2848

Процесс взаимодействия системы с клавиатурой в ОС MS-DOS

Контрольная

Информатика, кибернетика и программирование

Процесс взаимодействия системы с клавиатурой в ОС MS-DOS Клавиатура – это устройство компьютера, предназначенное для ввода текстовой информации. Технически клавиатура представляет собой матрицу ключей (кнопок), замыкаемых пользователем при нажа...

Русский

2012-10-20

39 KB

7 чел.

Процесс взаимодействия системы с клавиатурой в ОС MS-DOS

Клавиатура – это устройство компьютера, предназначенное для ввода текстовой информации. Технически клавиатура представляет собой матрицу ключей (кнопок), замыкаемых пользователем при нажатии, и контроллер, отслеживающий состояния ключей. Схематически процесс взаимодействия системы с клавиатурой в ОС MS-DOS показан на рисунке 1.

Рис. 1

Каждой клавише клавиатуры соответствует скэн-код размером 1 байт, идентифицирующий её расположение на клавиатуре.

Типы клавиш:

  •  основная клавиатура (буквы, цифры, управляющие клавиши Shift, Alt, Ctrl, CapsLock);
  •  функциональная клавиатура (F1, F2,…);
  •  цифровая клавиатура – при включённой клавише NumLock, клавиши управления курсором и экраном – при выключенной клавише NumLock;
  •  клавиши управления курсором и экраном, дублирующие функции цифровой клавиатуры.

При нажатии клавиши от матрицы контроллеру передаётся скэн-код клавиши. Если клавиша удерживается в нажатом состоянии, то через некоторое время срабатывает режим автоповтора, и скэн-код клавиши передаётся снова. При отпускании клавиши (даже если не было режима автоповтора) клавиатура XT передаёт её скэн-код, увеличенный на 80h, а клавиатура AT передаёт два байта: в первом содержится префикс F0h, во втором – скэн-код.

Контроллер клавиатуры посылает скэн-коды в порт 60h и генерирует аппаратное прерывание 09h, по которому ЦП останавливает выполнение текущей задачи и переходит на выполнение программы обработки прерывания от клавиатуры.

Скэн-код однозначно определяет нажатую клавишу, но по нему нельзя определить, в каком режиме работает пользователь (регистр, алфавит). Так как скэн-коды имеют все клавиши, в том числе и управляющие (Shift, Alt, Ctrl, Caps Lock), то их нажатия отслеживаются отдельно, запоминаются программой обработки прерывания и хранятся в специальном слове флагов состояния.

Программа обработки прерывания, получив управление, считывает скэн-код из порта 60h и анализирует его значение, а также слово флагов состояния. Если скэн-код принадлежит управляющей клавише, то устанавливается соответствующий бит в слове состояния флагов. При отпускании соответствующий бит сбрасывается для клавиш Shift, Alt, Ctrl. Для клавиш Insert, Caps Lock, Num Lock и Scroll Lock соответствующий бит сбрасывается при повторном нажатии клавиши.

Если скэн-код не принадлежит управляющей клавише, то её скэн-код транслируется по таблице преобразования в зависимости от флагов слова состояния в код ASCII, формируется двухбайтный код, старший байт которого содержит скэн-код, а младший – ASCII-код. Если скэн-код характеризует символьную клавишу, ASCII-код определяет закреплённый за ней символ. Каждому скэн-коду, как правило, соответствует несколько кодов ASCII.

Если же это не символьная клавиша (например, функциональная, клавиша перемещения по экрану, одновременное нажатие символьной и управляющей клавиш), то ей соответствует нулевой ASCII-код. Двухбайтные коды, содержащие на месте ASCII-кода ноль, называются расширенными ASCII-кодами.

Полученный в результате трансляции двухбайтный код записывается программой обработки прерывания в кольцевой буфер ввода, который служит для синхронизации процессов ввода данных с клавиатуры и приёма их программой пользователя. Объём буфера составляет 30 байтов, он может хранить 15 слов, содержащих коды. Коды извлекаются из буфера в том же порядке, в котором они в него поступали. За состоянием буфера следят два указателя. В хвостовом указателе хранится адрес первой свободной ячейки, в головном указателе хранится адрес самого старого кода, принятого с клавиатуры и ещё не прочитанного программой. Программа обработки прерывания помещает двухбайтный код по адресу хвостового указателя, после чего хвостовой указатель увеличивается на 2.

На этом процесс работы программы обработки прерывания заканчивается.

Пользовательская программа, желая получить код нажатой клавиши, вызывает прерывание int16h, которое активизирует драйвер клавиатуры BIOS. Драйвер считывает из кольцевого буфера двухбайтный код по адресу головного указателя и увеличивает адрес головного указателя на 2. Если это обычный ASCII-код, то будет достаточно считать младший байт, содержащий сам ASCII-код. Если же это расширенный ASCII-код, то необходимо считывать и старший байт.

