Попов И.И., Матвеев А.А., Максимов Н.В. Архитектура электронно-вычислительных машин и систем (2004) (1186255), страница 57
Текст из файла (страница 57)
д. Появлениеграфических, уже операционных систем типа Windows 95 сделали работу пользователя более простым и удобным (интерфейс стал более дружественным, документированным, включающим встроенные коммуникационные возможности и т.д.).Тип пользовательского интерфейса влияет на классификациюинформационных технологий. Условно информационные технологии(ИТ) можно подразделить на обеспечивающие ИТ и функциональныеИТ.Обеспечивающие ИТ являются технологиями обработкиинформации, которые могут применяться как инструментарий вразличных предметных областях для решения конкретных задач(например, текстовые и табличные процессоры).
Они базируются наразличных платформах (обусловлено различием видом компьютеров ипрограммных сред) и при их объединении на основе предметнойтехнологии возникает проблема системной интеграции (приведениеразличных ИТ к единому стандартному интерфейсу).ФункциональныеИТявляютсясоответствующимимодификациями обеспечивающих ИТ, реализующих конкретныепредметные технологии (например, табличные процессоры, СУБД,экспертные системы, реализующие предметные технологии).Естественно, предметные технологии и ИТ влияют друг на друга(например, применение пластиковых карточек, в большинстве случаях,изменяют соответствующие ИТ).
Таким образом ИТ неотделимо от тойспецифической среды, в которой она реализована, т.е. от технической ипрограммной среды.Если ИТ классифицировать по типу пользовательскогоинтерфейса, то можно говорить о системном интерфейсе (о набореприемов взаимодействия с компьютером, который реализуется ОС илиее надстройкой) и о прикладном интерфейсе (о связях с реализациейнекоторых функциональных ИТ). Системный интерфейс относительносильно зависит от технических средств.В настоящей главе мы предполагаем рассмотреть основныетехнические средства интерактивного интерфейса «человек-машина» терминалы (монитор-клавиатура) и указывающие устройства (мышь,трекбол и пр.)ТерминалыПонятие терминала (DTE - оконечное оборудование данных) всоответствии с телекоммуникационными стандартами относится ксочетанию устройств ввода и вывода информации (например сканер ипринтер и т.п.), однако чаще всего под терминалом понимаетсяоконечное устройство ЭВМ, предназначенное для диалога “человек299машина”.
(Узко специализированные устройства - банкоматы, кассовыеаппараты со сканерами штрих-кода - здесь не рассматриваются).Терминалы, или терминальные устройства ЭВМ являютсяважнейшей компонентой систем, основанных на человеко-машинномвзаимодействии. Это диалоговые или интерактивные устройства,предназначенные для ввода/вывода небольших количеств информации,первоначально с целью управления вычислительным процессом инаблюдения за его ходом, а в дальнейшем — также для ввода-выводаисходных данных и результатов работы программ.Механические терминалыПервоначально в ЭВМ использовались в качестве терминаловмеханические устройства, заимствованные из смежных технологий —связь и оргтехника — телетайпы (типа ТА-67), телеграфные аппараты(СТА-2М), электрические пишущие машинки (ПМ типа CONSUL). Этобыл довольно длительный период, в течение которого сложилисьопределенные стандарты, приемы работы оператора и протоколыввода/вывода и интерпретации данных.
Строка информации, вводимаяоператором, являлась как правило, командой, требующей выполненияопределенных действий от ЭВМ (ОС). Конечная ширина листа (илибумажной ленты) ПМ (80 знаков) ограничивала длину возможныхкоманд. Признаком окончания ввода команды являлось нажатиеклавиши <ВК> (возврат каретки, она же <CR> — <Carriage Return>,<Return>, <Enter> и пр.). Реакция системы (ответ на запрос, сообщениеоб ошибке, небольшая порция выходных данных) также выводиласьстроками по 80 символов, образуя вместе с копиями команд протоколдиалогового сеанса (или журнал — log) в бумажной форме.Низкие скорость обмена информацией с ЭВМ и надежностьмеханических терминалов, а также трудности с исправлениеминформации (редактированием) ограничивали их применимость и, вчастности, делали бессмысленным их использование пользователямипрограммистами для отладки программ и прочих манипуляций.В ранних версиях операционной системы OS/360 и других системтого времени единственный механический терминал устанавливался вмашинном зале и предназначался для оператора ЭВМ.
