LRP1

МИНИСТЕРСТВО ПРОСВЕЩЕНИЯ УКРАИНЫ

ХАРЬКОВСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

К печати в свет разрешаю Проректор В.А.Кравец

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

К ЛАБОРАТОРНЫМ РАБОТАМ N1-N9

ПО КУРСУ "АРХИТЕКТУРА ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ" для студентов специальностей 22.01, 22.04 и 19.05 дневной вечерней и заочной форм обучения

писание единиц соответствует стандартам

Харьков ХПИ 1993

Методические указания к лабораторным работам N1-N9 по курсу "Архитектура вычислительных систем" для студентов специальностей 22.01,22.04,19.05 дневной вечерней и заочной форм обучения /Сост.А.И.Поворознюк,И.С.Зыков,С.Ю.Леонов,-Харьков:ХПИ 1993.-80с.

Составители А.И.Поворознюк И.С.Зыков С.Ю.Леонов

Кафедра вычислительной техники и пpогpаммиpования

3.Лабораторная работа 3.Организация прерываний в ПЭВМ..19

4.Лабораторная работа 4.Организация работы клавиатуры

3

Введение

Методические указания к лабораторным работам по курсу "Архитектура вычислительных систем" содержат описания 18 двухчасовых лабораторных работ.

В данном издании включены методические указания к лабораторным работам N1-N9,которые включают работы по тестированию и определению конфигурации ПЭВМ,управлению прерываниями,клавиатурой и накопителем на гибком магнитном диске.

Лабораторные работы ориентированы на использование IBM PC совместимых ПЭВМ,использующих микропроцессоры 80286 и 80386.

1. Цель лабораторного курса Целью лабораторных работ является закрепление практических на-

выков управления модулями ПЭВМ на низком уровне путем программирования адаптеров устройств на уровне портов.Прерывания BIOS используются лишь в тех случаях, когда управление на уровне портов требует сложных алгоритмов управления с заданием временных задержек (управление адаптером НГМД).

2. Организация и проведение лабораторных работ Студенты группы обьединяются в бригады по 2-3 человека, работа-

ющие на закрепленном компьютере.

Каждый студент получает индивидуальное задание в соответствии с номером в журнале и оформляет отчет по лабораторной работе.

Выполнение лабораторной работы предполагает предварительное изучение соответствующего раздела курса и методических указаний к очередной работе.

Для допуска к выполнению лабораторной работы студент должен ознакомиться с темами для проработки и предварительно написать текст программы, в соответствии с индивидуальным заданием.

Текст программы составляется на одном из языков программирования Турбо-Си или Турбо-Паскаль по указанию преподавателя и с учетом глубины знаний студентами конкретного языка.

При составлении прогррамм пользоваться рекомендациями пункта "Особенности программирования" для данной лабораторной работы.

Втечение выполнения лабораторной работы студент должен ответить на контрольные вопросы по предыдущей лабораторной работе.

К лабораторной работе не допускаются студенты, не сдавшие более двух лабораторных работ.

Пропущенные лабораторные работы выполняются в конце семестра.

Впроцессе выполнения лабораторных работ следует ограничить пе ремещения в лаборатории.

4

Лабораторная работа 1

ПРИМЕНЕНИЕ ТЕСТА "QAPLUS" ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ПЭВМ

1. Цель работы

Практическое использование теста для проверки работоспособности IBM PC и оценки качества работы ее отдельных блоков.

2.Темы для предварительной проработки

2.1.Состав и назначение основных модулей ПЭВМ.

3.Описание работы

3.1.Назначение теста "QAPLUS" 3.01.

Тест "QAPLUS" предназначен для проверки работоспособности ПЭВМ типа IBM PC, ее отдельных блоков и устройств, подключенных к ней.

При работе с тестом необходимо отметить перечисленные ниже особенности.

3.2.Спускающееся меню, т.е. меню, вызываемое указанием его заголовка, расположенного у верхнего края экрана дисплея и появляющееся непосредственно под этим заголовком и исчезающее после выбора команды.

3.3.Два справочных файла - один предпочтительно для операций QAPLUS и второй для работы с панелями управления этого теста.

3.4.Дисковый высокоэффективный контроль - это новые возможности для высокоэффективного тестирования ПЭВМ типа AT и драйверов жесткого диска моделей ПЭВМ AT/386.

3.5.Наличие тестов для "джойстика" - координатного рычага, т. е. устройства ввода координат в виде наклоняющегося рычага.

3.6.Наличие тестов для "мыши".

3.7.Тестирование конфигурации аппаратных средств - получение расширенной информации о конфигурации аппаратных средств.

3.8.Взаимодействие аппаратных средств - полные сообщения об используемых прерываниях.

5

3.9.Информация об устройствах накопления информации - список фактически используемых во время работ системы устройств накопления информации, которые активны в настоящее время.

