Вiдеопамять \укр\
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 |
40x25 |
B800 |
|
2,3 |
Текст |
16 |
8(CGA-4) |
80x25 |
B800 |
|
4,5 |
АРА |
4 |
1 |
40x25 |
B800 |
|
6 |
АРА |
2 |
1 |
80x25 |
B800 |
|
7 |
Текст |
Моно |
8(MDA-1) |
80x25 |
B000 |
|
8 |
АРА |
16 |
1 |
20x25 |
B000 |
|
9 |
АРА |
16 |
1 |
40x25 |
B000 |
|
Ah |
АРА |
4 |
1 |
80x25 |
B000 |
|
Bh,Ch |
Резерв для знакогенератора EGA |
||||
|
Dh |
АРА |
16 |
8 |
40x25 |
A000 |
|
Eh |
АРА |
16 |
4 |
80x25 |
A000 |
|
Fh |
АРА |
Моно |
2 |
80x25 |
A000 |
|
10h |
АРА |
16 |
2 |
80x25 |
A000 |
|
11h |
АРА |
2 |
1 |
80x30 |
A000 |
|
12h |
АРА |
16 |
1 |
80x30 |
A000 |
|
13h |
АРА |
256 |
1 |
40x25 |
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.