1. пу. Классификация. Назначение
| Вид материала | Документы |
- Темы для докладов Базы данных (БД): назначение, классификация. Системы управления базами, 4.8kb.
- По ЭВМ перечень примерных контрольных вопросов и заданий для текущей работы, 40.23kb.
- Вопросы к контрольной работе по курсу, 190.54kb.
- Программа подготовки операторов/наладчиков станков с чпу токарной/фрезерной группы, 14.38kb.
- Рабочая программа дисциплины государственный экзамен по направлению подготовки бакалавров, 75.18kb.
- Вопросы по курсу «Сети ЭВМ и телекоммуникации», 90.05kb.
- План счетов бухгалтерского учета, его назначение. Классификация счетов по назначению, 27.63kb.
- План счетов. Его назначение и строение. Классификация счетов бухгалтерского учета, 17.15kb.
- Программаное обеспечение вычислительных систем Классификация, назначение, состав, 1049.39kb.
- «Периферийные устройства компьютера», 518.49kb.
20. Клавиатура. Принципы работы и интерфейс.
Клава — основное устр-во ручного ввода данных в ПЭВМ, кодируемых путем нажатия расположенных на ней клавиш. К конструкциям клавиатур предъявляется ряд общих технических требований: эргономических, функциональных, эксплуатационных, надежностных, стоимостных и др.
Для упрощения работы с клавой исп-ется принцип кодирования клавиш, не зависящий от кодирования символов. В системное устр-во ПЭВМ посылается не код символа, к-рому соответствует данная клавиша, а код самой клавиши (позиционный код). Интерпретация сигнала нажатой клавиши осуществляется программным путем, что обеспечивает гибкость и мобильность при исп-нии различных фонетических и даже семиотических систем. Переход к коду символа осуществляется спец. системой управления клавиатурой, поэтому можно с помощью спец. прикладных программ перепрограммировать те или иные клавиши для других целей.
Управление работой клавиатуры осуществляется контроллером.
Клавиши клавиатуры формируют и передают по инт-су два кода: код нажатия и код отжатия. Такая двойная кодировка позволяет различать комбинации с использованием служебных клавиш. В соответствии с установленным протоколом обмена инф-цией клавиатура передает в ПЭВМ два основных вида сигналов: данные и синхроимпульсы. Данные кодируются в 8-битовые кодовые комбинации, в к-рых младшие (первые) 7бит представляют код символа клавиши, а старший (последний) бит — признак кода нажатия (логический нуль) или кода отжатия (логическая единица). При разрешении передачи данных они передаются в ПЭВМ по шине данных послед-но: побитно, начиная с младшего бита.
При отсутствии разрешения передачи в ПЭВМ код клавиши запоминается в буфере. Выдача кодов осуществляется в той же послед-ности, что и запись. Каждый передаваемый бит инф-ции сопровождается синхроимпульсом.
Микропроцессор, используемый в клавиатуре, обрабатывает инф-цию, поступающую с матрицы клавишного поля и по линиям связи с системного устройства ПЭВМ.
Его основные ф-ции: послед-ный опрос клавиш с целью обнаружения нажатой, обработка «дребезга» при нажатии и отпускании клавиш, буферизация кодов сканирования с целью их запоминания для последующей передачи в системное устройство, поддержание двунаправленной послед-ной передачи данных с системным устройством и вып-ние протокола связи, требуемого каждой передачей кода сканирования. Микропроцессор вып-ет также автоматическое тестирование клавы при включении электропитания или по требованию системного устройства. При автотестировании контролируется память микропроцессора и осуществляется проверка «залипших» клавиш. При нажатии на любую клавишу микропроцессор посылает в системное устройство послед-ный код (код нажатия), сопровождаемый маркерными единицами — стартовым и стоповым единичными битами. Отжатие клавиши микропроцессор подтверждает сообщением другого кода сканирования — кода отжатия.
Обработка приема позиционного кода центральным процессором осуществляется следующим образом. При поступлении запроса на прерывание центральный процессор ПЭВМ прерывает выполнение текущей программы, считывает позиционный код клавиши и обращается к программе, записанной в ПЗУ и управляющей клавиатурой. Эта программа преобразует позиционный код в код символа. Затем управление снова передается основной программе, которая была прервана, а инт-с клавиатуры освобождается для приема следующего символа. Т.о. работа с клавиатурой проходит послед-но ч/з два основных цикла: цикл сканирования клавишного поля и цикл выдачи позиционного кода.