3.10.Информация об операционной среде - такая же самая информация, как и получаемая пользователем при использовании команды

"SET" MS DOS.

3.11.QARAM - расширение усовершенствованной интерактивной диалоговой информации для каждой операции.

3.12.Выбор цветов - NORMAL ( все цвета ) или ( черный или белый + голубой + красный + зеленый ).

3.13.QAPLUS1.COM - развитая диагностика, имеющая огромную эффективность:

а) это настраиваемая, переместимая программа, которая может быть настроена на работу в любом месте памяти. QAPLUS1.COM может размещать в любом месте ОЗУ. Существует только одна исключительная ситуация, вызывающая прерывание нормальной последовательности выполнения программы при тестировании постоянной памяти, которая не может быть перемещена. QAPLUS выдает многочисленные предупредительные сообщения при возникновении спорных и непредвиденных ситуаций.

b) осуществляется поддержка клавиатуры, состоящей из 101 клавиши и ее тестирования в добавление к стандартной клавиатуре XT/AT, состоящей из 83/84 клавиш.

c) добавлены простые тесты видеопамяти EGA/VGA.

d) зарегистрированы многочисленные Diag Soft,Intel ошибки в распечатках программ.

4.Порядок выполнения работы

4.1. Для запуска теста QAPLUS на выполнение необходимо найти диск, указанный преподавателем и на нем директорию QAPLUS. Запуск теста осуществляется выполнением команды "readme.bat", для чего необходимо выбрать этот файл ( он должен оказаться подсвеченным ) и нажать клавишу "Ввод" ("Enter"). На экране при этом появляется сообщение о системной конфигурации той ПЭВМ, которая тестируется. Необходимо описать назначение каждого из устройств данные о которых получены на экране. После выполнения этого пункта задания необходимо нажать любую клавишу ( лучше всего "пробел") и перейти в главное меню теста "QAPLUS".

6

Перед началом работы с меню тестам необходимо получить информацию о том, что и как необходимо тестировать в данном тесте в каждом из пунктов главного меню. Для этого в нем необходимо выбрать пункт "Help", а в нем поочередно выбирать все те пункты, которые соответствуют пунктам главного меню. Нажатием клавиш "Enter" вы входите в файл помощи для каждого из исходных пунктов и получаете информацию о них ( на английском языке ).

4.2. Далее необходимо перейти к выполнению пункта "Sys Info" главного меню теста. В этом пункте Вам необходимо получить:

4.2.1. Карту распределения памяти.

При этом необходимо получить список сообщений всех DOS Memory Control Blocks вместе с их адресами, типом ( данные, программа, операционная среда и т.д.).

4.2.2. Информация о прерываниях ( Interrupt Info).

При отсутствии "мыши" необходимо в ответ на запрос о ее готовности нажать "Enter".

Вотчет необходимо занести сведения о полученных прерываниях

сописанием их назначения. При необходимости можно обратиться к файлу помощи с помощью нажатия клавиши "F1" и получить вспомогательную информацию ( на английском языке ).

4.2.3.Информация об аппаратных средствах ПЭВМ ( Harware

Info ).

Полученное сообщение об используемых аппаратных средствах аналогично полученному в начале выполнения теста. Информация об аппаратных средствах показывает конфигурацию стандартного аппаратного обеспечения, которое используется на Вашем компьютере, включая тип центрального процессора ( CPU ), различных сопроцессоров ( если они есть ), количество и тип памяти, конфигурацию видеопамяти, типы жестких накопителей и флажки дисководов, данные о текущем времени и дне, параллельных ( LPT ) и последовательных ( COM ) портах, об игровом порте ( Joystick ) и наличии "мыши".

Пункты основного меню " Device Driver Info " и " Environment

Info" выполняются по желанию студента и предоставляет более полную информацию о возможностях использования ПЭВМ.

4.2.4.Эффективность жестких дисков ( Disk Performance ).

При выполнении этого пункта показывается три параметра, характеризующие быстродействие диска.Скорость передачи дорожка-дорожка и среднее быстродействие установки головок дисковода определяются на

7

низком уровне с помощью BIOSа. Файлы DOSа передаются в течение измеряемого времени и записываются в файл с использованием DOSа. Размер используемого файла, так же как и размер используемой записи показываются под окном с информацией. Большая величина соответствует большей производительности.

В отчет необходимо занести параметры, характеризующие быстродействие установки головок дисковода, время считывания информации и скорость передачи дорожка-дорожка на диске. Все эти параметры записать в соответствии с их размерностью и объяснить физический смысл.

4.2.5. Эффективность системы ( System Perfomance ).

При выполнении этого пункта используется 11 различных тестов, определяющих эффективность центрального процессора , видеопамяти и математического сопроцессора.

4.2.6.Определение местоположения кристаллов памяти ПЭВМ. При выполнении отвечать на все вопросы экрана.

4.2.7.Тестирование клавиатуры ( выполнить ).