Таким образом, программный запрос на ввод символа с клавиатуры фактически выполняет ввод не с клавиатуры, а из кольцевого буфера.

Если хвостовой указатель доходит до конца буфера, то при поступлении следующего кода его значение уменьшается на длину буфера, тем самым возвращаясь в начало буфера. Аналогичные манипуляции происходят и с головным указателем.

Равенство адресов головного и хвостового указателей свидетельствует о том, что буфер пуст. Если при этом программа пользователя вызовет прерывание int16h, то драйвер клавиатуры будет ждать поступления кода в буфер. Если же хвостовой указатель, перемещаясь по буферу, подойдёт к головному указателю сверху, то запись в буфер блокируется, чтобы предотвратить переполнение буфера, а нажатие на клавиши будет возбуждать звуковые сигналы.

Некоторые клавиши расширенной клавиатуры (101 клавиша) при нажатии генерируют не один, а несколько сигналов прерываний, каждый из которых сопровождается посылкой в порт 60h своего кода (последовательность кодов).

Функции языка C для работы с клавиатурой.

Для работы с клавиатурой в стандартной библиотеке conio.h объявлены следующие функции.

int getch(void);

Функция читает символ из буфера без отображения его на мониторе и возвращает ASCII-код символа из младшего байта. Если в буфере находится расширенный ASCII-код (ASCII-код, возвращаемый функцией, равен 0), то при следующем вызове функция возвратит значение скэн-кода из старшего байта. Если в буфере находится обычный ASCII-код (не равен 0), то при следующем вызове функция будет читать двухбайтный код следующего символа.

int getche(void);

Аналогична функции getch(), но при чтении из буфера производит вывод символа на экран в позицию курсора. При чтении младшего байта в расширенном ASCII-коде функция печатает пробел, при чтении старшего байта в расширенном ASCII-коде (скэн-кода) функция рассматривает его как обычный ASCII-код и печатает соответствующий ему символ.

int putch(int ch);

Функция выводит символ, код которого принимает в качестве аргумента, в текущую позицию курсора. Если в качестве аргумента указать escape-символ ‘\n’, то функция выполнит перевод курсора на следующую строку, но не будет выполнять перемещение курсора в начало строки.

int kbhit(void);

Функция проверяет, пуст ли буфер клавиатуры, и возвращает 0, если пуст, и значение, отличное от 0 (как правило -1), если буфер не пуст. При этом функция не читает символы из буфера.

int ungetch(int ch);

Функция помещает символ в голову буфера клавиатуры и возвращает значение кода в случае успешного завершения, или EOF (-1) в случае неуспешного завершения (если функция вызывается повторно, но до этого не было чтения с консоли от предыдущего вызова функции). При чтении этого символа функцией getche() отображение на экране не происходит.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

84884. Tracking Dog Training Into the Wind 33 KB
  Bring the dog into the sent pad with the wind to it’s back until he figures out that the damaged ground contains the food. After a couple weeks start bringing the dog to the sent pad at different angles according to the wind.
84885. Tracking to fast 31.5 KB
  I was on the road to correcting this problem working with YYY. Like I mentioned, suggestions such as more food, incredibly tasty food, pinch, double lines, butt strap, more intricate corners, tiny articles, etc., etc. came from some very accomplished trainers.
84886. Article Indication by Dennis Helms 296 KB
  The proper way for a dog to indicate an article when found is for the dog to lie down in a straight line with the track. The article should be between the dog’s front feet and he should touch it with his chin.
84887. Article Indication 31.5 KB
  First you will need some articles. Start with articles around 3 inches square, pieces of leather, wood, and carpet samples work very well. Use different materials and train on different surfaces including grass and dirt.
84888. CAN YOU TRACK YOUR OWN TRACKS 27 KB
  Knowing where your track is going and being able to find the articles is important. So important that it is time for you to go to the tracking field, without your dog, and lay a typical track. Age it for whatever time you usually age your tracks.
84889. Force Tracking training using articles 84 KB
  Dogs learn that articles are safe spots, rest spots, reward spots. Initially you will lay a straight line track with 20-30 articles. There will be an article at the scent pad. When the dog downs at ANY article you will reward (leaving the article) pet keeping the dog calm, then pick up the article...
84890. Force Track Training (the beginning) 40 KB
  I start with getting the dog to understand the platz for the long down and the article indication. When I train the platz, it is like saying my dog is ready for formal training. Up to this point, it has just been a down and was for fun and a behavioral response.
84891. Handling at Tracking Tests 28.5 KB
  It is not uncommon for a handler to help the dog find the track in a training session, especially when the dog is honestly trying to work out a difficult problem. The last thing you want to do in training is make tracking so difficult that the dog gets frustrated, thereby learning to dislike tracking.
84892. Hard Surface Tracking With the Rotterdam Holland Police 316.5 KB
  In September of this year I went back to the Police Dog Training Center in Rotterdam Holland with my friend Kevin Scheldahl. We went there with the expressed purpose of getting as much information as possible on hard surface tracking.