Відеопам ять у текстовому режимі

РЕФЕРАТ на тему “ВІДЕОПАМ’ЯТЬ” студента 1-го курсу Департамента Комп’ютерних Технологій Національного Університету “Києво-Могилянська Академія” Ковальова Сергія Вступ Відеорежими насамперед характеризуються типом (алфавітно-цифровим, тобто текстовим, при якому екран поділяється на знакомісця, кожне з яких має такі властивості, як символ та кольорові атрибути; також дуже поширеним є графічний режим, при якому екран поділяється на піксели, кожному з яких відповідає визначений колір з палітри). Я ж зупинюсь на текстовому режимі та поясню основні методи та засоби керування відеопам’ятью в цьому режимі засобами мови програмування низкого рівню “Assembler”. Треба сказати, що будь-який відеорежим характеризують такі параметри: роздільна здатність, тобто максимальна кількість пікселів, що можуть бути зображені на екрані по горизонталі та вертикалі; шириною (width) та висотою (height) знака, що висвічується на екрані; ці параметри підтримуються програмою знакогенератора та визначають максимальну кількість символів у рядку та рядків на екрані; максимальною кількістю кольорів, що одночасно висвічуються на екрані; діапазоном адресів оперативної пам’яті, яку займає відеопам’ять; максимальною кількістю відеосторінок (“екранів”), що можуть міститися у відеопам’яті. Встановлення відеорежима забеспечується програмами відео BIOS. Я наведу список таких відеорежимів: Індекс режиму Тип Кількість кольорів Макс. кількість сторінок Текстовий формат Поч. адреса відеопам’яті 0,1 Текст 16 8 40×25 B800 2,3 Текст 16 8(CGA-4) 80×25 B800 4,5 АРА 4 1 40×25 B800 6 АРА 2 1 80×25 B800 7 Текст Моно 8(MDA-1) 80×25 B000 8 АРА 16 1 20×25 B000 9 АРА 16 1 40×25 B000 Ah АРА 4 1 80×25 B000 Bh,Ch Резерв для знакогенератора EGA Dh АРА 16 8 40×25 A000 Eh АРА 16 4 80×25 A000 Fh АРА Моно 2 80×25 A000 10h АРА 16 2 80×25 A000 11h АРА 2 1 80×30 A000 12h АРА 16 1 80×30 A000 13h АРА 256 1 40×25 A000 В EGA існує п’ять текстових та сім графічних режимів. Текстові: 0-3 та 7. Режими 0-3 ідентични режимам 0-3 у CGA. Режим 7 ідентичен режиму 7 монохромного адаптера MDA. Відеорежими АРА 4-6 ідентични в EGA та CGA. У відеорежимах АРА курсор не виводиться. Структура відеопам’яті у текстовому режимі Відеопам’ять у текстових режимах починається з адреси B800h (кольоровий дісплей) та B000h (монохромний). Під кожне знакомісце екрану у відеопам’яті відводиться 2 байти. Молодший байт (з парним зміщенням від початку відеопам’яті – 0, 2, 4…) містить код ASCII висвітлюємого знаку. Старший байт (з непарним зміщенням) містить атрибут знаку, що визначає його кольорові. B800h | 0 1 ………… 158 159 4000 байтов 3840 3841 ………… 3998 3999 Ця відеопам’ять з частотою від 50 до 70 разів на секунду (см. VERTICAL SCAN RATE далі) відображується на екрані, причому байти з парним зміщенням у відеопам’яти відображуються на екрані у вигляді відповідного символу (за допомогою програми знакогенератора). Слідуючі за ним непарні байти-атрибути задають кольори знаків, що зображуються. У байті-атрибуту 4 значащих поля: 7-й біт: мерехтіння (blink) 6,5,4-і біти: колір фону (background) 