Who Was Kepler?

A Short Biography
Johannes Kepler was born at 2:30 PM on December 27, 1571, in Weil der Stadt, Württemberg, in the Holy Roman Empire of German Nationality. He was a sickly child and his parents were poor. But his evident intelligence earned him a scholarship to the University of Tübingen to study for the Lutheran ministry. There he was introduced to the ideas of Copernicus and delighted in them. In 1596, while a mathematics teacher in Graz, he wrote the first outspoken defense of the Copernican system, the Mysterium Cosmographicum. Kepler's family was Lutheran and he adhered to the Augsburg Confession a defining document for Lutheranism. However, he did not adhere to the Lutheran position on the real presence and refused to sign the Formula of Concord. Because of his refusal he was excluded from the sacrament in the Lutheran church. This and his refusal to convert to Catholicism left him alienated by both the Lutherans and the Catholics. Thus he had no refuge during the Thirty-Years War.
Kepler was forced to leave his teaching post at Graz due to the counter Reformation because he was Lutheran and moved to Prague to work with the renowned Danish astronomer, Tycho Brahe. He inherited Tycho's post as Imperial Mathematician when Tycho died in 1601. Using the precise data that Tycho had collected, Kepler discovered that the orbit of Mars was an ellipse. In 1609 he published Astronomia Nova, delineating his discoveries, which are now called Kepler's first two laws of planetary motion. And what is just as important about this work, "it is the first published account wherein a scientist documents how he has coped with the multitude of imperfect data to forge a theory of surpassing accuracy" (O. Gingerich in foreword to Johannes Kepler New Astronomy translated by W. Donahue, Cambridge Univ Press, 1992), a fundamental law of nature. Today we call this the scientific method. In 1612 Lutherans were forced out of Prague, so Kepler moved on to Linz. His wife and two sons had recently died. He remarried happily, but had many personal and financial troubles. Two infant daughters died and Kepler had to return to Württemburg where he successfully defended his mother against charges of witchcraft. In 1619 he published Harmonices Mundi, in which he describes his "third law." In spite of more forced relocations, Kepler published the Epitome Astronomiae in 1621. This was his most influential work and discussed all of heliocentric astronomy in a systematic way. He then went on to produce the Rudolphine Tables that Tycho had envisioned long ago. These included calculations using logarithms, which he developed, and provided perpetual tables for calculating planetary positions for any past or future date. Kepler used the tables to predict a pair of transits by Mercury and Venus of the Sun, although he did not live to witness the events. Johannes Kepler died in Regensburg in 1630, while on a journey from his home in Sagan to collect a debt. His grave was demolished within two years because of the Thirty Years War. Frail of body, but robust in mind and spirit, Kepler was scrupulously honest to the data.

كارت گرافيك

كارت گرافيك
کارت گرافيک در کامپيوتر شخصی دارای جايگاهی خاص است .
کارت های فوق اطلاعات ديجيتال توليد شده توسط کامپيوتر را
اخذ و آنها را بگونه ای تبديل می نمايند که برای انسان قابل
مشاهده باشند. در اغلب کامپيوترها ، کارت های گرافيک اطلاعات
ديجيتال را برای نمايش توسط نمايشگر ، به اطلاعات آنالوگ تبديل
اطلاعات، همچنان ديجيتال Laptop می نمايند. در کامپيوترهای
باقی خواهند ماند چون کامپيوترهای فوق اطلاعات را بصورت
ديجيتال نمايش می دهند.
اگر از قاصله بسيار نزديک به صفحه نمايشگر يک کامپيوتر شخصی
نگاه کنيد ، مشاهده خواهيد کرد که تمام چيزهائی که بر روی
نمايشگر نشان داده می شود از "نقاط" تشکيل شده اند . نقاط فوق "
پيکسل " ناميده می شوند. هر پيکسل دارای يک رنگ است . در
برخی نمايشگرها ( مثلا" صفحه نمايشگر استفاده شده در
کامپيوترهای اوليه مکينتاش ) هر پکسل صرفا" دارای دو رنگ بود:
سفيد و سياه . امروزه در برخی از صفحات نمايشگر ، هر پيکسل
می تواند دارای ٢٥٦ رنگ باشد. در اغلب صفحات نمايشگر ،
/ بوده و دارای ١٦ (True Color) " پيکسل ها بصورت " تمام رنگ
٨ ميليون حالت متفاوت می باشند. با توجه به اينکه چشم انسان
٨ ميليون / قادر به تشخيص ده ميليون رنگ متفاوت می باشد ، ١٦

