Доступ к последовательному порту.

При асинхронной связи машина посылает или принимает байты информации по одному биту. Временные интервалы между байтами при этом несущественны, но времена между отдельными битами байта очень важны. Сигнал на линии может быть высокого или низкого уровня, что соответствует логическим нулю и единице, и говорят, что линия отмечена (marking), когда уровень высокий, и пустая (spacing), когда уровень низкий.

Линия поддерживается в отмеченном состоянии, когда по ней нет передачи данных. При начале передачи байта данных сигнал падает в 0, отмечая стартовый бит. Затем следуют восемь битов данных (иногда меньше) в виде набора высоких и низких уровней. Последний бит данных может сопровождаться битом четности, используемым для обнаружения ошибок, а затем в последовательность включаются 1 или более стоп-битов, которым соответствует высокий уровень. Эти стоп-биты начинают отмеченное состояние, которое будет сохраняться до тех пор, пока не начнется передача следующего байта данных; число используемых стоп-битов существенно, поскольку они устанавливают минимальное время, которое должно пройти перед следующим стартовым битом.

Конечно, передающая и приемная станции должны использовать один и тот же протокол для этих цепочек битов и они должны работать с одной и той же скоростью обмена (измеряемой в битах в секунду, называемых также бодами). При обмене могут легко возникать ошибки, поэтому коммуникационное оборудование предоставляет разнообразную информацию о статусе как самого порта, так и присоединенного к нему модема. Задачей модема является преобразование сигнала, генерируемого портом коммуникации, в акустический сигнал, который может затем быть передан по телефонному каналу. Большинство модемов предоставляют также дополнительные коммуникационные возможности, такие как автоматический вызов и ответ, которые не поддерживаются самим портом коммуникации.

Управление клавиатурой

Клавиатура содержит интеловский микропроцессор, который воспринимает каждое нажатие на клавишу и выдает скан-код в порт A микросхемы интерфейса с периферией, расположенной на системной плате. Скан-код это однобайтное число, младшие 7 битов которого представляют идентификационный номер, присвоенный каждой клавише. Старший бит кода говорит о том, была ли клавиша нажата (бит = 1, код нажатия) или освобождена (бит = 0, код освобождения). Когда эта клавиша нажимается, то в порт A посылается код 10110000, а когда ее отпустили - код 00110000. Таким образом, каждое нажатие на клавишу дважды регистрируется в микросхеме 8255. И каждый раз микросхема 8255 выдает подтверждение микропроцессору клавиатуры.

Когда скан-код выдается в порт A, то вызывается прерывание клавиатуры (INT 9). Процессор моментально прекращает свою работу и выполняет процедуру, анализирующую скан-код. Когда поступает код от клавиши сдвига или переключателя, то изменение статуса записывается в память. Во всех остальных случаях скан-код транс формируется в код символа, при условии, что он подается при нажатии клавиши (в противном случае, скан-код отбрасывается). Процедура сначала определяет установку клавиш сдвига и переключателей, чтобы правильно получить вводимый код. После этого введенный код помещается в буфер клавиатуры, который является областью памяти, способной запомнить до 15 вводимых символов, пока программа слишком занята, чтобы обработать их.

Имеется два типа кодов символов, коды ASCII и расширенные коды. Коды ASCII - это байтные числа, которые соответствуют расширенному набору кодов ASCII для IBM PC. Для IBM PC этот набор включает обычные символы пишущей

машинки, а также ряд специальных букв и символов псевдографики. ASCII коды включают также 32 управляющих кода, которые обычно используются для передачи команд периферийным устройствам, а не выводятся как символы на экране; однако каждый из них имеет соответствующий символ, который может быть выведен на дисплей, с использованием прямой адресации дисплейной памяти (только первые 128 символов являются настоящими символами ASCII)

Второй набор кодов, расширенные коды, присвоен клавишам или комбинациям клавиш, которые не имеют представляющего их символа ASCII, таким как функциональные клавиши или комбинации с клавишей Alt. Расширенные коды имеют длину 2 байта, причем первый байт всегда ASCII 0. Второй байт - номер расширенного кода

Имеется несколько комбинаций клавиш, которые выполняют специальные функции и не генерируют скан-коды. Эти комбинации включают <Ctrl-Break>, <Ctrl-Alt-Del> и <PrtSc>, плюс <SysReq>. Все остальные нажатия клавиш должны интерпретироваться программой и если они имеют специальное назначение, скажем сдвинуть курсор влево, программа должна содержать код, обеспечивающий достижение этого эффекта.

Операционная система предоставляет различные процедуры для чтения кодов из буфера клавиатуры, включая средства для получения сразу целой строки.