21. Видеосистема. Принципы вывода изображений.
Графический адаптер служит для программного формирования графических и текстовых изображений и является промежуточным эл-том м/у монитором и шиной компа. Изображение строится по проге, исполняемой центральным процессором, в чем ему могут помогать графич. акселераторы и сопроцессоры. В монитор адаптер посылает сигналы управления яркостью лучей RGB(Red,Green,Blue—кр,зел,син — базисные цвета) и синхросигналы строчной и кадровой разверток. Кроме этих сигналов, относящихся только к формированию изображения, инт-с с монитором может содержать и сигналы обмена конфигурационной инф-цией м/у монитором и компом.
Видеосистема PC ориентирована на растровый метод вывода изображения, к-рый подразумевает, что некий рисующий инструмент, способный оставлять видимый след, сканирует всю поверхность, на к-рую 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 явл. оставленные им точки. В случае видеомонитора инструментом является модулированный луч, построчно сканирующий экран и выз-ющий свечение люминофора, нанесенного на внутреннюю пов-ность экрана. Каждая строка растра разбивается на нек-рое кол-во точек — пикселов, засветкой каждой из к-рых по отдельности может управлять устр-во, формирующее изображение. Видеомонитор явл. растровым устр-вом вывода динамически изменяемых изображений. Его луч сканирует экран с частотой, к-рая не должна позволять глазу видеть мерцание изображения. Растровыми устр-вами вывода статич. изображений явл. принтеры, в к-рых скан-ние листа произв-ся однократно.
Альтернатива растр. устр-вам — векторные устр-ва вывода изображений. В этих устр-вах инструмент прорисовывает только изображаемые фигуры и его траектория движения определяется выводимым изображением. Изображение состоит из графических примитивов, к-торыми м.б. отрезки прямых — векторы, дуги, окружности. К векторным устр-вам вывода статич. изображений относятся перьевые плоттеры.
Рассмотрим растровую систему вывода изображений, подразумевая в кач-ве оконечного устр-ва монитор с электронно-лучевой трубкой. Скан-ние экрана модулированным лучом обеспечивается генераторами горизонтальной и вертикальной разверток монитора. Луч может оставлять след только во время прямого хода по строке (слева направо). Строка разбивается на нек-рое кол-во точек разложения, каждая из к-рых м.и. состояние (яркость и цвет), не зависимое от других. На обратном ходе по строке луч принудительно гасится. След. строка прорисовывается пар-но предыдущей, но с нек-рым вертик. смещением (вниз), и так происходит сканирование до окончания кадра — достижения правого нижнего угла экрана. Во время обратного хода луча по вертикали, за время к-рого генератор горизонтальной развертки успеет сделать несколько строчных циклов, луч также принудительно гасится. В след. кадре скан-ние может производиться по-разному. В системах с прогрессивной, или нечередующейся, разверткой луч идет по тем же самым строкам. В системах с чересстрочной разверткой луч пойдет по строкам, смещенным по вертикали на половину шага строки. Т.о. всю пов-сть экрана луч проходит за два цикла кадровой развертки, наз-емых полукадрами. Чересстрочная развертка позволяет почти вдвое снизить частоту гориз-ной (строчной) развертки, а след-но, и темп вывода точек изображения.
22. Графический режим отображения информации.
В графическом режиме имеется возможность индивидуального управления свечением каждой точки экрана монитора независимо от состояния остальных. В графическом режиме каждой точке экрана (пикселю) соотв-ет ячейка спец. памяти, к-рая сканируется схемами адаптера синхронно с движением луча монитора. Эта постоянно циклически сканируемая (с кадровой частотой) память наз. видеопамятью. Процесс постоянного сканирования видеопамяти наз. регенерацией изображения. Для программно-управляемого построения изображений к видеопамяти также должен обеспечиваться доступ и со стороны системной магистрали компа, причем как по записи, так и по чтению. Кол-во бит видеопамяти, отводимое на каждый пиксель, определяет возможное число состояний пикселя — цветов, градаций яркости или иных атрибутов (например мерцание).