رنگ بمراتب بيش از آن چيزی است که چشم انسان قادر به
تشخيص آنها بوده و بنظر همان ده ميليون رنگ کفايت می کند!
هدف يک کارت گرافيک ، ايجاد مجموعه ای از سيگنالها است که
نقاط فوق را بر روی صفحه نمايشگر ، نمايش دهند.
کارت گرافيک چيست ؟
يک کارت گرافيک پيشرفته، يک برد مدار چاپی بهمراه حافظه و
يک پردازنده اختصاصی است . پردازنده با هدف انجام محاسبات
مورد نياز گرافيکی ، طراحی شده است . اکثر پردازنده های فوق
دارای دستورات اختصاصی بوده که بکمک آنها می توان عمليات
گرافيک را انجام داد. کارت گرافيک دارای اسامی متفاوتی نظير :

کارت ويدئو ، برد ويدئو ، برد نمايش ويدئوئی ، برد گرافيک ،
آداپتور گرافيک و آداپتور ويدئو است .
مبانی کارت گرافيک
بمنظور شناخت اهميت و جايگاه کارت های گرافيک ، يک کارت
گرافيک با ساده ترين امکانات را در نظر می گيريم . کارت مورد
نظر قادر به نمايش پيکسل های سياه وسفيد بوده و از يک صفحه
٦٤٠ پيکسل استفاده می نمايد. * نمايشگر با وضوح تصوير ٤٨٠
کارت گرافيک از سه بخش اساسی زير تشکيل می شود :
- حافظه . اولين چيزی که يک کارت گرافيک به آن نياز دارد ،
حافظه است . حافظه رنگ مربوط به هر پيکسل را در خود
نگاهداری می نمايد. در ساده ترين حالت ( هر پيکسل سياه و

سفيد باشد ) به يک بيت برای ذخيره سازی رنگ هر پيکسل نياز
خواهد بود. با توجه به اينکه هر بايت شامل هشت بيت است ، نياز
به هشتاد بايت (حاصل تقسيم ٦٤٠ بر ٨ ) برای ذخيره سازی رنگ
مربوط به پيکسل های موجود در يک سطر بر روی صفحه
نمايشگر و ٣٨٤٠٠ بايت ( حاصلضرب ٤٨٠ در ٨٠ ) حافظه
بمنظور نگهداری تمام پيکسل های قابل مشاهده بر روی صفحه ،
خواهد بود .
- اينترفيس کامپيوتر . دومين چيزی که يک کارت گرافيک به
آن نياز دارد ، روشی بمنظور تغيير محتويات حافظه کارت
گرافيک است . امکان فوق با اتصال کارت گرافيک به گذرگاه
مربوطه بر روی برد اصلی تحقق پيدا خواهد کرد. کامپيوتر قادر

به ارسال سيگنال از طريق گذرگاه مربوطه برای تغيير محتويات
حافظه خواهد بود.
- اينترفيس ويدئو . سومين چيزی که يک کارت گرافيک به آن
نياز دارد ، روشی بمنظور توليد سيگنال برای مانيتور است . کارت
گرافيک می بايست سيگنال های رنگی را توليد تا باعث حرکت
گردد. فرض کنيد که صفحه نمايشگر در هر ثانيه CRT اشعه در
شصت فريم را بازخوانی / باز نويسی می نمايد ، اين بدان معنی
است که کارت گرافيک تمام حافظه مربوطه را بيت به بيت اسکن
و اين عمل را شصت مرتبه در ثانيه انجام دهد. سيگنال های مورد
نظر برای هر پيکسل موجود بر هر خط ارسال و در ادامه يک
نيز ارسال می گردد.عمليات فوق برای ٤٨٠ ، sync پالس افقی