BIOS. Отображение информации BIOS на экране. Примеры звуковых кодов.

BIOS

Как известно без ЦП ПК не сможет работать. BIOS – базовая система ввода/вывода BIOS

осуществлять нескольких важных решений направленных на поддержку операций ПК. Первые команды, которые выполняет ЦП при каждом запуске системы, содержатся в BIOS. Эти команды инициируются и управляются POST (power- on-self-test) самотестированием при включении ПК. Кроме того в памяти BIOS содержится программа SETUP. Она служит для конфигурации важных параметров в системе. Наконец BIOS предоставляет набор базовых служб I/O. На основе этого набора ОС м. взаимодействовать с внешними устройствами(мышь и т. д.).

Ключевые функции BIOS:

- запуск системы;

- установка пар-ров;

- CMOS службы I/O (осн.).

BIOS содержит как коды, выполняемые ЦП, так и коды, которые программы(например ОС) используют для взаимодействия с другими устройствами. Эти коды помещаются в одну или несколько МС, устанавливаемых на системной плате. В современных системах BIOS основана на технологии FLASH памяти – это одна МС. Её содержимое можно обновить с помощью специальных программ. Существующие версии BIOS не способны поддерживать принципиально новые устройства, то и дело выпускаемые изготовителями аппаратных средств. Тем не менее проблему часто удаётся решить путём загрузки обновленной версии BIOS. Для повышения производительности системы BIOS не подходит. Поэтому для реализации некоторых задач, выполняемых ранее BIOS, ОС имеют собственный код. Концептуально ОС основана на BIOS. Прежние ОС, такие как MS-DOS, интенсивно исполняли процедуры BIOS для осуществления операции I/O. Современные ОС, WIN 2000 после окончания самотестирования и запуска процесса загрузки ОС можно вовсе не использовать процедуры BIOS. Операции по взаимодействию с видеосистемой, HMD осуществляемые ранее средствами BIOS, сегодня выполняются средствами ОС. В итоге, меры, принимавшиеся ранее для повышения производительности системы по загрузке BIOS в теневое ОЗУ, более не эффективны. В настоящее время BIOS ограничиваться следующими функциями: запуск начальной загрузки; предоставление доступа к CMOS памяти; управление питанием; поддержка автоконфигурируемых устройств.

Отображение информации о BIOS на экране

Информация о BIOS может получится из программы SETUP. Такие данные, как дата выпуска, номер версии и т. д., позволяют определить ОС WIN.

Для этого необходимо:

REGEDIT -> найти -> BIOS -> F3:

“Сведения о системе” -> компоненты -> Система -> Дополнительные сведения -> BIOS(в разделе “Системная плата”).

Загрузка BIOS – теневое ОЗУ.

Конфигурация VIDEOROM.

Управление питанием BIOS.

Звуковые коды BIOS.

Примеры звуковых кодов BIOS

Звуковой код	Значение
1 длинный гудок	Самотестирование выполнено успешно
5 коротких гудков	Сбой ЦПУ
1 длинный 3 коротких	Сбой МС памяти

1 длинный 2 коротких Ошибка видеоадаптера

1 дл 3 кор Ошибка памяти видеоадаптера

1 гуд, пауза, гуд,пауза, 2 гуд Сбой ЦПУ

гуд, пауза, гуд, пауза, 3 гуд Ошибка CMOS операции I/O

гуд, пауза, гуд, пауза,4 гуд Ошибка CRC BIOS

Управляющие регистры принтера

Базовый адрес LPT1 находится по адресу 0040: 0008. Еси при инициализации базовый адрес = 0, то адаптер не установлен. Регистр входных данных – это тот адрес порта, через который проходит каждый байт данных посылаемых в порт.

Регистр статуса сообщает различную информацию о входных линиях. Процессор может постоянно опрашивать его, чтобы распознавать момент, когда все в порядке и может посылать данные, или о том, что произошла на линии ошибка ERROR. Регистр управления инициализирует адаптер и управляет выводом данных. Он может подготовить параллельный порт для операции прерывания с тем, чтобы устройство посылало прерывания процессору, когда устройство готово к приему очередной порции данных, оставляя процессор свободным для выполнения других операций.

Текстовый режим отображения

Если в графическом режиме (АРА) каждой точке экрана соответствует своя ячейка видеопамяти, то в текстовом режиме ячейка видеопамяти хранит информацию о символе, занимающем на экране знакоместо определенного формата. Знакоместо представляет собой матрицу точек, в которой может быть отображен один из символов определенного набора. В ячейке видеопамяти хранится код символа, определяющий его индекс в таблице символов, и атрибуты символа, определяющие вид его отображения. К атрибутам относится цвет фона, цвет символа, инверсия, мигание и подчеркивание символа.