3-й біт: інтенсивність (intensity) 2,1,0-і біти: колір переднього плану (foreground) Для кольорового монітору, 3-бітовий код визначає один з 8 можливих кольорів. У монохромному моніторі можливі 3 біти кольору повинні обирати одне з наступних значень: Біти Кольори (за замовченням) Монохромний 000 Чорний Чорний 001 Синій Підкреслення 010 Зелений 011 Циан 100 Червоний 101 Магента 110 Коричневий 111 Білий Білий Треба відмітити, що у EGA/VGA, ці 3-бітові комбінації визначають не колір, а номер регістру палітри в атрибутному контролері. Вказані кольори отримуються лише у випадках, коли ці регістри мають стандартні 6-бітові значення. В усіх інших випадках, регістр палітри може бути заповненим будь-якою з 64 можливих комбінацій бітів, пов’язаних з деяким коліром. Крім того, у VGA, 6-бітове значення регістру палітри пов’язане лише з номером одного з 256 регістрів DAC (що безпосередньо керує коліром на екрані). Вказані кольори отримуються лише у випадку, коли ці регістри мають стандартні 18-бітові значення. В усіх інших випадках, регістр DAC може бути заповненим у будь-який з 262144 можливих комбінацій бітів, пов’язаних з деяким коліром. Основні характерисстики екрана (DOT RSTE, HORIZONTAL(VERTICAL) SCAN RATE) Оновною характеристикою апаратних можливостей відеосистеми є швидкість виводу пікселів на екран (DOT RATE VIDEO або BANDWIDTH). Осцелятор, що визначеє цю швидкість, називається DOT CLOCK . чим вище DOT CLOCK, тим краща розділна здатність екрана. На роздільну здатність екрана впливають ще дві характеристики: швидкість виводу ліній на екран(HORIZONTAL SCAN RATE) та швидкість виводу екранів(VERTICAL SCAN RATE). Щоб підрахувати, наприклад, можливу кількість знаків в рядку екрана(HORIZONTAL TOTAL; див. Регістри CRTC): DOT RATE Кількість точок в лінії= HORIZONTAL SCAN RATE; Кількість точок в лінії HORIZONTAL TOTAL= WIDTH; WIDTH(=ширина знака) визначається програмою знакогенератора. Значимі інтервали при переміщенні луча по екрану У програмуванні пристроїв відеосистеми велику роль відіграють специфічні інтервали часу, що виникають при переміщенні луча по екрану. Луч переміщується по екрану зліва направо та зверху униз. Інтервал часу, коли луч йде наліво називається HORIZONTAL RETRACE. HORIZONTAL RETRACE дорівнює приблизно 10-15% від часу HORIZONTAL SCAN RATE, тобто Кількість точок в лінії 1 HORIZONTAL RETRACE = (10-15%) HORIZONTAL SCAN RATE Під час інтервалу RETRACE луч повинен бути відключен, щоб запобігти погіршення зображення на екрані (тому HORIZONTAL RETRACE називають також HORIZONTAL BLANKING). Але між відключенням луча та початком RETRACE (а також між включенням луча та кінцем RETRACE) проходить деякий час, поки луч ще включен, а активна область екрану вже скінчилася. Цей інтервал називають OVERSCAN. За його допомогою створюється “рамка” екрану. Аналогічні інтервали виникають при русі луча угору. Інтервал часу, коли луч іде угору, називають VERTICAL RETRACE. Час відключеного луча в RETRACE називають RETRACE BLANKING. Час включеного луча, що знаходиться у VERTICAL RETRACE, називають VERTICAL OVERSCAN. VERTICAL OVERSCAN