Объем видеопамяти (в битах), требуемый для хранения образа экрана, определяется как произведение кол-ва пикселей в строке на кол-во строк и на кол-во бит на пиксель. Если физич. объем видеопамяти превышает необходимый для отображения матрицы всего экрана, видеопамять можно разбить на страницы. Страница — это обл. видеопамяти, в к-рой умещается образ целого экрана. При многостраничной организации видеопамяти только одна из них может быть активной — отображаемой на экран. Этим страницы принципиально отличаются от слоев, к-рые отображаются одновременно.
23. Текстовый режим отображения информации.
В текстовом режиме ячейка видеопамяти хранит инф-цию о символе, занимающем на экране знакоместо определенного формата. Знакоместо представляет собой матрицу точек, в к-рой м.б. отображен один из символов определенного набора. В ячейке видеопамяти хранится код символа, опред-ющий его индекс в таблице символов, и атрибуты символа, опред-ющие 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 и вертикальными колонками. 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, причем одна и та же ячейка видеопамяти будет выбираться при проходе по всем строкам растра, образующим линию знакомест. 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 кол-вом отображаемых символов. Самый «скромный» знакогенератор имеет формат знакоместа 8x8 точек, причем для алфавитно-цифровых символов туда же входят и межсимвольные зазоры, необходимые для читаемости текста. Адаптеры с загружаемым знакогенератором русифицируются чисто программными средствами.
Каждому знакоместу в видеопамяти, кроме кода символа, соответствует еще и поле атрибутов, обычно имеющее размер 1 байт. Этого вполне достаточно, чтобы задать цвет и интенсивность символа и его фона.
24. Драйверы. Программный загрузчик.
Только этот управляющий блок в отличие от заголовка EXE-файла является принадлежностью самой программы и загружается вместе с ней в память. Заголовок EXE-программы используется при загрузке EXE-программы, но после загрузки операционная система убирает его из памяти.
В начале модуля находится заголовок драйвера.
Все драйверы связаны в цепочку. Самый первый драйвер находится сразу за векторной таблицей связи. Поле next заголовка драйвера указывает на следующий драйвер (на его заголовок). Это поле имеет формат DWORD-указателя и состоит из компоненты адреса сегмента и смещения. Признаком того, что данный драйвер последний в цепочке, служит значение 0FFFFh в компоненте смещения поля next.
Следует специально отметить, что все драйверы можно разделить на две группы - драйверы символьных устр-в и драйверы блочных устр-в. Первые обслуживают устр-ва посимвольного в/в, такие как принтеры, клава, контроллеры послед-ной передачи данных RS232C, вторые ориентированы на в/в блоками -- это диски.
Как правило, все нестандартные устр-ва обслуживаются символьными драйверами. Хотя этот тип драйверов ориентирован на передачу данных посимвольно, для быстродействующих устройств в/в можно организовать буферизацию (средствами операционной системы).
Блочные драйверы служат для обслуживания своих нестандартных дисковых устр-в. Например, можно использовать более плотную запись инф-ции на дискетах для повышения их емкости.
В программе-драйвере могут находиться области данных, используемые драйвером, и подпрограммы, вызываемые программами стратегии и прерывания. Иногда стандартные драйверы переназначают на себя нек-рые вектора прерываний, и тогда они содержат в себе обработчики этих прерываний. В области памяти, отведенной операционной системой драйверу, может располагаться стек драйвера, если размер системного стека недостаточен. На длину драйвера накладывается такое же ограничение- 64 килобайта, то есть один сегмент.
25. Назначение программ драйверов. Заголовок запроса драйвера.
Для управления процессом обмена инф-цией предварительно сост-ются и записываются в память спец. управляющие проги — драйверы. При необходимости выполнения операции в/в работа текущей проги прерывается и управление передается драйверу (ч/з системную шину необх-мая команда поступает к адаптеру, к-рый ч/з соотв-ющий инт-с взаимодействует с подкл-ным ПУ). По окончании работы ПУ упр-ние снова передается осн. проге.
Драйверы явл важным классом системных программ. Они расширяют возможности ОС, например, позволяя ей работать с тем или иным ВУ. Драйверы для различных устр-в часто поставляются вместе с новыми устр-вами и контроллерами.