В текстовом режиме экран организуется в виде матрицы знакомест, образованной горизонтальными линиями UN (Line) и вертикальными колонками COL (Column). Этой матрице соответствует аналогичным образом организованная видеопамять. Адаптер, работающий в текстовом режиме, имеет дополнительный блок — знакогенератор. Во время сканирования экрана выборка данных из очередной ячейки видеопамяти происходит при подходе к соответствующему знакоместу. Считанные данные попадают в знакогенератор, который вырабатывает построчную развертку соответствующего символа — его изображение на экране. Знакогенератор представляет собой запоминающее устройство — ОЗУ или ПЗУ. На его старшие адресные входы поступает код текущего символа из видеопамяти, а на младшие — номер текущей строки в отображаемой линии знакомест. Выходные данные содержат побитную развертку текущей строки разложения символа. Необходимый объем памяти знакогенератора определяется форматом знакоместа и количеством отображаемых символов. каждому знакоместу в видеопамяти, кроме кода символа, соответствует еще и поле атрибутов, обычно имеющее размер 1 байт.

Текстовый адаптер также имеет аппаратные средства управления курсором. Знакоместо, на которое указывают регистры координат курсора, оформляется особым образом. Обычно его выделяют мигающей полоской, размер и положение которой относительно знакоместа программируется.

Поскольку в текстовом режиме в адаптер передаются только коды символов, заполнение всего экрана займет в десятки раз меньше времени, чем при построении того же изображения в графическом режиме. Программный код вывода символов в текстовом режиме проще и компактнее, чем при программном формировании его растрового изображения. По этим причинам все графические адаптеры имеют знакогенератор, дающий возможность работы и в текстовом режиме, а при переходе в графический режим знакогенератор отключается. Интеллектуальные адаптеры позволяют выводить символы (формировать их растровое

Передача информации через параллельный порт

одновременно пересылаются все биты слова, передаются по шине данных в зависимости от разрядности шины данных ( на сегодня наиболее популярна 32 битные шины, которые переданы за 1 такт 32 бита);

Процессор по шине адрыеса передает в контроллер адрес А1, а по шине данных — байт данных, сопровождая их сигналом «Вывод». Логика управления контроллера обеспечивает запись байта данных с шины данных в регистр данных А1 и устанавливает в 1 регистр состояния и управления А2, формируя тем самым управляющий сигнал для ВУ «Выходные данные готовы». ВУ принимает байт данных и управляющим сигналом «Данные при­няты» обнуляет регистр состояния и управления А2. Контроллер ВУ по этому сигналу формирует и передает в процессор сигнал «Готовность ВУ», который в данном случае извещает процессор о приеме байта данных внешним устройством и завершает цикл вывода данных в команде пересылки.

Программирование последовательного интерфейса

Порт 3F8h.

Этот порт соответствует регистру передаваемых данных. Для передачи в порт 3F8h необходимо записать байт передаваемых данных. После приема данных от внешнего устройства они могут быть прочитаны из этого порта. В зависимости от состояния бита управляющего слова, выводимого в управляющий регистр с адресом 3F8h, назначение порта 3F8h изменяться. Если этот бит равен 0,порт используется для записи передаваемых данных. Если же этот бит равен 1, порт используется для вывода значения младшего байта делителя частоты тактового генератора. Изменяя содержимое делителя, можно изменять скорость передачи данных. Старший байт делителя записывается в порт 3F9h. Зависимость скорости передачи данных от значения делителя частоты приведены в таблице 1:

Делитель	Скорость передачи в бодах.
24	4800
12	9600
6	19200
3	38400
2	57600
1	115200

Порт 3F9h.

Порт используется как регистр управления прерываниями от асинхронного адаптера или (после вывода в порт 3F9h байта с установленным в 1 старшим битом) для вывода значения старшего байта делителя частоты тактового генератора. В режиме регистра управления прерываниями порт имеет следующий формат.

Бит	Значение
0	1 - разрешение прерывания при готовности принимаемых данных.
1	1 - разрешение прерывания после передачи байта (когда выходной буфер передачи пуст.)
2	1 - разрешение прерывания по обнаружении состояния "BREAK" или ошибки.
3	1 - разрешение прерывания по изменению на разъёме RS-232-C.
4-7	Не используются, должны быть равны 0.

Порт 3FAh.

