Тема5. Периферийные устройства ввода-вывода.

16. Клавиатура:назначение,схема включения контактов клавиш,принцип действия,понятие скэн-кодов клавиш,буферы и порты клавиатуры.

Что же находится внутри клавиатуры? Оказывается, там есть компьютер! Только этот компьютер состоит из одной микросхемы и выполняет специализированные функции. Он отслеживает нажатия на клавиши и посылает номер нажатой клавиши в центральный компьютер.

Если рассмотреть сильно упрощенную принципиальную схему клавиатуры, представленную на рисунке, можно заметить, что все клавиши находятся в узлах матрицы:

Номер клавиши, посылаемый клавиатурным процессором, однозначно связан с распайкой клавиатурной матрицы и не зависит напрямую от обозначений, нанесенных на поверхность клавиш. Этот номер называется скан-кодом (Scan Code).

Следует отметить, что клавиатура содержит внутренний 16-байтовый буфер, через который она осуществляет обмен данными с контроллером.

17.Вызов и функции первой и второй части драйвера.Понятие кода ASCII.

программе нужен не порядковый номер нажатой клавиши, а соответствующий обозначению на этой клавише ASCII-код. Этот код не зависит однозначно от скан-кода, т.к. одной и той же клавише могут соответствовать несколько значений ASCII-кода. Это зависит от состояния других клавиш. Например, клавиша с обозначением '1' используется еще и для ввода символа '!' (если она нажата вместе с клавишей SHIFT).

Поэтому все преобразования скан-кода в ASCII-код выполняются программным обеспечением. Как правило, эти преобразования выполняют модули BIOS. Для использования символов кириллицы эти модули расширяются клавиатурными драйверами.

При заполнении выходного буфера контроллер клавиатуры подает сигнал прерывания процессора, и процессор вызывает первую часть драйвера клавиатуры.

Обработчик девятого прерывания читает выходной буфер клавиатуры, получает SCAN-код клавиши, анализирует, добавляет к нему ASCII-код символа и записывает в буфер клавиатуры. Буфер имеет длину в 30 байт, т. е. может сохранять информацию о пятнадцати нажатых клавишах: по два байта на каждый символ.

Буфер клавиатуры находится в области данных BIOS, которая расположена в младшем килобайте ОП.

Выбирает информацию из буфера и передает программе, для которой выполняется ввод, вторая часть драйвера.Она вызывается по шестнадцатому прерыванию.

Тема 6. Дисковая подсистема.

18.Понятие логического диска. Структура логического диска. Состав системной области и назначение её компонентов.

Логический диск(ЛД) – информационная структура,которая служит в файловой системе для хранения и поиска сохраненных файлов.

Структура логического диска.

Системная область

Область данных

Системная область содержит служебную информацию,необходимую для сохранения и отыскания файлов. С ней работает драйвер. Она делится на сектора.

Область данных предназначена для размещения файлов и подкаталогов,т.е. каталогов, подчиненных корневому.Она делится на кластеры.

Состав системной области:

1.BR (Boot Record) – загрузочная запись;

2.RSec – зарезервированные сектора для будущих изменений;

3.FAT1 (File Allocated Table)– таблица размещения файлов, 1-я копия;

4.FAT2 – ……,2-я копия;

5.RDIR (Root Directory) – корневой каталог.

19.Элемент каталога. Назначение, формат. Что хранит каждое поле элемента каталога.

Каталог

Каталог является картотекой всех созданных на ЛД файлов и директорий(папок). Каталог состоит из отдельных элементов каталога.Каждый элемент создается на файл или директорию при их создании. Элемент каталога содержит информацию,необходимую для поиска файла и правильного доступа к нему.Для ускорения поиска нужного элемента каталога все элементы каталога упорядочены в виде дерева. Корнем дерева является корневой каталог RDIR, ветвями дерева- подкаталоги, листьями –элементы каталога файлов и директорий( см. рис.2).

Структура элемента каталога.

Имя Файла,8байт

Расщирение Имени,3 байта

Атрибут, 1 байт

Резерв, 10 байт

Время Создания, 2 байта

Дата Создания, 2 байта

№ 1-го Кластера,2 байта

Длина файла в байтах, 2 байта

Каталог используется драйвером для поиска файла или директории по номеру первого кластера, занимаемого файлом в области данных.