4.2.8.Тест "QAPLUS" позволяет непосредственно из собственной оболочки перейти на две другие программы тестирования с помощью пунктов основного меню "User1" и "User2". Для перехода по како- му-либо из этих пунктов необходимо его выбрать и нажать клавишу "Enter". При этом начнет выполняться та программа, которая записана

сименем "User1.exe" или "User2.exe" и расположена в каталоге теста

"QAPLUS". Под именем "User1.exe" или "User2.exe" при этом должна быть записана, например, с помощью редактора "Norton Commander" соответствующая программа для тестирования ПЭВМ. Выход из этих программ тестирования осуществляется нажатием клавиши "Esc".

4.3.Результаты выполнения каждого пункта теста "QAPLUS" можно также получить из формируемого в процессе прохождения теста журнала, который помещается в файл " qa_sys.txt", располагающийся в ка-

талоге "QAPLUS".

По окончании лабораторной работы ПЭВМ должна остаться в среде "Norton Commander", для чего необходимо выйти из теста.

5.Порядок оформления отчета

5.1.В отчет необходимо занести результат тестирования ПЭВМ, полученные на экране дисплея в каждом из выполненных пунктов теста.

5.2.Отчет должен содержать:

8

5.2.1.Название и цель работы.

5.2.2.Результат прохождения каждого пункта меню теста.

5.2.3.Выводы по каждому пункту задания.

Лабораторная работа 2

КОНФИГУРАЦИЯ ПЕРСОНАЛЬНОГО КОМРЬЮТЕРА

1. Цель работы Получение практических навыков определения конфигурации и ос-

новных характеристик ПЭВМ и ее модулей.

2.Темы для предварительной проработки

2.1.Состав,назначение и характеристики основных модулей ПЭВМ.Конфигурация ПЭВМ.

3. Описание работы

При решении некоторых задач необходимо знать тип ПЭВМ, тип микропроцессора, состав внешних устройств машины и их технические характеристики (например, попытка обращения программы к несуществующему устройству может привести к "зависанию" операционной системы). Эта информация содержится в определенных ячейках ОЗУ, ПЗУ и КМОПпамяти и приведена ниже.

3.1. Определение типа ПЭВМ.

ПЗУ BIOS содержит по адресу F000:FFFEH байт позволяющий идентифицировать тип ПЭВМ:

FFH - оригинальный IBM PC;

FEH - XT, Portable PC; FDH - PCjr;

FCH - AT;

FBH - XT с памятью 640 К на системной плате;

FAH - PS/2 модель 25 или 30; F9H - Convertible PC;

F8H - PS/2 модели 55SX, 70,80;

9AH - Comrad XT, Compaq Plus; 30H - Sperry PC;

2DH - Compaq PC, Compaq Deskpro. 9

3.2. Определение типа микропроцессора.

Алгоритм определения типа микропроцессора основывается на различиях в регистрах флагов (РгФ) микропроцессоров (МП) 8086, 80286 и 80386 и состоит в следующем:

В регистр флагов записывается 0. Если четыре старших разряда РгФ устанавливаются в 1 - это МП 8086. Если нет, то в регистр флага записывается код F000H. Если после этого 4 старшие разряда РгФ остаются в 0, то это МП 80286, в противном случае - 80386.

3.3. Определение даты создания BIOS.

Дата создания BIOS занимает в ПЗУ BIOS 8 байтов начиная с адреса F000:FFF5H и хранится в формате ASCII в виде мм/дд/гггг, где мм - номер месяца; дд - день; гггг - год.

3.4. Определение конфигурации IBM PC XT.

Микросхема последовательного параллельного интерфейса с периферией Intel 8255 в ПЭВМ предназначена для многих целей. Она сообщает об установке переключателей на системной плате, принимает данные с клавиатуры, управляет рядом периферийных устройств, включая микросхему таймера 8253. Из машин семейства IBM PC только AT не использует микросхему 8255; она хранит информацию об оборудовании вместе с часами реального времени в специальной микросхеме с независимым питанием. Однако для работы с клавиатурой и управления микросхемой таймера, микросхема AT использует те же адреса портов, что и 8255.

Микросхема 8255 имеет три однобайтовых регистра, называемых портами A,B и C. Адреса этих портов - 60H,61H и 62H соответвтвенно. Считывать данные можно из всех трех портов, но писать можно только в порт B. Для PC установка бита 7 порта B в 1 изменяет информацию, содержащуюся в порте A, установка бита 2 определяет содержимое четырех младших битов порта C, а установка бита 3 делает то же самое для XT.

Содержимое этих регистров следующее:

Порт A (60H)

------------

когда в порте B бит 7=0

биты 0-7 PC,XT,PCjr,AT; 8-битовые скан-коды с клавиатуры

когда в порте B бит 7=1 для PC

бит 0 PC: 0=нет накопителей на дискетах 1 PC: не используется

10