Truy xuất vùng nhớ

Truy xuất vùng nhớ

Kỹ thuật truy xuất vùng nhớ máy tínhLê Hoàng TuấnNgay từ khi bắt đầu làm quen với ngôn ngữ lậptrình Pascal, ta đã biết dùng thủ tục Write để xuất một chuỗi kí tự hay một giátrị ra màn hình. Đồng thời dùng thủ tục Textcolor và Textbackground để định màuchữ và màu nền. Trong quá trình học Pascal có khi nào bạn thử xuất dữ liệu tạitọa độ (80, 25) chưa Chẳng hạn:Uses crt;BeginGotoxy(80,25); { giả sử Modemàn hình là 80x25 }Write("A");Readln;End;Khi thử ví dụ trên, chữ A sẽkhông hiển thị tại tọa độ (80, 25) mà là (80, 24). Nguyên nhân là do thủ tụcWrite xuất dữ liệu tại tọa độ con trỏ, sau đó con trỏ đứng liền kề kí tự cuốicùng vừa xuất. Do không tồn tại tọa độ (81, 25) nên con trỏ nhảy xuống dòng kếtiếp đẩy màn hình lên một dòng và tọa độ (80, 25) trở thành (80, 24).Nhiềubạn sẽ cho rằng không cần thiết phải giải quyết vấn đề trên vì khi viết chươngtrình chúng ta thường không có nhu cầu xuất dữ liệu tại tọa độ góc dưới bênphải màn hình (tọa độ này thay đổi tùy theo mode màn hình 80x25, 40x25 . ).Tuy nhiên vẫn có một số trường hợp cần xuất dữ liệu tại tọa độ này. Chẳng hạn 2dòng: đầu và cuối màn hình có màu khác với màu nền để ghi tên chương trình, tácgiả, kích thước file, ngày cập nhật . (giống như giao diện của chương trìnhdiệt virus Bkav, D2 . ).Sau đây sẽ trình bày kĩ thuật truy xuấttrực tiếp vào vùng nhớ màn hình để khắc phục vấn đề trên. Kĩ thuật này cũnggiúp ích nhiều cho việc trình bày màn hình ở chế độ văn bản khi viết chươngtrình bằng Turbo Pascal.Để thực hiện được kĩ thuật này trước tiênhãy tìm hiểu về cơ chế hoạt động của màn hình máy vi tính.Khi hoạt động, máy tính liên tục đọc bộ nhớRam để lấy các thông tin như hiển thị kí tự gì với màu sắc gì và ở tọa độ nàotrên màn hình. Vùng nhớ chứa các thông tin này trong Ram gọi là vùng nhớ mànhình (VNMH). Mỗi kí tự hiển thị tại một tọa độ nào đó trên màn hình được lưutrữ trong VNMH bằng 2 byte: byte thứ nhất là byte thấp chứa mã ASCII của kí tựcần hiển thị, byte thứ hai là byte cao chứa thuộc tính màu (bao gồm màu của kítự và màu nền của kí tự đó). Như vậy khi truy xuất vào VNMH, nếu thay đổi đượcthông tin tại một tọa độ nào đó thì có thể trình bày màn hình theo ý muốn màkhông ảnh hưởng đến vị trí con trỏ (đây là điểm cơ bản giúp xuất được dữ liệutại tọa độ (80, 25)). Tuy nhiên, muốn truy xuất vàoVNMH cần phải xác định vị trí của nó trong máy tính. Địa chỉ của một vùng nhớtrong bộ nhớ được biểu diễn bằng một cặp số cơ số 16, cách nhau một dấu 2 chấm(:). Số bên trái là địa chỉ Segment (địa chỉ cơ sở đoạn), số bên phải là địachỉ Offset của vùng nhớ.Ví dụ: đối với Card Hercule