home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Handbook of Infosec Terms 2.0 / Handbook_of_Infosec_Terms_Version_2.0_ISSO.iso / text / rfcs / rfc0782.txt < prev    next >
Text File  |  1996-05-07  |  45KB  |  719 lines

  1.  
  2.  
  3.  
  4.  
  5.  
  6.  
  7.  
  8.  
  9.          A Virtual Terminal Management Model 
  10.  
  11.  
  12.  
  13.  
  14.  
  15.         RFC 782 
  16.  
  17.  
  18.  
  19.  
  20.  
  21.         prepared for  
  22.  
  23.         Defense Communications Agency         WWMCCS ADP Directorate         Command and Control Technical Center         11440 Isaac Newton Square         Reston, Virginia 22090 
  24.  
  25.  
  26.  
  27.  
  28.  
  29.  
  30.  
  31.          by         Jose Nabielsky         Anita P. Skelton 
  32.  
  33.  
  34.  
  35.  
  36.  
  37.          The MITRE Corporation         MITRE C(3) Division         Washington C(3) Operations         1820 Dolley Madison Boulevard 
  38.  
  39.  
  40.  
  41.  
  42.  
  43.  
  44.  
  45.                           TABLE OF CONTENTS 
  46.  
  47.  
  48.  
  49.                                                                 Page 
  50.  
  51.  LIST OF ILLUSTRATIONS                                             vi 
  52.  
  53. 1.0  INTRODUCTION                                                  1 1.1  The Workstation Environment                                   1 1.2  Virtual Terminal Management                                   2 1.3  The Scope                                                     3 1.4  Related Work                                                  4 
  54.  
  55. 2.0  THE VTM MODEL                                                 5 2.1  The VTM Model Components                                      7 2.2  The Virtual Terminal Model                                   10      2.2.1  Virtual Terminal Connectivity                         11      2.2.2  Virtual Terminal Organization                         11             2.2.2.1  The Virtual Keys                             12             2.2.2.2  The Virtual Controller                       12             2.2.2.3  The Virtual Display                          12      2.2.3  Virtual Terminal Architecture                         13             2.2.3.1  Communication Variables                      13             2.2.3.2  Virtual Display with File Extension          13             2.2.3.3  Virtual Display Windows                      14 2.3  The Workstation Model                                        17      2.3.1  The Adaptation Unit                                   17      2.3.2  The Executive                                         18 
  56.  
  57. REFERENCES                                                        19 
  58.  
  59.  
  60.  
  61.  
  62.  
  63.  
  64.  
  65.  
  66.  
  67.  
  68.  
  69.  
  70.  
  71.  
  72.  
  73.  
  74.  
  75.                                  iii 
  76.                          LIST OF ILLUSTRATIONS 
  77.  
  78.  
  79.  
  80.                                                                 Page 
  81.  
  82. Figure Number 
  83.  
  84.      2.1       The Virtual Terminal Model                          7      2.2       The Workstation Model                               8      2.3       VT 0 (expanded from previous figure)                9      2.4       The Domains                                        14 
  85.  
  86.  
  87.  
  88.  
  89.  
  90.  
  91.  
  92.  
  93.  
  94.  
  95.  
  96.  
  97.  
  98.  
  99.  
  100.  
  101.  
  102.  
  103.  
  104.  
  105.  
  106.  
  107.  
  108.  
  109.  
  110.  
  111.  
  112.  
  113.  
  114.  
  115.  
  116.  
  117.  
  118.  
  119.  
  120.  
  121.  
  122.                                   v 
  123.  
  124.  
  125.  
  126.  
  127.  
  128.  
  129.  1.0  INTRODUCTION 
  130.  
  131.      Recent advances in micro-electronics have brought us to the  age of the inexpensive, yet powerful, microprocessor.  Closely resembling the advances of the 1960's which brought about  the  transition  from batch  processing  to time-sharing, this technological trend suggests the birth of decentralized architectures where the  processing  power is  shifted  closer  to  the user in the form of intelligent personal workstations.  The virtual terminal model described in this  document caters to this anticipated personal computing environment. 
  132.  
  133. 1.1  The Workstation Environment 
  134.  
  135.      A personal workstation is a computing engine which  consists  of hardware  and  software dedicated to serve a single user.  As part of its architecture, the workstation can invoke the resources of  other, physically  separate  components, effectively extending this personal environment well beyond the bounds of the single workstation. 