20.Дерево каталога. Назначение. Рисунок дерева. Понятие и состав подкаталога. Ссылки. Виды ссылок и их назначение.

Подкаталоги расположены в области данных. Первоначально подкаталогу выделяется один кластер,который заполняется постепенно по мере создания элементами каталогов файлов и директорий, входящих в данный подкаталог. Если одного кластера становится недостаточно, то выделяются по мере необходимости еще по одному кластеру в свободном месте области данных. Из кластеров, выделенных подкаталогу строится списковая структура, которая позволяет найти эти кластеры,т.к. они расположены не подряд в памяти ЛД.

В начале каждого подкаталога располагаются два специальных элемента каталога, которые объединяют все подкаталоги в дерево каталогов. Первый элемент называется «ссылка на самого себя». Он содержит все свои параметры и свой адрес(№ первого кластера), но вместо своего имени используется псевдоним «.»(точка). Второй специальный элемент каталога называется «ссылка на родительский каталог».Он содержит все параметры и адрес родительского каталога,и имеет псевдоним «..»(две точки). Ссылка на самого себя используется при движении вниз по дереву каталогов при поиске элементов каталогов файлов или директорий, а ссылка на родительский каталог – при движении вверх по дереву каталогов.

21. Таблица FAT. Назначение, структура, связь с областью данных. Цепочки элементов FAT. Пример цепочки.

Таблица размещения файлов (FAT)

Таблица FAT служит для поиска фрагментированных файлов, т.е. файлов, занимающих кластеры, расположенные не подряд в области данных. С помощью элемента каталога по поля «№ первого кластера» драйвер находит первый кластер файла,а по таблице FAT отыскивает остальные кластеры.

По своей структуре FAT является схемой области данных. Она состоит из отдельных элементов. Все элементы пронумерованы, начиная с нуля до номера последнего кластера. Каждый элемент хранит информацию о состоянии соответствующего кластера в области данных: свободен, занят, дефектный кластер и т.д. Таким образом в таблице FAT столько элементов,сколько кластеров в области данных и еще плюс два кластера. В первых элементах FAT хранится дескриптор носителя ЖМД (F8) и разделитель FFFF. Поэтому счет кластеров в области данных ЛД начинается с 2-х.

Возможные значения элементов FAT:

FFF7- дефектный кластер;

2-FFEF – занятый файлом кластер (ссылка);

0000-свободный кластер;

FFFF-последний кластер файла(конец поиска).

Если файл занимает несколько кластеров, то для него строится цепочка элементов FAT. Все номера элементов цепочки соответствуют номерам кластеров, занимаемых файлом. Элементы цепочки хранят номера кластеров для последующего поиска кластера файла.Номер первого кластера указан в элементе каталога файла, поэтому поиск файла начинается с элемента каталога. По этому номеру отыскивается первый элемент цепочки FAT. Он содержит ссылку,т.е. номер второго кластера файла,который является также номером второго элемента цепочки FAT.Второй элемент цепочки хранит номер третьего кластера файла и т.д. Поиск файла заканчивается, когда драйвер читает элемент FAT с признаком конца файла FFFF.

Например: файл занимает кластеры 12,30,31,47, 150,743.

В элементе каталога будет указан номер первого кластера 12. Цепочка FAT будет иметь вид:

№ элемента FAT	12	30	31	47	150	743
Значение элемента FAT	30	31	47	150	743	FFFF

22. Понятие РТ и LDT. Назначение, состав, место расположения в разделе. Списковая структура из РТ и LDT.

Отображает схему логического формата жесткого диска. Содержит логические адреса первых секторов каждого раздела в графе "Relative Sector" РТ.

LDT описывает размещение и характеристики раздела, содержащего единственный логический диск, а также может содержать ссылку на следующую SMBR.

Сведения о логических дисках расширенного раздела в таблицах LDT. Связаны с помощью ссылок на следующий логический диск (E).В каждой LDT (кроме LDT последнего диска) содержится ссылка на следующую LDT)

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ.