- •Введение.
- •Общие принципы построения эвм и вычислительных систем.
- •2. Клавиатура и манипуляторы.
- •2.1. Взаимодействие клавиатуры с эвм.
- •2.2. Устройство и программирование манипулятора "мышь".
- •3. Видеосистемы.
- •3.1. Структура видеосистем.
- •3.2. Программирование видеосистем с помощью рограммных прерываний.
- •3.3. Прямое программирование видеосистем.
- •3.4. Мониторы.
- •4. Накопители информации на магнитных дисках
- •4.1. Структура накопителей информации на магнитных дисках
- •4.2. Физические принципы магнитной записи.
- •Конструкция магнитных дисков.
- •4.4. Кодирование и сжатие записываемой информации
- •4.5. Программирование работы дисковых накопителей
- •5. Накопители цифровой информации типа cd-rom.
- •5.1. Общие сведения о накопителях цифровой информации типа cd-rom.
- •5.2. Структура каналов записи и чтения в системе cd.
- •5.3. Конструкция оптического блока.
- •5.4. Многофункциональные цифровые оптические
- •6. Модемы
- •6.2. Программирование модемов
- •7. Сетевые устройства.
- •7.1. Основные элементы сетей эвм
- •Сетевые адаптеры
- •Сетевое программное обеспечение.
- •8. Звуковые платы.
- •8.1. Структура зуковых плат
- •8.2. Программирование звуковых плат.
- •9. Устройства ввода изображений в эмв.
- •Сканеры.
- •9.2. Программное обеспечение сканеров.
- •9.3. Фотокамеры и видеокамеры.
- •10. Принтеры.
- •Устройство и принципы работы принтеров.
- •Программирование принтеров.
- •Многофункциональные измерительные платы.
- •11.1. Характеристики и структура измерительных плат.
- •11.2. Аналого-цифровые преобразователи.
- •11.3. Цифро-аналоговые преобразователи.
- •12. Цифровые системы связи и навигации.
- •12.1. Системы цифровой подвижной связи
- •12.2. Спутниковые системы связи
- •12.3. Спутниковые навигационные системы.
- •Литература.
2.2. Устройство и программирование манипулятора "мышь".
Манипуляторы (мышь, джойстик) предназначены для управления текстовым или графическим курсором и формирования двух и более контактных сигналов. Схема взаимодействия манипулятора "мышь" и ЭВМ показана на рис.2.2.
Рис.2.2. Схема взаимодействия манипулятора "мышь" и ЭВМ.
Перемещение манипулятора контролируется двухкоординатным механизмом прерывания светового потока (МПСП), количество прерываний регистрируется фотодиодными парами (ФДП). МПСП по каждой координате состоит из колесика с периодическими вертикальными щелями и расположенными с разных сторон светодиода и двух фотодиодов. Контроллер подсчитывает количество прерываний светового потока и реализует протокол обмена по линиям последовательного порта:
RxD - данные из манипулятора,
TxD - данные в манипулятор,
RTS - сигнал запроса передачи в манипулятор,
SG - сигнальное заземление.
Питание элементов манипулятора осуществляется сигнальным напряжением RTS. Шаг манипулятора равен 1/200 дюйма.
Программирование манипулятора основано на использовании функций прерывания INT 33h [4]. Эти функции позволяют: устанавливать наличие драйвера, визуализировать курсор, задавать форму курсора, получать величину вертикального и горизонтального перемещения, контролировать состояние кнопок, переключать текстовый и графический режимы работы манипулятора.
3. Видеосистемы.
Видеосистемы являются самым информативным, оперативным и наглядным каналом контроля работы ЭВМ для оператора. Именно эта система создала условия для применения ЭВМ в качестве обучающей системы, в том числе приемам работы на ней самой. Возможность визуализации информации позволила превратить ЭВМ в мощный инструмент разработки высококачественных графических документов, обусловила развитие устройств для печати изображений. В настоящее время, является актуальной задача создания общих стандартов формирования, обработки и передачи изображений, звука и символьной информации для ЭВМ и телевидения.