Регистр идентификации прерывания. По его содержимому программа может определить причину прерывания. Формат регистра:

Бит	Значение
0	1 - нет прерываний, ожидающих обслуживания.
1-2	00 - прерывание по линии состояния приёмника, возникает при переполнении приёмника, ошибка чётности или формата данных, или при состоянии "BREAK". Сбрасывается после чтения состояния линии и порта 3FDh. 01 - данные приняты и доступны для чтения. Сбрасывается после чтения данных из порта 3F8h. 11 - Состояние модема. Устанавливается при изменении состояния входных линий CTS, RI, DCD, DSR.
3-7	Должны быть равны 0.

Порт 3FBh.

Управляющий регистр, доступен по записи и чтению.

Бит	Значение
0-1	Длинна слова в байтах. 00 - 5 бит. 01 - 6 бит. 10 - 7 бит. 11 - 8 бит.
2	Количество стоповых битов: 0 - 1 бит, 1 - 2 бита.
3-4	Чётность: 10 - контроль на чётность не используется; 01 - контроль на нечётность. 11 - контроль на чётность.
5	Фиксация чётности. При установки этого бита бит чётности всегда принимает значение 0 (если биты 3-4 равны 11) или 1 (если биты 3-4 равны 01)
6	Установка перерыва. Вызывает вывод строки нулей в качестве сигнала "BREAK" для подключения устройства.
7	1 - порты 3F8h и 3F9h используется для загрузки делителя частоты тактового генератора; 0 - порты используются как обычно.

Порт 3FCh.

Регистр управления модемом. Управляет состоянием выходных линий DTR, RTS, линий, специфических для модемов OUT1 и OUT2, для запуска диагностики при входе асинхронного адаптера, замкнутым на его выход. Формат порта приведён в таблице 5.

Бит	Значение
0	Линия DTR
1	Линия RTS.
2	Линия OUT1 (запасная)

Бит	Значение
3	Линия OUT2 (запасная)
4	Запуск диагностики при входе асинхронного адаптера, замкнутом на его выход.
5-7	Должно быть равно 0

Порт 3FDh.
Регистр состоянии линии.

Типы шин расширения ПК

Системная шина, которая объединяет ЦПУ, модули RAM, BIOS и другие быстродействующие микросхемы характеризуются высшей скоростью работы. Долгое время системной шины в зависимости от типа ПК и скорости ЦПУ работали с тактовой частотой от 66 – 100 Мгц. В современных компьютерах P4 системная шина работает на частоте 400 Мгц ( сегодня 800). Тем не менее системная шина очень уступает по скорости процессору. Разработчики аппаратных средств для сведения к минимуму ограничения быстродействия материнской платы применяют различные методы ускорения работы и повышения производительности системной шины. В большинстве компьютеров используют слоты расширения PCI (Peripheral Component Interconnect – взаимное соединение компонентов). Шина PCI и подключаемые к ней устройства обычно работают с тактовой частотой 33 МГц (предлагается увеличить до 66 МГц). Подключение к слоту устройств должно быть способным взаимодействовать с ЦПУ. Для соединения более медленной шины PCI с системной шиной, которая обеспечивает взаимодействие ЦПУ и устройств расширения, в материнской плате используется устройство, называемое “Северным мостом” Северный мост может также соединять шину AGP с системной шиной. AGP – accelerate grafics port реализует скоростное (от 66 МГц до частоты системной шины) соединения с видеокартой. Для поддержки еще более старых системных карт ISA, которые работают с частотой 8 МГц. Шина PCI соединяется с более медленной шиной ISA с помощью Южного моста.

Автоматически конфигурируемые устройства Plug-and-Play

Несложно догадаться, что необходимость присвоения верных значений параметров для прерываний, портов ввода/вывода и базовых адресов может сделать установку аппаратного средства сложной задачей. Пользователи называют аппаратные средства, которые требуют ручной настройки подобных параметров – традиционными устройствами. К таким устройствам можно отнести сетевой адаптер, звуковую карту и т.д. Часто при попытке установки традиционного устройства возникает аппаратный конфликт, пользователю остается лишь отказаться от использования нового устройства. Устранение потенциальных конфликтов может оказаться непосильной задачей для многих. Чтобы упростить процесс установки плат расширения изготовители ПК и комплектующих, а также разработчики ОС, совместно выработали спецификацию конфигурации устройств (Plug-and-Play) включай и работай. Обычно при подключении автоматически конфигурируемого устройства, оно взаимодействует с BIOS, другими устройствами и ОС, чтобы определить какие прерывания, порты и области памяти, доступные в данный момент. Затем устройство выбирает необходимые ему ресурсы из доступных. После этого устройство уведомляет остальные аппаратные средства о сделанном выборе. Это избавляет пользователя от необходимости выявлять свободные ресурсы и конфигурировать устройства вручную. Таким образом спецификация Р & Р существенно упрощает установку аппаратных устройств. К сожалению, традиционные устройства не участвуют в коммуникации автоматически конфигурируемых устройств, направленной на координацию использующихся ресурсов. Устройства, соответствующие Р & Р могут выбирать ресурсы, уже занятые традиционными устройствами. Когда возникает такие конфликты, их следует устранять, т.к оба устройства не могут нормально функционировать.