Драйвер всегда начинается с 18-байтного заголовка:
+00: 4 байта — дальний адрес следующего загружаемого драйвера DOS — т.к. в момент загрузки драйвер будет последним в цепочке, адрес д.б. равен FFFFh:FFFFh
+04: 2 байта — атрибуты драйвера
+06: 2 байта — адрес процедуры стратегии
+08: 2 байта — адрес процедуры прерывания
+0Ah: 8 байт — имя драйвера для символьных устройств (дополненное пробелами).
Для блочных устр-в — байт по смещению 0Ah содержит число устр-в, поддерживаемых этим драйвером, а остальные байты могут содержать имя драйвера.
DOS поддерживает два типа драйверов — драйвер символьного устр-ва и драйвер блочного устр-ва. Первый тип используется для любых устр-в — клавы, принтера, сети, а второй — только для устр-в, на к-рых могут сущ-вать файловые системы, т.е. для дисководов, RAM-дисков, нестандартных жестких дисков, для доступа к разделам диска, занятым другими ОС. Чтобы обратиться к символьному устр-ву, прога должна открыть его при помощи функции DOS «открыть файл или устр-во», а чтобы обратиться к блочному устр-ву — просто обратиться к соответствующему логическому диску.
При обращении к драйверу DOS сначала вызывает процедуру стратегии (адрес по смещению 06 в заголовке), передавая ей адрес буфера запроса, содержащий все параметры, передаваемые драйверу, а затем процедуру прерывания (адрес по смещению 08) без каких-либо параметров. Процедура стратегии должна сохранить адрес буфера запроса, а процедура прерывания —выполнить все необходимые действия. Структура буфера запроса меняется в зав-сти от типа команды, передаваемой драйверу, но стр-ра его заголовка остается постоянной:
+00h: байт — длина буфера запроса (включая заголовок)
+01h: байт — номер устройства (для блочных устройств)
+02h: байт — код команды (00h – 19h)
+03h: 2 байта — слово состояния драйвера — д.б. заполнено драйвером
бит 15: произошла ошибка биты 10 – 14: 00000 бит 9: устр-во занято бит 8: команда обслужена биты 7 – 0: код ошибки 00h: устройство защищено от записи 01h: неизвестное устр-во 02h: устройство не готово 03h: неизвестная команда 04h: ошибка 05h: ошибка в буфере запроса 06h: ошибка поиска 07h: неизвестный носитель 08h: сектор не найден 09h: нет бумаги 0Ah: общая ошибка записи 0Bh: общая ошибка чтения 0Ch: общая ошибка 0Fh: неожиданная смена диска
+05h: 8 байт — зарезервировано
+0Dh: отсюда нач-ется обл данных, различающаяся для разных команд
Даже если драйвер не поддерживает запрошенную от него функцию, он обязательно должен установить бит 8 слова состояния в 1.
27. Управление клавиатурой.
Этот обработчик клавиатурного прерывания INT 09h выполняет след. действия:
- читает из порта 60h скан-код нажатой клавиши;
- записывает вычисленное по скан-коду значение ASCII-кода нажатой клавиши в спец. буфер клавы, расположенный в области данных BIOS;
- устанавливает в 1 бит 7 порта 61h, разрешая дальнейшую работу клавы;
- возвращает этот бит в исходное состояние;
- записывает в порт 20h значение 20h для правильного завершения обработки аппаратного прерывания.
Обработчик прерывания INT 09h не просто записывает значение ASCII-кода в буфер клавы. Доп-но отслеживаются нажатия таких комбинаций клавиш, как Ctrl-Alt-Del, обрабатываются спец. клавиши PrtSc и SysRq. При вычислении кода ASCII нажатой клавиши учитывается состояние клавиш Shift и CapsLock.
Буфер клавиатуры имеет длину 32 байта и расположен по адресу 0000h:041Eh для машин IBM PC/XT.
В IBM AT и PS/2 расположение клавиатурного буфера задается содержимым двух слов памяти с адресами 0000h:0480h (компонента смещения адреса начала буфера) и 0000h:0482h (смещение конца буфера). Обычно в IBM AT эти ячейки памяти содержат значения, соответственно, 001Eh и 003Eh. Так как смещения заданы относительно сегментного адреса 0040h, то видно, что обычное расположение клавиатурного буфера в IBM AT и PS/2 соответствует его расположению в IBM PC/XT.