  136.  
  137.      In this personal environment,  processing  resources  previously shared  among  multiple  users  now become dedicated to a single one, with a large part of these resources summoned to provide an effective human-machine  interface.   As a consequence, modalities of input and output that were unfeasible under the time-shared regime now become a part of a conversational language  between user and workstation.  Due to the availability of processing cycles, and the  closeness  of  the user devices to these cycles, the workstation can support interactive devices, and dialogue modes using these devices, which could  not  be afforded before. 
  138.  
  139.      The workstation can provide the  user  with  the  mechanisms  to conduct  several  concurrent  conversations  with user-agents located elsewhere in the global architecture.   One  such  mechanism  is  the partitioning  of  the  workstation  physical  display  into  multiple logical  displays,  with  one  or  more  of  these  logical  displays providing a dedicated workspace between user and agent. 
  140.  
  141.      The nature of the conversations on these logical  displays  need not  be  limited  to  conventional  alphanumeric  input  and  output. Conversations using input tools  such  as  positioning  and  pointing devices  (e.g.,  mouse,  tablet, and such), and using high-resolution graphics objects for output (e.g., line drawings, raster  blocks  and images,  possibly  intermixed with text) should be possible on one or more of these screens. 
  142.  
  143.      Moreover, as long as the technological trend  continues  in  its predicted  path,  one can postulate a workstation which could support by the mid 1980's multi-media conversations using  voice  and  video, 
  144.  
  145.                                   1 
  146.  
  147.  
  148.  
  149.  
  150.  
  151.  
  152. synchronized   with  text  and  graphics.   At  present,  multi-media information   management   (i.e.,   acquisition,   processing,    and dissemination)  is  an  active  research area, but eventually it will become an engineering problem which, when  solved,  will  add  a  new dimension  to  already feasible modes of interaction between user and workstation. 
  153.  
  154. 1.2  Virtual Terminal Management 
  155.  
  156.      All virtual terminal protocols  (VTPs)  provide  a  vehicle  for device-independent,     bi-directional,     8-bit    byte    oriented communications between two VTP users.  Most Vo so by invoking  a device abstraction of real terminals, called a virtual terminal. 
  157.  
  158.      As with a real device, a virtual  terminal  has  a  well-defined architecture  with  its  own character sets and functions. A VTP uses the architectural features of  the  virtual  terminal  to  provide  a common  language,  an  intermediate  representation,  between its two communicating entities.  However a  VTP  user  does  not  communicate directly  with  this  virtual  terminal.   A function of a VTP is the local mapping between the site-specific order codes and  the  virtual terminal  domain,  thus allowing this adaptation to be transparent to the VTP users. 
  159.  
  160.      The model of a personal workstation as a dedicated  device  with considerable   resources    affects  the  way  we  conceptualize  the architecture of virtual terminals,  both  in  breadth  and  depth  of function.   It also affects the way we view the virtual terminal vis- a-vis its local correspondents, the personal  workstations,  and  its remote correspondents, the other virtual terminals. 
  161.  
  162.      This document presents a radical view of  virtual  terminals  as resource  sharing  devices.   The  classical  concept  of  a  virtual terminal as a two-way device with a  limited  architecture  has  been dismissed.   Instead,  we  view a virtual terminal as an n-way device with multiple correspondents sharing access to its virtual "keyboard" and  "display."  In  this  model, a virtual terminal has two kinds of correspondents:  adaptation units, and other virtual terminals.   The adaptation  units  serve  as  interface  agents  between  the virtual terminal and its users, providing the step transformation between the user-specific   order   codes  and  the  virtual  terminal  interface language.  In turn,  the  other  virtual  terminals  are  cooperating co-equals  of the  virtual  terminal, interacting with it to maintain global control and data store synchrony. Resembling the administrator of  a  local  copy  of  a distributed data base, the virtual terminal interacts with the other virtual  terminals  (the  remote  data  base managers)  and  with  the  local  adaptation  units  (the  data  base transformers) to provide read, write, and modify access to its  local 
  163.  
  164.                                   2 
  165.  
  166.  
  167.  
  168.  
  169.  
  170.  
  171.  
  172.  
  173.  data  store  (the  local  copy  of  the distributed data base), while providing concurrency control to maintain a "single user  view"  when so desired. 
  174.  
  175.      To communicate with its correspondents, a virtual terminal  uses two virtual languages. In the case where the correspondent is another virtual terminal, it  uses  the  language  of  the  virtual  terminal protocol;  in the case where the correspondent is an adaptation unit, it uses an interface language closer to the physical architecture  of the end-user, but a virtual language nevertheless. 
  176.  
  177.      In essence, the virtual terminal has become a device in its  own right,  free  from  a  single physical realization and also dedicated ownership. As a result, a single workstation not only may request any number  of  virtual  terminals,  but  a  number  of  workstations may share -- and interact with -- a particular virtual terminal. 
  178.  
  179.      The functional breadth of virtual terminals has  been  augmented by  the  concept  of  virtual  terminal  classes.   Each  class is an abstraction of a particular device architecture.  There  are  stream, line,  logical  page,  physical page, and graphics virtual terminals, all made up of:  a class-constrained data structure and its attendant operations  (the virtual display); a general controlling element (the virtual controller); and an input selector (the virtual keys). 
  180.  
  181.      Finally, the functional depth of the virtual terminal  has  been extended  by  architectural  features  previously  unavailable.   The virtual terminal becomes a  multi-user  device  with  a  non-volatile virtual  display available for selective viewing.  These concepts are discussed is some detail in the chapter that follows. 
  182.  
  183. 1.3  The Scope 
  184.  
  185.      An overview of the virtual terminal model and the management  of communicating  virtual  terminals  is  presented.   A detailed design description  of  the  data  structures  and  accompanying  addressing functions  has been completed.  The operations and control mechanisms are less complete.  Before  the  design  is  solidified,  an  initial mimimal implementation will be made to validate the model. 
  186.  
  187.      This document represents work in progress; current international interest  in  virtual  terminal  protocols has motivated us to submit this as an example of  mechanisms  that  a  virtual  terminal  should support.   The  model  provides a framework for supporting device and processing  capabilities  not  yet  commonly  available.   A  virtual terminal  protocol standardization effort may not want to include all the mechanisms that are described here, but it is our contention that one should not preclude these extensions for the future. 
  188.  
  189.                                   3 
  190.  
  191.  
  192.  
  193.  
  194.  
  195.  
  196.  1.4  Related Work 
  197.  
  198.      The concepts presented in this document  are  the  offspring  of previous  work  in  the  area  of  personal  computing,  and  of user interfaces to (distributed) systems.  The bibliography at the end  of the  document  collects  this  material.  In  particular,  we want to acknowledge the work done at the University of Rochester  on  virtual terminals,(6)   work  which  has  influenced to a large degree how we view user interfaces through a display. 
  199.  
  200.  
  201.  
  202.  
  203.  
  204.  
  205.  
  206.  
  207.  
  208.  
  209.  
  210.  
  211.  
  212.  
  213.  
  214.  
  215.  
  216.  
  217.  
  218.  
  219.  
  220.  
  221.  
  222.  
  223.  
  224.  
  225.  
  226.  
  227.  
  228.  
  229.  
  230.  
  231.  
  232.  
  233.  
  234.  
  235.  
  236.  
  237.  
  238.                                    4 
  239.  
  240.  
  241.  
  242.  
  243.  
  244.  
  245.  2.0  THE VTM MODEL 
  246.  
  247.      This section describes a virtual terminal management (VTM) model whose  architecture  not  only  derives  from  a  quest  for  device- independent, terminal-oriented communications, but  more  importantly from a desire to provide effective human-machine interfaces. 
  248.  
  249.      The VTM architecture  is  a  multi-user  structure  which  spans several  building blocks. The underlying foundation to this structure is provided by the cooperating  virtual  terminals.   Under  the  VTM model,  these  cooperating  virtual  terminals  are  viewed as device abstractions, all with  a  common  architecture,  exchanging  virtual terminal  protocol  items  to  update each other's view of the world. Resting on this foundation lie the adaptation units.  Associated with a   single   end-user,   an   adaptation   unit   provides  the  step transformation between user and virtual  domains.   In  a  sense  the adaptation  unit  is  also  a virtual terminal, although one which is much closer to the architecture of the end-user.  Finally, on top  of this  supporting  structure  are  the  end-users, the application and human processes, all interacting towards a common goal. 
  250.  
  251.      Before embarking on a description of the VTM  model  components, we  present  the  set of capabilities the VTM model provides its end- users, either human or application.  After all,  the  motivation  for the  model  and  its  underlying  concepts  stems  from our desire to provide productive user environments. 
  252.  
  253.      HUMAN  <--->  WORKSTATION 
  254.  
  255.      o   Multiplexing the workstation physical display both  in  time          and space. 
  256.  
  257.          The workstation assigns to each user conversation a  logical          terminal  with  a well-distinguished logical display.  Under          the  user  control,  the  workstation  maps  these   logical          displays  on  non-overlapping areas of the physical display,          providing   a   dedicated   workspace   between   user   and          correspondents.   Limited  only  by the area of the display,          many logical displays could be  mapped  at  one  time,  each          providing  display updates when so required.  Since the area          of the  display  is  a  scarce  resource,  not  all  logical          displays  need  be  mapped at the same time.  Therefore, the          workstation may roll-out and roll-in selected displays under          the  user  control,  thereby  also multiplexing the physical          display in time. 
  258.  
  259.      o   Multiplexing the workstation input devices in time. 
  260.  
  261.                                    5 
  262.  
  263.  
  264.  
  265.  
  266.  
  267.  
  268.           The input devices always map to a single  user  conversation          (i.e.,  a  single  logical terminal).  However, the user can          select  a  new  logical  terminal   by   some   well-defined          interaction  (e.g.,  depressing  a  function  key,  using  a          pointing  device,  and  such),  effectively  switching   the          ownership of the input tools. 
  269.  
  270.      o   Concurrent multi-mode use of the workstation. 
  271.  
  272.          The capabilities of the  workstation  limit  the  scope  and          character   of   the   individual   conversations.   If  the          workstation  supports   rubout   processing   (i.e.,   erase          operations  on  lines  and  characters),  then  the  logical          terminals can be independent,  scrolling  "terminals,"  some          page-oriented, others line-oriented.  If the architecture of          the  workstation  supports  graphics  objects  as  primitive          objects  then so can the individual logical terminals.  As a          consequence, while some logical  terminal  displays  may  be          dedicated  to alphanumeric output, others may include raster          graphics and imaging data together with positioned text. 
  273.  
  274.      o   The sharing of  a  single  logical  terminal  among  several          users. 
  275.  
  276.          Several end-users may link to  a  single  logical  terminal.          All linked parties are viewed by the shared "device" as both          input sources and  output  sinks.   As  a  consequence  this          device  sharing  need  not be limited only to the sharing of          device output. In general, each linked party may  have  full          read  and  write  access  to  the logical terminal, if it so          desires. 
  277.  
  278.      o   Selective viewing on a logical terminal display. 
  279.  
  280.          In the user's view, a logical terminal display  is  a  user-          specified  window  on  a  potentially  larger structure, the          "device"  display.   This  window  provides  the  "peephole"          through  which the device display is viewed.  The portion of          the device display mapped on this window is not  limited  to          its   "present   contents."  Under  the  user  control,  the          workstation may invoke the viewing of  past  activity  on  a          logical  terminal  display  when  the  device display is I/O          file-extended.  Since the window mechanism  is  an  integral          part  of  the  device  architecture,  it is available on all          logical terminal displays.  Furthermore, the viewing of past          activity  does  not  affect  others  sharing  access  to the          device. 
  281.  
  282.                                    6 
  283.  
  284.  
  285.  
  286.  
  287.  
  288.  
  289.       o   Discarding, suspending, and resuming the output of a logical          terminal always under user control. 
  290.  
  291.          As part of the  user  interface,  the  workstation  provides          simple  "keys" through which the user controls the output on          a logical terminal display.  These workstation  "keys"  need          not  be  physical  keys, but could be other input tools used          for this purpose (e.g., analog dials, hit-sensitive areas on          the  physical display, and such).  In any event, through the          auspices of the workstation,  the  user's  control  requests          translate   into   the   proper  commands  to  the  "device"          associated with the logical terminal. 
  292.  
  293.      APPLICATION  <--->  ADAPTATION UNIT 
  294.  
  295.      o   A logical view of real devices. 
  296.  