може бути унизу (коли почався RETRACE, але луч ще не відключен), або угорі (коли RETRACE ще не скінчився, але луч вже включен). Адреса відео BIOS CGA, EGA, VGA Відео BIOS CGA знаходиться на материнській платі. При включенні комп’ютера, вектор переривання 10h ініциалізується так, щоб вказувати на відеопрограми BIOS в ROM. Ці програми починаються в адресному просторі CPU з адреси F000:E000. В EGA знаходиться своя множина відеопрограм в RAM. Вони розміщуються з адреси C000:0000. Програма початкового завантаження (POST) ініциалізує вектор переривання 10h так, щоб він вказував на власні відеопрограми EGA. Адрес програми відео BIOS на материнській платі зберігається у векторі переривання 42h. У VGA програми відео BIOS розміщуються за адресою C000:0000 У доданку наводиться текст програми на мові Borland Pascal 7.0 з вставками на мові Assembler. Програма демонструє можливості керування зображенням за допомогою прямої адресації відеопам’яти. Доданок. Лістінг програми, яка демонструє можливості керування відеопам’ятью.PROGRAM VideoMem_Demo; {Written by Kovalyov Serhii as attachment} {to report "Video Memory"} USES CRT; VAR Cols:WORD; Rows:BYTE; PageSize:WORD; ActivePage:BYTE; VOffset:WORD; ChOff:WORD; J:BYTE; Dir:BOOLEAN; PROCEDURE ReadScreenProp; ASSEMBLER; ASM {Reading properties of Video Mode} PUSH DS MOV AX,0040h MOV DS,AX MOV AX,DS:[004Ah] XOR BX,BX MOV BL,DS:[0084h] INC BL MOV DL,DS:[0062h] POP DS MOV Cols,AX MOV Rows,BL MUL BX MOV PageSize,AX MOV ActivePage,DL END; PROCEDURE ClearScreen; ASSEMBLER; ASM {Set cursor position} PUSH DS MOV AX,0040h MOV DS,AX MOV BX,0050h XOR DH,DH MOV DL,ActivePage ADD BX,DX ADD BX,DX MOV WORD PTR DS:[BX],0 POP DS {Clearing active page} MOV CX,PageSize XOR AX,AX XOR BX,BX MOV AL,ActivePage MOV BX,PageSize MUL BX MOV VOffset,AX MOV BX,VOffset MOV CX,PageSize MOV AX,0B800h PUSH DS MOV DS,AX @loop_label2: MOV WORD PTR DS:[BX],0000h INC BX MOV WORD PTR DS:[BX],000Fh INC BX LOOP @loop_label2 POP DS END; PROCEDURE PutSymbol(Character:CHAR;Attr:BYTE;PosX,PosY:BYTE); ASSEMBLER; ASM MOV CH,Attr MOV CL,Character XOR AX,AX MOV AL,PosY MOV BX,Cols ADD BX,BX MUL BX XOR BX,BX MOV BL,PosX ADD BL,PosX ADD AX,BX MOV ChOff,AX MOV BX,VOffset ADD BX,ChOff PUSH DS MOV AX,0B800h MOV DS,AX MOV WORD PTR DS:BX,CX POP DS END; BEGIN Dir:=TRUE; ReadScreenProp; ClearScreen; {WriteLn(PageSize,’ ‘,VOffset,’ ‘,ActivePage,’ ‘,Cols,’ ‘,Rows,’ ‘,ChOff);} PutSymbol(‘ ‘,$0000,0,0);PutSymbol(‘V’,$1E,3,1); PutSymbol(‘I’,$1E,3,2); PutSymbol(‘D’,$1E,3,3); PutSymbol(‘E’,$1E,3,4); PutSymbol(‘O’,$1E,3,5);PutSymbol(‘M’,$70,2,4); PutSymbol(‘E’,$02,3,4); PutSymbol(‘M’,$70,4,4); PutSymbol(‘O’,$70,5,4); PutSymbol(‘R’,$70,6,4); PutSymbol(‘Y’,$70,7,4); J:=0; REPEAT IF Dir THEN PutSymbol(‘ ‘,$00,J-1,11) ELSE PutSymbol(‘ ‘,$00,J+6,11); PutSymbol(‘D’,$0E,J,11); PutSymbol(‘C’,$0E,J+1,11); PutSymbol(‘S’,$0E,J+2,11); PutSymbol(‘S’,$0E,J+3,11); PutSymbol(‘-‘,$0E,J+4,11); PutSymbol(‘1’,$0E,J+5,11); IF (J<Cols-6) AND Dir THEN INC(J) ELSE IF (NOT Dir) AND (J>0) THEN DEC(J) ELSE BEGIN Dir:=NOT Dir; END; Delay(120); UNTIL KeyPressed; ClearScreen; END.