Клавиатурный буфер организован циклически. Это означает, что при его переполнении самые старые значения будут потеряны. Две ячейки памяти, находящиеся в области данных BIOS с адресами 0000h:041Ah и 0000h:041Ch содержат, соответственно, указатели на начало и конец буфера. Если зн-ния этих указателей равны друг другу, буфер пуст. (Можно удалить все символы из буфера клавы, установив оба указателя на начало буфера. Однако есть более предпочтительный способ с исп-нием прерывания BIOS INT 16h).
Указателями на начало и конец клавиатурного буфера обычно управляют обработчики прерываний INT 09h и INT 16h.
Программа извлекает из буфера коды нажатых клавиш, используя различные функции прерывания INT 16h.
Помимо управления содержимым буфера клавиатуры, обработчик прерывания INT 09h отслеживает нажатия на так называемые переключающие клавиши - NumLock, ScrollLock, CapsLock, Ins. Состояние этих клавиш записывается в область данных BIOS в два байта с адресами 0000h:0417h и 0000h:0418h.
28. Использование «горячих» клавиш в программах.
Клавиши 101/102 клавиатур вызывают посылку цепочек ска-кодов, зависящую от состояния клавиш Shift, Alt, Ctrl.
BIOS INT 9h обрабатывает прерывания по нажатию и отпусканию клавиш, анализируя принятый скан-код с учетом состояния флагов и комбинаций клавиш альтерации Shift, Alt, Ctrl, NumLock, CapsLock. Результат обработки (ASCII-символ и скан-код) помещается в клавиатурный буфер ОЗУ. В случае переполнения буфера очередное слово записывается, подаётся звуковой сигнал.
Младший байт считаного слова содержит ASCII-символ, старший – скан-код. Символы, полученные нестандартным способом, сопровождаются нулевым скан-кодом.
При нулевом младшем байте старший содержит расширенный ASCII-код.
С распространением шины USB появляются клавы, которые имели встроенный hub для подключения мыши USB. Клава USB запитывается непосредственно от шины и требует специальную поддержку со стороны BIOS.
29. Режимы управления курсором.
Для формирования курсора на графическом экране применяют команды работы со спрайтами. Спрайт (Sprite) — небольшой прямоугольный фрагмент изображения, который может перемещаться по экрану как единое целое. Перед использованием его программируют — определяют размер и его растровое изображение, после этого он может перемещаться по экрану, для чего достаточно только указывать его координаты.
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.
30. Вывод символов на экран.
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 (цвет фона, цвет символа, инверсия, мигание и подчеркивание символа).
В текстовом режиме экран организуется в виде матрицы знакомест, образованной горизонтальными линиями и вертикальными колонками. 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, причем одна и та же ячейка видеопамяти будет выбираться при проходе по всем строкам растра, образующим линию знакомест. 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 (в графическом режиме эти данные поступали из видеопамяти). Необходимый объем памяти знакогенератора определяется форматом знакоместа и количеством отображаемых символов. Самый «скромный» знакогенератор имеет формат знакоместа 8x8 точек, причем для алфавитно-цифровых символов туда же входят и межсимвольные зазоры, необходимые для читаемости текста. Поскольку в PC принято 8-битное кодирование символов, для такого знакогенератора требуется 8х28=2К 8-разрядных слов. Лучшую читаемость имеют матрицы 9x14 и 9x16 символов. Если знакогенератор выполнен на микросхеме ПЗУ, то набор отображаемых символов оказывается жестко фиксированным. Для знакогенераторов на ПЗУ изменение таблицы символов (например русификация) становится сложным делом. Если микросхема ПЗУ установлена в сокет, ее несложно перепрограммировать или просто заменить.
символов и сам поток кодов символов, после чего быстро строит их изображение, не отвлекая центральный процессор.