  297.          For  each  real   terminal   architecture,   one   canonical          representation:  a logical device. 
  298.  
  299.      o   For  a   particular   logical   device,   several   possible          interaction paradigms. 
  300.  
  301.          Some logical devices are intrinsically half-duplex (e.g.,  a          page-oriented  logical  device), some are full-duplex (e.g.,          communicating  processes  using  a  stream-oriented  logical          device), and some may be either half or full-duplex (e.g., a          line-oriented logical  device).   Some  full-duplex  logical          devices  can  provide  no  echoing, remote echoing, or local          echoing.   Those  that  interface  with  applications   that          support command completion (e.g., command-line interpreters)          can shift the locus of echoing as a function  of  a  dynamic          break character set. 
  302.  
  303.      o   One application communicating with several logical devices. 
  304.  
  305.          As  part  of  an  application's  model  of  interaction,  an          application may "own" several logical devices.  For example,          an editor could use a line-oriented logical device to gather          top-level  commands,  and  a page-oriented logical device to          provide editing workspace. 
  306.  
  307. 2.1  The VTM Model Components 
  308.  
  309.      The virtual terminal management  model  consists  of  two  major components:   the  virtual  terminal model, and the workstation model (see Figures 2.1, 2.2, and 2.3 respectively). 
  310.  
  311.                                    7 
  312.  
  313.  
  314.  
  315.  
  316.  
  317.  
  318.  
  319.  
  320.  
  321.  
  322.  
  323.  
  324.  
  325.  
  326.  
  327.  
  328.                               AU1                                |                          AU0   |    AU2                           |    |     |                          _______________                          |             |                          |     VT2     |                          |             |                          |             |                          _______________                                 |       _______________                                 |       |             |----AU0                                 |_______|     VT0     |                                 |_______|             |                                 |       |             |----AU1                                 |       _______________                                 |                          ________________                          |              |                          |              |                          |     VT1      |                          |              |                          ________________                           |     |     |                          AU0    |    AU2                                 |                                AU1  
  329.  
  330. VT = VIRTUAL TERMINAL AU = ADAPTATION UNIT 
  331.  
  332.  
  333.  
  334.                FIGURE 2.1 - THE VIRTUAL TERMINAL MODEL 
  335.  
  336.  
  337.  
  338.  
  339.  
  340.  
  341.  
  342.                                    8 
  343.  
  344.  
  345.  
  346.  
  347.  
  348.  
  349.  
  350.  
  351.  
  352.  
  353.  
  354.  
  355.  
  356.  
  357.  
  358.  
  359.                     ___  ___               ___  ___                    |VT1||VT2|             |VT1||VT2|                    ____ _____             _____ ____                     |     |                 |    |                   __|_____|_________________|_____|__                   | |     | |             | |     |  |                   |  REMOTE | -CONTROLLER-|  REMOTE  |                   |   KEYS  |             | DISPLAYS |                   |         |             |          |                   | VIRTUAL |             |   DATA   |                   |   KEYS  |             |  STORE   |                   |         |<----------->|          |                   |  LOCAL  |             |   LOCAL  |                   |   KEYS  |             | DISPLAYS |                   |         |             |          |                   __|_____|__________________|_____|__                     |     |                  |     |                    ____ ____               _____ ____                   |AU0||AU1|               |AU0||AU1|                    ____ ____               _____ ____ 
  360.  
  361.  
  362.  
  363.           FIGURE 2.2 -- VT0 (expanded from previous figure) 
  364.  
  365.  
  366.  
  367.  
  368.  
  369.  
  370.  
  371.  
  372.  
  373.  
  374.  
  375.  
  376.  
  377.  
  378.  
  379.                                    9 
  380.  
  381.  
  382.  
  383.  
  384.  
  385.  
  386.  
  387.  
  388.  
  389.  
  390.  
  391.  
  392.  
  393.  