1)Передача информации через последовательный порт

2)Способы обмена данными между ву и эвм

Существуют два способа передачи слов информации по линиям данных между ВУ и ЭВМ:

• параллельный, когда одновременно пересылаются все биты слова, передаются по шине данных в зависимости от разрядности шины данных ( на сегодня наиболее популярна 32 битные шины, которые переданы за 1 такт 32 бита);

• последовательный, когда биты слова пересылаются поочередно, начиная, например, с его младшего бита к старшему.

Последовательная передача делится на :

Синхронная

асинхронная

Синхронная – каждый передаваемый бит сопровождается синхроимпульсом, который информирует приемник о наличии информационного бита. Начинается с пересылки в приемник 1 или 2 символов синхронизации. Получив такой символ, приемник начинает прием данных и их преобразование в параллельный формат.

Асинхронный – у передатчика и приемника нет общего генератора синхроимпульсов. Синхронизирующий сигнал не посылается вместе с данными.

Стандартный формат асинхронной передачи данных, используемых в ЭВМ и внешних устройствах содержит n- передаваемых битов информации. При пересылке символов n =7 или 8 и 3-4 дополнительных битов информации :

стартовый бит

бит контроля четности / нечетности

3)Видеосистема. Принцип вывода изображения.

Видеосистема современного компьютера состоит из обязательной графической и дополнительной подсистемы обработки видеоизображений. Обе эти составляющие части обычно используют общий монитор, а соответствующие аппаратные средства системного блока могут располагаться на раздельных картах различного функционального назначения или объединяться на одном комбинированном адаптере, который можно назвать адаптером дисплея (Display Adapter).

Графический адаптер служит для программного формирования графических и текстовых изображений и является промежуточным элементом между монитором и шиной компьютера. Изображение строится по программе, исполняемой центральным процессором, в чем ему могут помогать графические акселераторы и сопроцессоры. В монитор адаптер посылает сигналы управления яркостью лучей RGB и синхросигналы строчной и кадровой разверток. Кроме этих сигналов интерфейс с монитором может содержать и сигналы обмена конфигурационной информацией между монитором и компьютером.

Средства работы с видеоизображениями, передаваемыми в стандартах PAL, SECAM или NTSC, относятся уже к мультимедийному оборудованию. Они оперируют с «живым» изображением, поступающим в компьютер извне (с видеокамеры, TV—тюнера) или воспроизводимым с какого-либо носителя информации (например CD—ROM).

Все компоненты дисплейного адаптера могут размещаться на одной карте расширения или они устанавливаются прямо на системной плате, используя преимущества локального подключения к системной шине. Мультимедийные средства могут размещаться на отдельных картах, связанных с графическим адаптером специальным интерфейсом, а могут быть выполнены и в виде небольшого «дочернего» модуля, устанавливаемого на графическую карту.

Принципы вывода изображений

Растровый метод подразумевает, что некий рисующий инструмент, способный оставлять видимый след, сканирует всю поверхность, на которую выводится изображение. Траектория движения инструмента постоянна и не зависит от выводимого изображения, но инструмент может рисовать, а может и не рисовать отдельные точки траектории. Видимым изображением являются оставленные им точки. В случае видеомонитора инструментом является модулированный луч (или три луча базисных цветов), построчно сканирующий экран и вызывающий свечение люминофора, нанесенного на внутреннюю поверхность экрана. Каждая строка растра разбивается на некоторое количество точек — пикселов засветкой каждой из которых по отдельности может управлять устройство, формирующее изображение (например графическая карта). Видеомонитор является растровым устройством вывода динамически изменяемых изображений. Его луч сканирует экран с частотой, которая не должна позволять глазу видеть мерцание изображения

Растровыми устройствами вывода статических изображений являются принтеры, в которых сканирование листа производится однократно

Альтернатива растровым устройствам — векторные устройства вывода изображений. В этих устройствах инструмент прорисовывает только изображаемые фигуры и его траектория движения определяется выводимым изображением. Изображение состоит из графических примитивов, которыми могут быть отрезки прямых — векторы (откуда и название метода вывода), дуги, окружности. К векторным устройствам вывода статических изображений относятся перьевые плоттеры