3.1. Структура видеосистем.
Видеосистемы предназначены для наглядного отображения информации, формируемой с помощью ЭВМ. Системное программное обеспечение содержит специальный инструментарий для обеспечения работы видеосистем. Аппаратная часть видеосистемы состоит из двух основных элементов: монитора и видеоадаптера, подключаемого к системной шине ЭВМ, как показано на рис.3.1.
Рис.3.1. Структурная схема видеосистемы.
Видеоконтроллер (видеопроцессор) осуществляет общие функции управления адаптером, а также некоторые математические функции по преобразованию изображений, в соответствии с командами, получаемыми от процессора. Буферное ОЗУ (БОЗУ) занимает определенный участок в адресном пространстве процессора и имеет многослойную структуру: несколько слоев памяти ВА занимают одинаковый интервал адресов, подключаясь по одному в соответствии с командами контроллера. Видеопамять ВОЗУ необходима для накопления одного и более кадров текущего изображения, что позволяет реализовать видеоконтроллеру алгоритмы декомпрессии и аппертурной обработки изображений, находящиеся в ПЗУ. Текстовый знакогенератор ТЗГ отвечает за формирование на экране монитора текстовой информации. Генератор видеосигналов ГВС формирует на основе цифровой видеоинформации с помощью ЦАП цветовые и синхронизирующие строчные и кадровые сигналы, поступающие на монитор.
Имеет место три уровня программной поддержки работоспособности видеоадаптера: прерывания BIOS, прерывания DOS и драйверы видеоадаптера. Ассоциацией по стандартизации в видеоэлектронике разработан стандарт VESA (Video Electronics Standards Association) для видеоадаптеров, который поддерживается большинством изготовителей. Основные функции VESA хранятся в специальном постоянном запоминающем устройстве VBE (VESA BIOS Extention).
Принцип преемственности старого программного обеспечения для новых моделей ЭВМ, обусловил существование нескольких видеорежимов, соответствующих последовательно разработанным типам адаптеров, основными из которых являются: EGA, VGA и SVGA. Прямое программное управление видеорежимов, соответствующих более ранним моделям адаптеров, проще и достаточно эффективно для большинства прикладных задач, что оправдывает их сохранение в новых модификациях [3,13]. Кроме того, видеорежимы принято разделять на текстовые и графические, которые поддерживаются программно, специальными прерываниями BIOS, и аппаратно, наличием знакогенератора в составе адаптера.
Видеобуфер БОЗУ адаптера ЕGA обычно имеет объем 256К и состоит из четырех параллельных карт (битовые плоскости) по 64К. Карты считаются параллельными в том смысле, что они имеют один и тот же диапазон адресов в адресном пространстве процессора. Строки пикселов отображаются в памяти линейно. Значение каждого пиксела – это объединение битов из каждой битовой плоскости, имеющих одинаковое смещение. (Пиксел – это точка экрана, имеющая цвет и информационно отображенная в памяти.). Контроллер позволяет осуществлять доступ к картам по отдельности и параллельно (по компонентам цвета и по точкам). Порядок доступа определяется номером режима работы видеоадаптера.
Ускоренный графический порт AGP (Accelerated Graphics Port) - это интерфейс для подключения видеоадаптера через отдельную магистраль непосредственно к системной памяти. Видеоинформация записывается в ОЗУ начиная с адреса, превышающего 16 Мбайт. Эта область памяти служит для обработки изображений процессором и видеопроцессором, но не заменяет экранной памяти. В системной памяти размещаются преимущественно текстуры трехмерных объектов, требующие быстрого доступа со стороны как процессора, так и видеоадаптера. Быстродействие видеосистемы повышается за счет использования специального режима адресации, использующего преимущества раздельных шин адреса и данных, и отсутствия необходимости в арбитраже шины, т.к. шина используется только видеоадаптером.