基于模擬鍵盤技術(shù)的ＤＯＳ程序升級方法

摘要：針對DOS程序用戶界面差、不易掌握的缺點，提出了應(yīng)用模擬鍵盤技術(shù)，并結(jié)合進(jìn)程檢測技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞的方法。該方法不需要對原DOS程序進(jìn)行任何修改，就能將DOS程序升級成圖形操作界面。同時該方法還能對DOS程序的運行過程狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，為Windows下DOS應(yīng)用程序的改造和利用提供了一種簡便易行的途徑。

關(guān)鍵詞：DOS程序；升級；GUI；模擬鍵盤；CPU占用率

0 引言

在DOS時代開發(fā)的大量輔助計算類程序，受當(dāng)時的技術(shù)條件所限制，不可能采用圖形化界面。這類程序的輸入和輸出基本都采用字符方式，在程序運行過程中需要用戶進(jìn)行某種交互操作時，一般都是在DOS程序特有的黑屏幕界面上進(jìn)行，程序的操作性不好。隨著技術(shù)的發(fā)展，開發(fā)人員已經(jīng)可以很容易地開發(fā)出界面友好、易于學(xué)習(xí)和掌握的應(yīng)用程序，用戶也不再愿意接受那些界面呆板的DOS程序。在這種背景下，出現(xiàn)了對DOS程序界面升級的需求。文獻(xiàn)[1-4]介紹了以文件作為DOS程序輸入的傳遞接口，實現(xiàn)界面升級。但這種方法需要修改原DOS程序代碼，重定向DOS程序從文件中讀取輸入信息，而不是等待用戶從鍵盤輸入，工作量比較大；如果沒有源代碼，將無法進(jìn)行升級工作。

本文提出一種新的方法：基于模擬鍵盤技術(shù)和CPU占用率檢測的集成升級方法。這種方法的特點是不需要對原DOS程序進(jìn)行任何修改，對不能在DOS控制臺窗口中運行的DOS也適用，解決了文獻(xiàn)[2]中所介紹方法的缺陷。

1 處理流程

對運行過程中不需要用戶輸入數(shù)據(jù)，以及可以將所需要的輸入數(shù)據(jù)作為命令行參數(shù)進(jìn)行調(diào)用的DOS程序，升級為Windows的圖形化用戶界面都是很簡單的事情，這里不進(jìn)行討論。本文重點論述的是在運行過程中需要用戶交互操作的DOS程序的升級，例如輸入所需的數(shù)據(jù)文件保存路徑，選擇計算過程中是否要考慮的一些因素等等。這種交互操作可能是一步，也可能是多步。圖1給出了一個典型的DOS程序運行界面示例。該程序是用于船體結(jié)構(gòu)計算的一個子程序。從圖1看出，這類程序界面的提示信息很不友好，而且不能利用鼠標(biāo)操作，操作性不好。

圖1 一個典型的DOS程序運行界面

本文所采用的方法，其處理流程如圖2所示。

首先，應(yīng)用可視化編程語言編寫用戶交互操作界面程序。該程序建立起用戶、Windows系統(tǒng)和DOS程序的聯(lián)系。在這個程序上設(shè)置啟動或調(diào)用DOS程序的按鈕或菜單；還可以利用文本框、組合框或?qū)υ捒蚪邮苡脩糨斎?，利用單選或復(fù)選按鈕實現(xiàn)DOS命令行參數(shù)的輸入等。

其次，啟動基于圖形界面的集成程序界面，并調(diào)用DOS程序。

第三，DOS程序運行后，監(jiān)測該DOS程序的CPU占用率，對其運行狀態(tài)進(jìn)行檢測。若程序正處于等待用戶輸入狀態(tài)，此時利用模擬鍵盤API函數(shù)，給程序發(fā)送所需要的輸入數(shù)據(jù)消息，直到程序模塊運行結(jié)束。當(dāng)然程序運行所需要的數(shù)據(jù)，仍然需要用戶來決定，只是這類數(shù)據(jù)操作是利用圖形界面來操作的。

最后，程序結(jié)束運行，返回圖形操作界面，顯示計算結(jié)果。

圖2處理流程圖

2 主要技術(shù)原理

2．1進(jìn)程技術(shù)

啟動一個可執(zhí)行程序(.exe，.bat)的方法有多種，但主要是利用Windows平臺的API函數(shù)Winexec，或編程語言提供的其他類似函數(shù)，例如Visual Fortran提供的PUNQQ函數(shù)，VB提供的Shell函數(shù)等。這種方法啟動DOS平臺下的可執(zhí)行程序，運行后出現(xiàn)的界面就是大家熟悉的黑屏幕，如圖1所示。這種方法稱為進(jìn)程調(diào)用技術(shù)。因為被啟動的程序和基于GUI方式的主程序是在兩個不同的進(jìn)程空間，相互不能直接訪問到對方的內(nèi)存區(qū)。在本文的工作中，也利用進(jìn)程技術(shù)來啟動要升級到GUI界面的原DOS平臺程序。本文利用VB．NET平臺，使用該平臺所提供的Process類來啟動相應(yīng)的DOS程序。圖3是啟動一個DOS程序的界面示例。在『啟動計算』按鈕中設(shè)置如下代碼：