ارسال sync خط تکرار شده و در نهايت يک پالس عمودی
خواهد شد.
پردازنده های کمکی گرافيک
يک کارت گرافيک ساده نظير آنچه در بخش قبل اشاره گرديد ،
ناميده می شود. کارت، يک فريم از اطلاعاتی را Buffer Frame
نگهداری می نمايد که برای نمايشگر ارسال شده است .
ريزپردازنده کامپيوتر مسئول بهنگام سازی هر بايت در حافظه
کارت گرافيک است . در صورتيکه عمليات گرافيک پيچيده ای را
داشته باشيم ، ريزپردازنده کامپيوتر مدت زمان زيادی را صرف
بهنگام سازی حافظه کارت گرافيک کرده و برای ساير عمليات
مربوطه زمانی باقی نخواهد ماند. مثلا" اگر يک تصوير سه بعدی

دارای ١٠٠٠٠ ضلع باشد ، ريزپردازنده می بايست هر ضلع را
رسم و عمليات مربوطه در حافظه کارت گرافيک را نيز انجام
دهد. عمليات فوق زمان بسيار زيادی را طلب می کند.
کارت های گرافيک جديد ، بطرز قابل توجه ای ، حجم عمليات
مربوط به پردازنده اصلی کامپيوتر را کاهش می دهند. اين نوع
کارت ها دارای يک پردازنده اصلی پر قدرت بوده که مختص
عمليات گرافيکی طراحی شده است. با توجه به نوع کارت گرافيک
، پردازنده فوق می تواند يک " کمک پردازنده گرافيکی " و يا يک "
شتاب دهنده گرافيکی " باشد. پردازنده کمکی و پردازنده اصلی
بصورت همزمان فعاليت نموده و در موارديکه از شتاب دهنده
گرافيکی استفاده می گردد ، دستورات لازم از طريق پردازنده

اصلی برای شتاب دهنده ارسال و شتاب دهنده مسئوليت انجام
آنها را برعهده خواهد داشت .
در سيستم های " کمک پردازنده " ، درايور کارت گرافيک
عمليات مربوط به کارهای گرافيکی را مستقيما" برای پردازنده
کمکی گرافيکی ارسال می دارد. سيستم عامل هر چيز ديگر را برای
پردازنده اصلی ارسال خواهد کرد. در سيستم های " شتاب دهنده
گرافيکی " ، درايور کارت گرافيک هر چيز را در ابتدا برای
پردازنده اصلی کامپيوتر ارسال می دارد. در ادامه پردازنده اصلی
کامپيوتر ، شتاب دهنده گرافيک را بمنظور انجام عمليات خاصی
هدايت می نمايد. مثلا" پردازنده ممکن است به شتاب دهنده
اعلام نمايد که :" يک چند ضلعی رسم کن " در ادامه شتاب دهنده
فعاليت تعريف شده فوق را انجام خواهد داد.

عناصر ديگر بر روی کارت گرافيک
يک کارت گرافيک دارای عناصر متفاوتی است :
- پردازنده گرافيک . پردازنده گرافيک بمنزله مغز يک کارت
گرافيک است . پردازنده فوق می تواند يکی از سه حالت پيکربندی
زير را داشته باشد :
کارت هائی از اين نوع قادر به . Graphic Co-Processor --
انجام هر نوع عمليات گرافيکی بدون کمک گرفتن از پردازنده
اصلی کامپيوتر می باشند.
تراشه موجود بر روی اين نوع . Graphics Accelerator --
کارت ها ، عمليات گرافيکی را بر اساس دستورات صادره شده
توسط پردازنده اصلی کامپيوتر انجام خواهند داد.

تراشه فوق ، حافظه موجود بر روی کارت را . FrameBuffer --
(DAC) " کنترل و اطلاعاتی را برای " مبدل ديجيتال به آنالوگ
ارسال خواهد کرد . عملا" پردازشی توسط تراشه فوق انجام
نخواهد شد.
- حافظه . نوع حافظه استفاده شده بر روی کارت های گرافيک
dual-ported متغير است . متداولترين نوع ، از پيکربندی
استفاده می نمايد. در کارت های فوق امکان نوشتن در يک بخش
حافظه و امکان خواندن از بخش ديگر حافظه بصورت همزمان
امکان پذير خواهد بود. بدين ترتيب مدت زمان لازم برای
بازخوانی / بازنويسی يک تصوير کاهش خواهد يافت .