Monochrome địa chỉ của VNMHlà $B000, đối với Card CGA, EGA, VGA . có địa chỉ $B800.Nếu đã biết rõ máy tính đang dùng Card mànhình nào, ta có thể truy xuất trực tiếp vào VNMH có địa chỉ tương ứng. Nhưng đểchương trình chạy được trên nhiều máy khác nhau, cần xác định địa chỉ VNMH bằngcách truy nhập vào vùng nhớ 1 byte $0000:$0449 chứa giá trị Mode màn hình. Để truy xuất một vùng nhớ máytính, ta dùng các biến truy xuất vùng nhớ do Pascal cung cấp :Tên biến Kiểu Công dụngMem Array of byte Truy xuất vùng nhớ 1 byteMemw Array of word Truy xuất vùng nhớ 2 byteMeml Array of longint Truy xuất vùng nhớ 4 byteCó thể viết hàm lấy địa chỉ Segment của VNMH như sau: Function Segment:word;BeginIf mem[$0000:$0449]=7 then segment:=$B000Else segment:=$B800;End;Hàm lấy địa chỉ Offset của một tọa độ bất kì trên mànhình:Function Offset(cot,dong:byte):word;BeginCase mem[$0000:$0449] of offset:=2*(Cot-1) + 80*(dong-1) { đối với mode 40x25 }Else offset:=2*(Cot-1) + 160*(dong-1); {đối với mode 80x25 }End;End;Khi đã truy nhập vào VNMH, bạncó thể trình bày dữ liệu trên màn hình theo ý muốn hoặc thay đổi các thông tintrong vùng nhớ này để tạo ra các hiệu ứng hình ảnh thú vị trong chế độ văn bản.Cú pháp truy xuất như sau:Nếu chỉ muốn truy xuất vào 1 trong 2 byte (byte thấpchứa mã kí tự, byte cao chứa thuộc tính màu) thì dùng biến Mem:Mem[Segment:Offset(x,y)+1]:=Mau;Mem[Segment:Offset(x,y)]:=Ord(KiTu);Nếu muốn truy xuất vào cả hai byte thì dùng biến Memw:Memw[Segment:Offset(x,y)]:=(MauShl 8) + Ord(KiTu);Ví dụ 1: Viết ra màn hình chứ A màu xanh trên nền trắngtại tọa độ (80, 25). Giả sử mode màn hình là 80x25.Đầu tiên xác định địa chỉSegment của VNMH và lấy địa chỉ Offset của tọa độ (80,25), sau đó thực hiện cúpháp như nói trên.Var Seg,Off : word;BeginSeg:=Segment;Off:=Offset(80,25);Memw[Seg:Off]:=($71 Shl 8) +Ord("A");Readln;End. Ví dụ 2: Truy xuất vào byte cao nơi chứa thuộc tính màusẽ cho phép định lại màu của 1 toạ độ bất kì. Bằng cách này có thể tạo nhiều hiệu ứnghình ảnh thú vị, tương tự cách dùng thủ tục Putpixel của Turbo Pascal mà bạnNguyễn Xuân Tài đã đề cập trong bài viết Điểm, màu & Toán học (TH&NT số 6 - 2000). Sự khác nhau giữa hai cách này là một bên hoạt độngtrong chế độ văn bản còn bên kia hoạt động trong chế độ đồ họa. Tất nhiên hìnhảnh tạo ra bằng cách truy xuất VNMH sẽ không mịn bằng cách dùng thủ tục Putpixel.Nguyên nhân là do cấu trúc khác nhau của màn hình giữa hai chế độ văn bản và đồhọa. Màn hình đồ họa gồm nhiều điểm ảnh (Pixel) rất nhỏ còn màn hình văn bảngồm một số cột và hàng. Hãy thử các ví dụ sau:Đầu tiên là 7 dải màu giống như 7 sắc cầu vồng:For x:=1 to 80 doFor y:=1 to 