Dim p As New Process

p．Start(\"D：W．C2006．exe\")'要啟動的DOS程序是ZC2006．exe

圖3調(diào)用DOS程序的示例界面

2．2鍵盤模擬方法

本文采用鍵盤模擬的方式來實現(xiàn)主程序和被調(diào)用程序(DOS程序)間的數(shù)據(jù)傳遞。其原理如下：

Windows API函數(shù)keybd_event函數(shù)能夠模擬一次鍵盤按擊事件，其函數(shù)接口聲明如下：

Declare Sub keybd_event Lib\"user32\"Alias\"keybd_event\"

(ByVal bVk As Byte，ByVal bScan As Byte，ByVal dwFlags

As Long，ByVal dwExtralnfo As Long)

其中參數(shù)bVk就是要模擬的虛擬鍵碼，其他參數(shù)賦值為0。這里虛擬鍵碼與字符的ASCII碼是不對應(yīng)的，比如字母“a”的ASCII碼是十進(jìn)制的97，但這個字符的虛擬鍵碼是十進(jìn)制的65。所以要進(jìn)行必要的轉(zhuǎn)換。該轉(zhuǎn)換可以利用API函數(shù)VkKeyScan來實現(xiàn)。接口聲明如下：

Public Declare Function VkKeyScan Lib\"user32\"Alias

\"VkKeyScanA\"(ByVal cChar As Byte)As Integer

參數(shù)cChar代表需要取得虛擬鍵碼的字符的ASCII值。所以，對圖3所示界面的文本框中輸入的文件名，采用消息的方式發(fā)送到DOS程序窗口中去的主要代碼如下：

If Me．TxtB_filename．Text<>String．Empty Then

Dim i As Integer

For i=0 TO Me．TxtB_filename．Text．Length-1

keybd_event(VkKeyScan(Asc(Me．TxtB_filename．Text．

Substring(i，1)))，0，0，0)

Next i

keybd_event(VK_RETURN，0，0，0)’發(fā)送一個回車按鍵

End If

對于運行時需要用戶多步交互操作的DOS程序，可在Windows圖形界面程序中，將用戶通過界面選擇、輸入的數(shù)據(jù)存入一個字符串類型數(shù)組M。然后利用定時器的定時消息來檢測DOS程序運行狀態(tài)，處于空閑態(tài)時，將字符串?dāng)?shù)組中當(dāng)前要發(fā)送元素的內(nèi)容用API函數(shù)發(fā)送給DOS程序，并記錄下一次要發(fā)送的消息在數(shù)組M中的位置。

2．3進(jìn)程狀態(tài)檢測技術(shù)

被啟動的DOS程序，有些在運行過程中需要用戶進(jìn)行多步交互操作。在這種情況下，就存在什么時間給DOS程序發(fā)送所需的輸入信息的問題。將該DOS程序正常運行所需要的多步輸入信息一次全部發(fā)送是沒有任何意義的。解決這個發(fā)送時間的問題有兩種處理方法。

方法一：因為以前開發(fā)的DOS程序在當(dāng)前電腦硬件配置條件下，運行時間一般都很短，所以可以設(shè)定一個固定的時間間隔來發(fā)送，這個時間間隔可以比實際需要的時間大很多，以保證DOS程序已經(jīng)運行到等待輸入的狀態(tài)。

方法二：利用Windows平臺的進(jìn)程監(jiān)測技術(shù)。如果一個程序正在運行，其對CPU的占用率肯定是大于0的，而處于等待輸入的狀態(tài)時，其對CPU的占用率就等于0。所以可以監(jiān)測特定程序?qū)PU的占用率來判斷DOS程序的狀態(tài)。

兩種方法比較，方法一的實現(xiàn)很簡單，但如果特定程序在某兩步輸入操作間的運行時間很長，則這種方法不能保證一定合適，而且效率要低一些。所以本文采用第二種方法。 本文利用．NET平臺所提供的Process對象，能夠檢測出某個時間點上，一個進(jìn)程對CPU的占用率。圖4是本文開發(fā)的進(jìn)程檢測程序的界面。只有當(dāng)程序處于等待用戶輸入的狀態(tài)時，才能發(fā)送所需要的數(shù)據(jù)給DOS程序。如果提前發(fā)送會導(dǎo)致數(shù)據(jù)的丟失，導(dǎo)致運行錯誤；而延遲發(fā)送又影響程序運行效率，最優(yōu)化的方法是實時監(jiān)控DOS程序的運行狀態(tài)。

圖4 進(jìn)程信息示例程序界面

3 結(jié)束語

用可視化編程語言來制作用戶交互界面是很容易的，因此利用可視化編程語言來制作DOS程序的數(shù)據(jù)輸入界面和結(jié)果輸出界面，將DOS程序升級成具有良好操作性的圖形化界面，具有很強(qiáng)的應(yīng)用價值。本文描述的DOS程序升級方法，不需對原DOS程序進(jìn)行任何修改，花費最小的代價，將程序升級到GUI圖形界面，而且對沒有程序源代碼的DOS程序也完全適用。應(yīng)用這一技術(shù)方案，對原DOS時代開發(fā)的船體計算程序進(jìn)行了升級，證明了該方法簡單可行，完全可應(yīng)用于其他同類型DOS程序的升級，為Windows下DOS應(yīng)用程序的改造和利用提供了一種簡便易行的方法。

注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請以PDF格式閱讀原文。