Это устройствополучило название консоль*) (console). На крупных вычислительныхустановках их могло быть несколько (Master Console, Alternative Consoleи пр.)Появление в начале 70-х г. электронных терминалов, специальноразработанных для использования с ЭВМ, привело к настоящемуперевороту в применении машин, существенно приблизив все типыпользователей к вычислительному процессу, облегчив разработку иотладку программ, а также эксплуатацию автоматизированных систем.300б)а)Рис. 1.
Ранние интерактивные устройства - телетайп ТА-67 (а) исимвольный терминал Centronix (в)Электронные терминалыФизически электронный или видеотерминал - CRT-device (CatodeRay Tube — устройство с электронно-лучевой трубкой), VDU (VideoDisplay Unit, — устройство отображения информации), первоначальнополучивший в отечественной практике наименование дисплей,представляет собой клавиатуру (keyboard), сопряженную с экраннымустройством (screen).
Ранние модели видеотерминалов (ВТ) не былиизбавлены от наследия ПМ — состав клавиатуры, построчный ввод иисправление ошибок, прокручивание экрана наподобие бумажной ленты(scrolling) и, самое главное — символьный (алфавитно-цифровой)характер выводимой информации, хотя, как это хорошо известно изопыта телевидения, никаких технических ограничений экран (в отличиеот каретки ПМ) не вносит. Более совершенные ВТ, разработанные в 80-егоды (IBM 3270, VT-100), во многом определили современное состояниеустройств:— появились возможности прямого доступа к информации на экране(для ввода и корректировки);— на клавиатуре добавились функциональные клавиши, реакция накоторые определялась программой, работающей с ВТ;— клавиши редактирования - <Del>, <Ins>;— клавиши управления курсором (для выбора места на экране);— управляющая клавиша <Control> (<Ctrl>), модифицирующаявводимый код, при одновременном нажатии с символьной клавишейи т.п.Однако это все ещё были алфавитно-цифровые устройства,отображающие на экране массив символьной информации размером в 80столбцов на 17—строк (т.е.
до 1600 символов).________________________________________________________*)Как известно, в строительстве и архитектуре консолью именуютконструкцию, состоящую из горизонтальной балки, опирающейся на подкос.Именно так выглядит столик для ПМ (пульт оператора), прикрепленный кинженерному пульту управления большой ЭВМ.301Типовая конфигурация машины (до появления ПЭВМ) включала всебя 8 (или 16, или 32) терминалов пользователя, размещенных вспециальных помещениях (дисплейные классы) и одну или болеедисплей-консоль (терминал оператора), размещенную поближе к местуосновных событий (в машинном зале).Конфигурация ПЭВМ, в которую входит единственный ВТ(монитор), является частным (или как выражаются математики,вырожденным) случаем общей конфигурации, при этом ВТ несет бремянагрузки как консоли, так и пользовательского терминала.Терминал ПЭВМ (в дальнейшем будет упоминаться как консоль,поскольку в MS DOS это устройство числится под обозначением CON),в отличие от старинных ВТ базируется на графическом выводеинформации (в растровой форме) на экран, что дает возможностьотображать не только обычную символьную информацию, но и квазисимвольную (элементы электронных схем, шахматные фигуры, редкиеалфавиты).
Наконец, на подобный ВТ может быть выведенапроизвольная растровая информация∗.)Тип терминалаПод типом терминала понимается возможность устройствараспознавать те или иные управляющие символы (дополняющиетекстовые символы и встречающиеся в передаваемой информации).Наиболее распространены следующие типы терминалов:— TTY - телетайп,— ANSI - американский национальный стандарт;— VT-52 - терминал фирмы Digital Equipment Corporation (США);— VT-100 - то же;— IBM- 3270 - терминал фирмы IBM (США).В ряде телекоммуникационных программ могут встретиться такжедругие типы: ANSI-BBS, Compuserve, Bix, Avatar, HEX и пр.Терминал TTY восходит к телетайпам и электрическим ПМ,которыебылипервымиоконечнымиустройствамиЭВМ,ориентированными на построчный ввод команд и вывод текстов.∗Терминалы ПЭВМ (относящиеся к так называемым ANSI-терминалам) помере развития технических средств претерпели ряд изменений:улучшениеразрешающей способности (количество точек-пикселей на экране), увеличениечисла уровней яркости и количества отображаемых оттенков цвета.