25 doBeginMau:=(x+y) mod 256;Mem[segment:offset(x,y)+1]:=mau;End;Lần lượt thay thế biến Mau bằng các công thức khác:Đường caro: Mau:=(x+y)*(x+y) mod 256; Đường cong nhiều màu: Mau:=(x*y) mod 256;Một số hoa văn lạ mắt:Mau:=(x mod 32)*(y mod 32)*ymod 16*2; Mau:=(x+y)*abs(x-y) mod 256;Mau:=(x+y)*abs(x-y) mod 26; Mau:=(x+y)*abs(x-y) mod 46; Mau:=(x+y)*abs(x-y) mod 66; Bây giờ xin trình bày một ứngdụng nhỏ áp dụng kĩ thuật truy xuất trực tiếp VNMH: Cuộn lên, cuộn xuống, qualại một vùng dữ liệu trên màn hình. Đây là việc hay gặp khi viết các chươngtrình cần hiển thị một văn bản có số dòng lớn hơn số dòng trên màn hình. Giả sửcần cuộn dòng y lên một dòng, ta có giải thuật như sau: + Truy xuất vào VNMH chứa nộidung của dòng y do con trỏ P1 quản lí.+ Ghi nội dung này vào vùng nhớcủa dòng y -1 do con trỏ P2 quản lí.+ Xóa nội dung của dòng y đểtạo dòng trắng cùng màu với màu nền.Thủ tục sau sẽ cuộn một vùng màn hình lên 1 dòng:Procedure Cuonlen(x1,y1,x2,y2,maunen:byte);Var p1,p2:^word;x,y:byte;sobyte:word;Beginfor y:=y1 to y2 - 1 doBeginp1:=ptr(segment,offset(x1,y+1));p2:=ptr(segment,offset(x1, y));sobyte:=2*(x2 - x1+1);move(p1^,p2^,sobyte); End;for x:=x1 to x2 do {Tạo dòng trống cùng màu nền}memw[segment:offset(x,y2)]:=(maunenshl 8) + ord(' ');End;Thủ tục cuộn một vùng màn hình xuống 1 dòng:Procedure Cuonxuong(x1,y1,x2,y2,maunen:byte);Var p1,p2:^word;x,y:byte;sobyte:word;Beginfor y:=y2 downto y1+1 doBeginp1:=ptr(segment,offset(x1,y-1));p2:=ptr(segment,offset(x1,y));sobyte:=2*(x2-x1+1);move(p1^,p2^,sobyte);End;for x:=x1 to x2 do {Tạo dòng trống cùng màu nền}memw[segment:offset(x,y1)]:=(maunenshl 8) + ord(' ');End;Các thủ tục cuộn qua trái qua phải cũng tương tự, cácbạn có thể tự viết. Xin nêu thêm một số ví dụ khác có áp dụng kĩ thuật truyxuất trực tiếp VNMH:+ Tạo hiệu bóng phía sau một cửa sổ bằng cách truy xuấtbyte cao chứa thuộc tính màu và đặt lại màu cho vùng màn hình mà không ảnhhưởng đến các kí tự đã có trong vùng màn hình này.+ Lưu giữ nội dung một vùng màn hình, trả nội dung lạinhư cũ.+ Đọc 1 file văn bản trên đĩa và cuộn dòng để đọc đượchết nội dung văn bản . v.v . Trong bài viết này không trình bày chương trình cụ thể,các bạn hoàn toàn có thể tự thiết kế theo ý riêng dựa trên những hiểu biết vềkĩ thuật truy xuất trực tiếp VNMH. Chúc các bạn thành công!. Lê Hoàng Tuấn . dụngMem Array of byte Truy xuất vùng nhớ 1 byteMemw Array of word Truy xuất vùng nhớ 2 byteMeml Array of longint Truy xuất vùng nhớ 4 byteCó thể viết. truy nhập vào vùng nhớ 1 byte $0000:$0449 chứa giá trị Mode màn hình. Để truy xuất một vùng nhớ máytính, ta dùng các biến truy xuất vùng nhớ do Pascal