کارت های گرافيک دارای يک تراشه . Graphic BIOS -
می باشند. اطلاعات موجود در تراشه فوق به ساير BIOS کوچک
عناصر کارت نحوه انجام عمليات (مرتبط به يکديگر) را تبين
همچنين مسئوليت تست کارت گرافيک ( BIOS . خواهد کرد
حافظه مربوطه و عمليات ورودی و خروجی ) را برعهده خواهد
داشت .
تبديل کننده فوق . (DAC ( Digital-to-Analog Converter -
نيز می گويند. داده های تبديل شده به ديجيتال RAMDAC را
مستقيما" از حافظه اخذ خواهند شد. سرعت تبديل کننده فوق
تاثير مستقيمی را در ارتباط با مشاهده يک تصوير بر روی صفحه
نمايشگر خواهد داشت .

کارت های گرافيک از کانکتورهای . Display Connector -
استاندارد استفاده می نمايند.اغلب کارت ها از يک کانکتور پانزده
: VGA پين استفاده می کنند. کانکتورهای فوق همزمان با عرضه
مطرح گرديدند. Video Graphic Array
اغلب گذرگاه فوق از . Computer(Bus) Connector -
است ..پورت فوق امکان دستيابی مستقيم کارت گرافيک AGP نوع
به حافظه را فراهم می آورد.ويژگی فوق باعث می گردد که
چهار مرتبه سريعتر باشد. PCI سرعت پورت های فوق نسبت به
بدين ترتيب پردازنده اصلی سيستم قادر به انجام فعاليت های
خود بوده و تراشه موجود بر روی کارت گرافيک امکان دستيابی
مستقيم به حافظه را خواهد داشت .

استاندارد های کارت گرافيک
عرضه IBM اولين کارت گرافيک در سال ١٩٨١ توسط شرکت
Monochrome گرديد. کارت فوق بصورت تک رنگ و با نام
ارائه گرديد. صفحات تمايشگری (MDAs(Adapters Display
که از کارت فوق استفاده می کردند ، متنی بودند. رنگ نوشته
سفيد يا سبز و زمينه سياه بود. در ادامه کارت های چهار رنگ
ارائه گرديدند. سپس کارت (HGC(Catd Hercules Graphic
و کارت (CGA(Color Graphic Adapter های هشت رنگ
ارائه (EGA(Adapter Enhanced Graphic های شانزده رنگ
گرديدند. توليدکنندگانی ديگر، نظير کمودور کامپيوترهائی را
معرفی کردند که دارای کارت های گرافيک از قبل تعبيه شده و

ساخته شده در سيستم بودند. کارت های فوق قادر به نمايش
تعداد زيادی رنگ بودند.
Video Graphic در سال ١٩٨٧ کارت IBM زمانيکه شرکت
را معرفی کرد، استاندارد جديدی در اين راستا (VGA(Array
قادر به ارائه ٢٥٦ رنگ و VGA مطرح گرديد. نمايشگرهای
Super ٧٢٠ بودند. يک سال بعد استاندارد * وضوح تصوير ٤٠٠
مطرح گرديد. استاندارد (SVGA(Array Video Graphic
* ٨ ميليون رنگ با وضوح تصوير ١٠٢٤ / فوق قادر به ارائه ١٦
١٢٨٠ است .
کارت های گرافيک از استانداردهای متفاوتی پيروی می نمايند.
توليدکنندگان کارت گرافيک همواره سعی در افزايش تعداد رنگ

و وضوح تصوير با توجه به راهکارهای اختصاصی خود دارند. کارت
های گرافيک می بايست قادر به اتصال به سيستم باشند. کارت
به PCI و يا ISA های گرافيک قديمی اغلب از طريق اسلات های
سيستم متصل می شوند . اغلب کارت های گرافيک جديد از
برای اتصال به کامپيوتر استفاده می نمايند. AGP پورت