31. Чтение и запись файла на диск
Диск представляет собой круглую металлическую пластину с очень ровной поверхностью, покрытую тонким ферромагнитным слоем. Во многих накопителях используется слой оксида железа, но новейшие модели жестких дисков работают со слоем кобальта. Такое покрытие более прочно и, кроме того, позволяет значительно увеличить плотность записи. Количество дисков может быть различным - от одного до пяти, количество рабочих поверхностей, соответственно, вдвое больше (по две на каждом диске). Последнее (как и материал, использованный для магнитного покрытия) определяет емкость жесткого диска. Иногда наружные поверхности крайних дисков (или одного из них) не используются, что позволяет уменьшить высоту накопителя, но при этом количество рабочих поверхностей уменьшается и может оказаться нечетным. Магнитные головки считывают и записывают информацию на диски. Принцип записи в общем схож с тем, который используется в обычном магнитофоне. Цифровая информация преобразуется в переменный электрический ток, поступающий на магнитную головку, а затем передается на магнитный диск, но уже в виде магнитного поля, которое диск может воспринять и "запомнить". Магнитное покрытие диска представляет собой множество мельчайших областей самопроизвольной (спонтанной) намагниченности. Под воздействием внешнего магнитного поля собственные магнитные поля доменов ориентируются в соответствии с его направлением. После прекращения действия внешнего поля на поверхности диска образуются зоны остаточной намагниченности. Таким образом, сохраняется записанная на диск информация. Участки остаточной намагниченности, оказавшись при вращении диска напротив зазора магнитной головки, наводят в ней электродвижущую силу, изменяющуюся в зависимости от величины намагниченности. Пакет дисков, смонтированный на оси-шпинделе, приводится в движение специальным двигателем, компактно расположенным под ним. Скорость вращения дисков, как правило, составляет 3600 oб/мин. Для того, чтобы сократить время выхода накопителя в рабочее состояние, двигатель при включении некоторое время работает в форсированном режиме. Поэтому источник питания компьютера должен иметь запас по пиковой мощности. Головки перемещаются с помощью прецизионного шагового двигателя и как бы "плывут" на расстоянии в доли микрона от поверхности диска, не касаясь его. На поверхности дисков в результате записи информации образуются намагниченные участки, в форме концентрических окружностей. Они называются магнитными дорожками. Перемещаясь, головки останавливаются над каждой следующей дорожкой. Совокупность дорожек, расположенных друг под другом на всех поверхностях, называют цилиндром. Все головки накопителя перемещаются одновременно, осуществляя доступ к одноименным цилиндрам с одинаковыми номерами. Хранение и извлечение данных с диска требует взаимодействия между операционной системой, контроллером жесткого диска и электронными и механическими компонентами самого накопителя. DOS помещает данные на хранение и обслуживает каталог секторов диска, закрепленных за файлами (FAT - FileAllocation Table). Когда вы даете системе команду сохранить файл или считать его с диска, она передает ее в контроллер жесткого диска, который перемещает магнитные головки к таблице расположения файлов соответствующего логического диска. Затем DOS считывает эту таблицу, осуществляя в зависимости от команды поиск свободного сектора диска, в котором можно сохранить вновь созданный файл, или начало запрашиваемого для сохранения файла.
32. Чтение информации на CD. 33. Чтение запись на CD-RW.
Стандартный диск состоит из трех слоев: подложка из поликарбоната, на которой отштампован рельеф диска, запыленное на нее отражающее покрытие из алюминия, золота, серебра или какого-либо сплава, и более тонкий защитный слой поликарбоната или лака, на который наносятся надписи и рисунки. Hекоторые диски "подпольных" производителей имеют очень тонкий защитный слой, либо не имеют его вовсе, отчего отражающее покрытие довольно легко повредить.
Информационный рельеф диска состоит из спиральной дорожки, идущей от центра к периферии, вдоль которой расположены углубления (питы). Информация кодируется чередованием питов и промежутков между ними.
Для записи данных используются отдельные "звуковые дорожки". На одном диске могут сосуществовать дорожки различных форматов. Для их чтения необходим проигрыватель, поддерживающий либо все представленные на диске форматы, либо пропускающий неизвестные (многие проигрыватели и приводы CD-ROM не умеют пропускать дорожки неизвестных форматов).
Адресация дорожек ведется в формате MSF (Minute:Second:Frame - минута:секунда:кадр), где под кадром понимается стандартный кадр CD-DA (2352 байта, 1/75 сек). В интерфейсах приводов используется также абсолютная адресация номерами кадров. Первая дорожка по стандарту начинается по адресу 0:2:0 MSF.
Yellow Book определяет базовые форматы записи данных на диск: CD-ROM mode 1 и CD-ROM mode 2. В обоих форматах внутри каждого из кадров дорожки, объемом по 2352 байта, выделяется 12 байт синхронизации, 4 байта заголовка сектора и область размером 2336 байт для записи данных, которая называется сектором или блоком. Благодаря наличию байтов синхронизации и заголовка возможно точное нахождение нужного блока данных, которое в обычном звуковом диске требует слежения за каналом субкода Q.
