочем, ввиду новизны самого понятия аппаратного расчета геометрии и освещенности с использованием возможностей 3D-акселератора, слишком серьезно это сравнение мы воспринимать не рекомендуем -- все может очень существенно измениться просто при переходе на другую тестовую программу.

Рис. 4

Выводы

Как ни странно (впрочем, зачастую именно так и случается в отношении новых технологий), легче всего перечислить неправильные утверждения относительно полезности аппаратного расчета геометрии и освещения.

Неправильное утверждение # 1: если в чипе присутствует блок аппаратного TCL, то это -- хороший графический чип . S3 Savage 2000, выбывший из нашего тестирования, опровергает данное утверждение самим фактом своего существования. Он тоже поддерживает TCL, но настолько медленно, что в тестах включение соответствующей оптимизации оборачивалось падением производительности.

Неправильное утверждение # 2: Hardware TCL никому не нужен, это просто "модная штучка", срок жизни которой истечет сразу же после того, как она перестанет быть модной . И это не так, потому что приложения, в которых положительный эффект от использования аппаратного расчета трансформации и освещения виден, существуют.

Но это все -- утверждения, основанные на отрицании. Что же можно уже сейчас сказать позитивного о TCL? И много, и мало -- смотря с какой стороны подойти к вопросу.

Нужен ли он сегодняшним играм? По большому счету -- нет. Существенный эффект от использования TCL наблюдается в таких режимах цветности и разрешениях экрана, в которых ни один здравомыслящий обладатель мощного 3D-акселератора играть не станет. При увеличении же этих параметров основным "тормозом" становится уже отнюдь не TCL, а блок растеризации. Также необходимо учесть то, что игры, и тем более графические движки игр, разрабатываются, как правило, не один год. Следовательно, в те времена, когда закладывались основы тех игр, в которые мы играем сейчас, аппаратный расчет трансформации и освещения воспринимался лишь как интересная новинка с непонятным будущим, а то и не был известен вообще. Соответственно строились и сцены, и дизайн уровней -- все, что увеличивало нагрузку на процессор (при использовании программного TCL), беспощадно "вырезалось" где только можно было с целью повысить скорость. Таким образом, создалась ситуация, когда даже наспех в последний момент сделанная TCL-оптимизация подобным играм мало помогает, -- объем расчетов, которые можно "перекинуть" с процессора на графическую карту, оказывается ничтожно малым по сравнению с общим.

Нужен ли TCL как таковой? Безусловно, да. Будущие графические движки и игры, вне всяких сомнений, очень скоро дорастут до того уровня сложности, при котором процессору станет трудно справляться с программным расчетом геометрии. И тогда разработчикам придется делать выбор: либо уступать конкурентам в качестве и "количестве" графики, либо сводить к минимуму функциональность искусственного интеллекта, либо... ориентироваться на Hardware TCL.

При этом можно с большой долей уверенности предсказать, что общая скорость новых игр вряд ли будет выше, чем у старых, просто дизайн уровней, рассчитанный изначально на использование аппаратного TCL, станет значительно богаче -- с красивым динамическим светом, большим количеством деталей и более глубокой их проработкой.

Следовательно, скорость "старых" графических чипов (без Hardware TCL) на старых же играх окажется, скорее всего, примерно равна быстродействию современных чипов на новых играх. А вот если захочется с видеокартой на старом чипе поиграть в новую игру -- тут, вероятно, со скоростью возникнут очень большие проблемы. Те же, кто утверждает, что растущей не по дням, а по часам мощности CPU хватит к тому времени "на всех", не учитывают одну простую и давно известную истину: никогда универсальный процессор не мог составить конкуренцию по скорости и функциональности специализированному. Примеров этому настолько много, что даже нет смысла их приводить. Хотя бы даже сами 3D-акселераторы.

Распространение компьютеров

Большое число компьютеров встроено в другие устройства, например, в бытовую технику, медицинское оборудование, сотовые телефоны . Лишь малая часть компьютеров (около 0.2 % всех компьютеров, произведённых в 2003 году) - это настольные и мобильные персональные компьютеры .

Персональный компьютер

Типовой персональный компьютер состоит из корпуса и следующих частей:

Смотреть что такое "Hardware" в других словарях:

Hardware - ist der Oberbegriff für die mechanische und elektronische Ausrüstung eines Systems z. B. eines Computersystems. Er muss sich aber nicht ausschließlich auf Systeme mit einem Prozessor beziehen. Es können… … Deutsch Wikipedia

Hardware.fr - URL www.hardware … Wikipédia en Français

HardWare.fr - URL www.hardware.fr S … Wikipédia en Français

hardware - hard‧ware [ˈhɑːdweə ǁ ˈhɑːrdwer] noun 1. COMPUTING computer equipment, rather than the programs that make it work: Unix runs on most types of computer hardware. An upgrade (… Financial and business terms

hardware - [ ardwɛr ] n. m. 1965; mot angl. amér. « quincaillerie », arg. des ingénieurs ♦ Anglic. Les éléments matériels d un système informatique. ⇒ matériel; hard. Hardware et software. Recomm. offic. matériel (et logiciel). hardware n. m. (Am … Encyclopédie Universelle

*hardware - ● hardware nom masculin (anglais hardware, quincaillerie) En informatique, synonyme de matériel. ● hardware (difficultés) nom masculin (anglais hardware, quincaillerie) … Encyclopédie Universelle

Hardware - is a general term that refers to the physical artifacts of a technology. It may also mean the physical components of a computer system, in the form of computer hardware.Hardware historically meant the metal parts and fittings that were used to… … Wikipedia

hardware - HÁRDWARE s. (probabil n.) (cib.) Structură fizică a unui sistem de calcul şi diverse periferice; echipamentul propriu zis; hard. – cuv. engl. Trimis de gall, 13.09.2007. Sursa: DEX 98  HARDWARE n. Ansamblul… … Dicționar Român

Hardware - Sf die Geräte einer Datenverarbeitungsanlage per. Wortschatz fach. (20. Jh.) Entlehnung. Entlehnt aus ne. hardware, einem Kompositum aus ne. hard hart, fest und ne. ware Erzeugnis (Ware). Das englische Wort bedeutet ursprünglich Werkzeug, Geräte… … Etymologisches Wörterbuch der deutschen sprache

Hardware - Hard ware (hrd w[^a]r), n. 1. Ware made of metal, as cutlery, kitchen utensils, and the like; ironmongery. 2. Any of the physical objects used in carrying out an activity, in contrast to the knowledge, skill, or theory… … The Collaborative International Dictionary of English

hardware - n. Computer equipment; the physical devices that make up a computer system. See also software The Essential Law Dictionary. Sphinx Publishing, An imprint of Sourcebooks, Inc. Amy Hackney Blackwell. 2008. hardware … Law dictionary

Книги

• Hardware reconfiguravel para a realizacao de interpolacao de imagens , A P S Martins Carlos , Cunha Paulo , M F Ferreira Flávia , Este trabalho apresenta a arquitetura de um circuito interpolador de imagens digitais em hardware utilizando técnicas de computação reconfigurável e parametrizável. Para seu desenvolvimento… Категория: Научная литература
• Realtime Hardware Simulation and Modeling , Kabir Panahi , Tilani Gunawardena , Zaigham Abbas , Hardware Simulation and Modeling is new way to demonstrate the complex operations of MIPS CPU in freeware simulator software Logisim,this book will help to know in detail about Logic gates… Категория:

Сокращаемые как HW, аппаратные средства лучше всего описать как любой физический компонент компьютерной системы, который содержит монтажную плату или другую электронику. Прекрасный пример аппаратных средств — экран, на котором вы видите эту страницу. Смартфон или планшет, компьютерный монитор или принтер все это — аппаратные средства.
На картинке пример внешнего аппаратного средства – вебкамера.

Без аппаратной части не существовал бы ваш компьютер, и не могло бы использоваться программное обеспечение. На картинке веб-камера — пример внешних периферийных аппаратных устройств. Это устройство позволяет пользователям снимать видео или фото и передавать их по Интернету.
Ниже список внешних и внутренних аппаратных средств аппаратных средств, которые могут использоваться с компьютером.

Примеры внешних аппаратных средств (External hardware)

Примеры внутренних аппаратных средств (Internal hardware)

• Центральный процессор
• Приводы (например: Blu-ray, CD-ROM, DVD, накопитель на гибких дисках и жесткий диск)
• Вентилятор охлаждения
• Модем
• Сетевая плата
• Звуковая карта
• Видеокарта

Что такое апгрейд (модернизация) аппаратных средств.

Модернизация аппаратных средств – замена на любое новое оборудование, которое чем-то лучше старого или дополнительные аппаратные средства, которые улучшают работу компьютера. Хороший пример общей модернизации аппаратных средств — модернизация оперативной памяти RAM, когда пользователь увеличивает память компьютера путем добавления новых модулей памяти или заменой старых на новые с большей емкостью. Другой хороший пример — модернизация видеокарты путем удаления старой видеокарты и замены ее на более новую, более производительную.

Где можно купить компьютерную технику?

Сегодня существует много мест, где можно купить компьютерную технику. Во многих компьютерных розничных магазинах и ремонтных мастерских аппаратные средства имеются в наличии и их можно быстро купить. Однако гораздо больший выбор и как правило более низкие цены на компьютерное «железо» в онлайн магазинах.

Hardware и Software – термины, используемые в английском языке для обозначения аппаратной и программной части компьютера. Hardware является словом для обозначения содержимого устройства, а понятие Software отвечает за определение программной начинки.

HardwareСлово hardware имеет английское происхождение и в компьютерной среде соответствует российскому эквиваленту «аппаратное обеспечение». Это понятие связывается с начинкой компьютера, его корпусом и периферийным оборудованием, которое окружает устройство.

Понятие употребляется по отношению к физическим носителям и устройствам, установленным и работающим с компьютером. К hardware относятся монитор, мышь, клавиатура, носители информации, различные карты (сетевые, графические, аудио и т.п.), а также модули памяти, материнская плата и установленные в нее чипы, т.е. все объекты, к которым можно при желании прикоснуться. Однако само по себе аппаратное обеспечение способно функционировать только вместе с программным обеспечением, т.е. software. Связка двух этих понятий и образует понимание работоспособной компьютерной системы.SoftwareSoftware, напротив, определяет ту часть компьютера, которая не является аппаратной. Программное обеспечение включает в себя все используемые приложения, которые могут быть запущены. В список понятия software входят исполняемые файлы, библиотеки, скрипты. Программы выполняются на основе написанных на языке программирования инструкций и не могут функционировать без аппаратного компонента, который обрабатывает написанный программистом код за счет доступных вычислительных мощностей.Программное обеспечение хранится на носителях информации и обрабатывается центральным процессором через набор директив, т.е. язык программирования. Инструкции состоят из набора бинарных значений, которые может различить и вычислить процессор, а затем выдать нужный результат через определенное количество времени. Современная аппаратная часть компьютера способна обрабатывать большое количество команд одновременно, что позволяет создавать сложные приложения, соответствующие современным требованиям. Чем сложнее компьютерная программа, тем больше требуется вычислительных мощностей от аппаратной части. Если конфигурация оборудования не позволяет выполнять запущенную пользователем программу, будут наблюдаться существенные падения в производительности, а также зависания.Существует множество разновидностей программного обеспечения, которые определяются в соответствии с целью их применения или спецификой их функционирования и работы.