Это развитиеосуществлялось не столько за счет усовершенствования «телевизора», сколькопутем разработки новых контроллеров (управляющих карт или адаптеров). РанниеПЭВМ были укомплектованы контроллерами CGA (Color Graphic Adapter), затемпоявились EGA (Enhanced Graphic Adapter),VGA (Video Graphic Array,обеспечивающий качество, близкое к видеоизображению телевизора) и т.п.302Терминал TTY является символьным, он не позволяет управлять цветомэкрана и позиционировать курсор в заданном месте экрана. TTYраспознает следующие управляющие символы: возврат каретки; переводстроки; вертикальная табуляция; горизонтальная табуляция; новаястраница (очистка экрана и перевод курсора в левый верхний угол).PF174PF285PF396PF4,F1F5F9F2F3F6F7F10 <⇑F1>F4F8<⇑F2>Рис. 2. Фрагмент соответствия клавиш при эмуляции VT-100 (напримере ТКП COMIT)Терминалы ANSI более универсальны, являются графическими,поддерживают положение курсора, цвет символов и фона.
Управлениекурсором осуществляется ESC-последовательностями; посколькупередача управляющих символов занимает определенное время, приработе в этом режиме скорость взаимодействия замедляется.Работа в режиме "терминал - удаленный хост" - основной способвзаимодействия пользователей в сетях (в том числе и между собой),поскольку в сети сосуществуют компьютеры многих поколений,рассчитанные на различные типы терминалов, пользователь долженраспознавать тип терминала хоста и настраиваться на него.Типы VT-52 и VT-100 имеют дополнительные возможности поуправлению экраном и распечатке копии экрана, а также поиспользованию функциональных клавиш и клавиш управлениякурсором под управлением хост-машины.
VT-100 является ANSIсовместимым и может в ряде случаев заменять ANSI-терминал.Пример соответствия некоторых клавиш VT-100 и ПЭВМприведены на рис. 3.5 (дополнительная цифровая клавиатура).КлавиатураКлавиатура терминала — устройство для ввода информации вкомпьютер и подачи управляющих сигналов. Содержит стандартныйнабор клавиш печатной машинки и некоторые дополнительные клавиши— управляющие и функциональные клавиши, клавиши управлениякурсором и малую цифровую клавиатуру.Все символы, набираемые на клавиатуре, немедленноотображаются на мониторе в позиции курсора (курсор — светящийсясимвол на экране монитора, указывающий позицию, на которой будетотображаться следующий вводимый с клавиатуры знак).303б)а)Рис.
3. Клавиатура компьютера (а), принцип работы механическойклавиатуры (б)Клавиатура содержит встроенный микроконтроллер (местноеустройство управления), который выполняет следующие функции:— последовательно опрашивает клавиши, считывая введенный сигнал ивырабатывая двоичный скан-код клавиши;— управляет световыми индикаторами клавиатуры;— -проводит внутреннюю диагностику неисправностей;— осуществляет взаимодействие с центральным процессором через портввода-вывода клавиатуры.Клавиатура имеет встроенный буфер — промежуточную памятьмалого размера, куда помещаются введённые символы. В случаепереполнения буфера нажатие клавиши будет сопровождаться звуковымсигналом — это означает, что символ не введён (отвергнут).
Работуклавиатуры поддерживают специальные программы, "зашитые" в BIOS,а также драйвер клавиатуры, который обеспечивает возможность вводарусских букв, управление скоростью работы клавиатуры и др.Рассмотрим подробнее клавиатуру и экран консоли. Клавиатура(рис. 4.4) включает следующие области (заметим, что ряд областей илиотдельных клавиш продублирован).1. Символьная область.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