В формате mode 1, используемом в большинстве CD-ROM, из области данных выделяется 288 байт для записи кодов EDC/ECC (Error Detection Code/Error Correction Code - коды обнаружения и исправления ошибок), благодаря которым диски с данными считываются гораздо надежнее, чем звуковые диски при том же качестве изготовления. Оставшиеся 2048 байт отводятся для хранения блока данных.
В формате mode 2 корректирующие коды не используются, и все 2336 байт данных сектора отводятся для записи информации. Предполагается, что записываемая информация либо уже содержит корректирующие коды, либо нечувствительна к незначительным ошибкам, оставшимся после коррекции низкоуровневым кодом Рида-Соломона. Этот формат предназначен в основном для записи сжатых звуковых сигналов и изображений.
Диск формата mode 1, на котором совмещены звуковые программы и данные, называется Mixed Mode Disk. При этом на первой дорожке записываются данные, а на всех последующих - звуковая информация. Hекоторые бытовые проигрыватели, особенно прежних лет выпуска, не различают формат дорожек и при попадании на дорожку данных пытаются ее воспроизвести, что может привести к повреждению усилителей и акустических систем. Большинство современных проигрывателей либо игнорирует дорожки с данными, либо имитирует их "воспроизведение" без звука.
Формат mode 2 в чистом виде практически не применяется - на его основе разработаны форматы CD-ROM/XA (eXtended Architecture - расширенная архитектура) двух вариантов (Green Book). В первом варианте из блока данных объемом 2336 байт выделяется 8 байт подзаголовка, 4 байта EDC и 276 байт ECC, оставляя для данных 2048 байт, как и в формате "mode 1"; во втором варианте ECC не используется и для данных остается 2324 байт. Hа одной дорожке формата XA могут встречаться секторы как первого, так и второго вариантов. Достоинством такого подхода является возможность одновременного считывания в реальном времени данных и звуковой и/или видеоинформации, без лишних перемещений между дорожками.
Организацию файловой системы на CD-ROM описывает стандарт ISO 9660. Уровень (level) 1 этого стандарта включает форматы файловых систем MS-DOS и HFS (Aррle Macintosh). Файлы записываются непрерывно, в виде последовательностей смежных секторов, вложенность каталогов MS-DOS неможет превышать 8, длина имени - 8+3 символа. В именах и расширениях файлов допускаются только заглавные буквы A..Z, цифры 0..9 и знак "_". Уровень 2 описывает файловую систему с длинными именами без ограничений на набор символов и уровнем вложенности до 32. Уровень 3 дополнительно разрешает прерывистую запись файлов .
34. Технология записи на матрицу
В процессе записи тонкий слой золота прожигается вдоль рабочей дорожки мощным лазером. Диск CD-R может быть прочитан на обычном устройстве чтения дисков CD-ROM.
Перезапись компакт-дисков - эта технология основана на изменении (опять же при помощи лазера) фазового состояния вещества рабочей поверхности компакт-диска. В аморфном состоянии это вещество обладает невысокой отражающей способностью, а в кристаллическом — высокой.
Система «Логической головки состоит из самой головки и системы ее перемещения. В головке размещены лазерный излучатель на основе инфракрасного лазерного светодиода, система фокусировки, фотоприемник и предварительный усилитель. Система фокусировки представляет собой
подвижную линзу, приводимую в движение электромагнитной системой voice coil (звуковая катушка), сделанной по аналогии с подвижной системой громкоговорителя. Изменение напряженности магнитного поля вызывают перемещение линзы и перефокусировку лазерного луча.
35. Матричные принтеры. 36. Матричные технологии.
Традиционные матричные принтеры сочетают в себе дешевизну копии с достаточным её качеством. Эти принтеры подобны пишущей машине. Печать производится ударом матрицы из иголок через красящую ленту. Ресурс красящей ленты около 500 листов.
Матричные принтеры бывают 9-ти и 24-хигольчатые. У 24-хигольчатых более качественная, но медленная печать.
| Порт | Операция | Описание |
| 378h | Запись | Регистр данных - сюда засылается байт, посылаемый на печать |
| Чтение | Регистр данных - позволяет считать последний байт, переданный принтеру | |
| 379h | Чтение | Регистр состояния принтера |
Различают матричные ударные печатающие устройства последовательного (посимвольные) и параллельного (построчные) типа.
В устройствах последовательного типа печатающая головка скользит по направляющим параллельно красящей ленте, и последовательно, колонка за колонкой, формирует соответствующий символ. Иглы прижимают красящую ленту к бумаге и формируют необходимую конфигурацию символа. В некоторых случаях вместо красящей ленты используется специальная бумага с термочувствительным покрытием, которое темнеет в тех местах, где его касаются иглы. В матричных печатающих устройствах последовательного типа наибольшее распространение получили 9-игольчатые печатающие головки, перемещаемые по длине печатаемой строки. Однако для получения высококачественной печати и высоких скоростей печати часто применяются наборы с большим количеством печатающих игл, например 12, 18 или 24.
В матричных печатающих устройствах параллельного типа элементы печатающей головки расположены по всей длине строки. Они позволяют параллельно печатать символы всей строки, поэтому их называют растровыми. Несмотря на высокую скорость печати (до 1000 строк в минуту), растровые печатающие устройства имеют большие по сравнению с последовательными устройствами габаритные размеры, массу, уровень шума, стоимость и находят в ПЭВМ ограниченное применение.
Качество печати зависит от размера матрицы разложения и повышается с увеличением количества точек в матрице (возможно частичное перекрытие печатаемых точек). Наиболее часто применяют матрицы следующих размеров: 9х7, 9х9, 11х9 точек — для печати обычного качества; 18х18 точек — для печати повышенного качества; 35х16, 60х18 и более точек — для печати высокого качества. Сложные модели матричных печатающих устройств дают очень высокое качество печати, практически неотличимое от качества печати пишущей машинки. Для повышения качества используется также многопроходная печать в прямом и (или) обратном направлениях. Поскольку в матричных знакосинтезирующих ударных печатающих устройствах отсутствует постоянный литероноситель, то его функции выполняет электронный знакогенератор. Количество и номенклатура печатаемых символов определяются емкостью знакогенератора. Постоянный комплект печатаемых знаков — постоянный знакогенератор — записывается в ПЗУ блока управления печатью. Современные матричные печатающие устройства оснащаются загружаемыми из ПЭВМ знакогенераторами, куда пользователь может записать необходимые ему знаки. При этом в матричном печатающем устройстве обеспечивается прямая адресация к ударным элементам печатающей головки.
Матричные знакосинтезирующие устройства, помимо вывода алфавитно—цифровой информации, как правило, могут осуществлять и вывод графической информации. Поэлементные описания графических изображений хранятся в ОЗУ блока управления печатью.
Широкое распространение в последние годы цветных дисплеев привело к ускоренной разработке и внедрению многоцветных матричных ударных печатающих устройств. Обычно используется красящая лента с четырьмя красящими дорожками: черной и трех основных цветов — голубого, желтого и красного. Применяются два основных принципа печати. В первом случае за один горизонтальный проход печатающей головки осуществляется печать только одним цветом, а затем повторные проходы другими цветами. Во втором за счет перемещения красящей ленты в процессе одного прохода печатающей головки печатаются все требуемые цвета. Все это требует усложнения печатающего устройства, а, следовательно, повышает его стоимость.
Таким образом, знакосинтезирующие ударные печатающие устройства последовательного типа характеризуются: небольшой потребляемой мощностью, небольшими габаритными размерами, возможностями изменения в широких пределах комплекта используемых символов и вывода графической информации, умеренной стоимостью. При этом, однако, скорость печати сравнительно невысокая.
37. Принтеры, классификация.
Печатающие устройства предназначены для вывода информации и печати ее на бумажный носитель в символьной (алфавитно-цифровой) или графической форме.
Интенсивное развитие вычислительной техники обусловило появление и широкое использование различных принципов печати. В настоящее время печатающие устройства в системах обработки данных ЭВМ, ПЭВМ — наиболее развитая группа периферийных устройств, в мире их выпускается несколько сотен типов, используемых в различных областях.
Струйные: a) струйные технологии;
- импульсные струйные технологии;
- струйная печать с твердыми чернилами;
- пьезоэлектрическая струйная печать;
e) пузырьковая струйная печать;
- Лазерные принтеры.
- Графопостроители (плоттеры).