  394.                               +--------------------+                               |                    |                             o-|-------------------|                               |     EXECUTIVE      |                               |--------------------|    Screen        +-------+  o-|--------------------|      +-----+ +---------+     /|OUTPUT |    |  ADAPTATION UNIT 0 |<---->| VT0 | |EXECUTIVE|    / |       |<---|--------------------|      +-----+ |---------|   /  |HANDLER|  o-|--------------------|      +-----+ |   AU0   |  /   |-------|    |  ADAPTATION UNIT 1 |<---->| VT1 | |---------| /    | INPUT |    |--------------------|      +-----+ |   AU1   |/     |       |  o-|--------------------| |---------|      |HANDLER|    |         .          | |         |      |    /--|o   |         .          | ~         ~      +-------+   ~         .          ~ ~         ~         /        ~                    ~ |---------|        /        o-|--------------------|      +-----+ |   AUK   |       /           |  ADAPTATION UNIT K |<---->| VTK | +---------+      /            +--------------------+      +-----+                 /             |                    | +---------+    /              +--------------------+ |Keyboard |   / +---------+  / |[] [] [] | / |[] [] [] |/ +---------+ 
  395.  
  396.  
  397.  
  398.                  FIGURE 2.3 - THE WORKSTATION MODEL 
  399.  
  400.  
  401.  
  402. The first component embodies the canonical device, while  the  second component   includes   the   adaptation   unit   and  its  associated environment.  Each component will be described in turn below. 
  403.  
  404. 2.2  The Virtual Terminal Model 
  405.  
  406.      The objective of virtual terminal protocols is  to  provide  the users  of  the service with a common, logical view of terminals.  The common user  view  is  attained  through  a  standard,  protocol-wide representation  of  a canonical terminal, the virtual terminal.  This 
  407.  
  408.                                  10 
  409.  
  410.  
  411.  
  412.  
  413.  
  414.  
  415.  permits the exchanges between users of the protocol  to  be  free  of device-specific encodings. 
  416.  
  417.      The design postulates an integrated virtual terminal model which extends  the  nature  and  scope  of this canonical device in several important ways.  The major aspects of the  model,  its  connectivity, its organization, and its architecture are described below. 
  418.  
  419.      2.2.1  Virtual Terminal Connectivity 
  420.  
  421.      Most virtual terminal protocols only cater to two-way  dialogues in  which  a  single  virtual  terminal  terminates  each  end of the communication path. 
  422.  
  423.      We define the virtual terminal as a n-way device  where  one  or more  of  the  correspondents  to  this device are local users of the service, and the remaining correspondents (if any) are  peer  virtual terminals.   Each  correspondent  to the virtual terminal has its own bi-directional path to produce virtual input to, and receive  virtual output from, the virtual terminal.  This bi-directional path provides the vehicle for a virtual terminal session between user  and  virtual terminal.   Globally, the cooperating virtual terminals and these bi- directional paths span a dendritic (tree-like) topology. 
  424.  
  425.      It is important to note  that  we  have  decoupled  the  virtual terminal  from  its  physical  realization,  a  single real terminal. Indeed, a virtual terminal does not map necessarily to just one  real device, but possibly to many real devices. 
  426.  
  427.      The virtual terminal is viewed ultimately as a well-defined data structure  which  provides  its  correspondents  with a non-dedicated virtual terminal service.  And these  correspondents  may  have  read only, write only, or read/write access rights to this data structure. 
  428.  
  429.      2.2.2  Virtual Terminal Organization 
  430.  
  431.      The virtual terminal is an abstraction;  its  organization,  the building  blocks which make up the virtual terminal, is the result of a feature extraction of the real terminal  that  it  is  tailored  to support. 
  432.  
  433.      We have conceptualized the virtual terminal as  a  meta-terminal (i.e.,  the terminal of terminals).  The meta-terminal is composed of three well-distinguished building  blocks: virtual  keys,  a  virtual controller, and a virtual display. 
  434.  
  435.  
  436.  
  437.                                   11 
  438.  
  439.  
  440.  
  441.  
  442.  
  443.  
  444.      2.2.2.1  The Virtual Keys.  The analog of the  virtual  keys  is the  physical keyboard of real terminals.  However, while the keys of a physical terminal are controlled by a single manual process,  these virtual  keys  can be activated by multiple, concurrent entities (the virtual terminal correspondents).  Each correspondent of the  virtual terminal, be it a user of the service or a peer virtual terminal, has its input stream to the meta-terminal terminated at the virtual keys. The  virtual  keys  provide the control of access of input streams to the meta-terminal. 
  445.  
  446.       2.2.2.2    The Virtual Controller.    The   virtual   controller provides   virtual  terminal  session  management.   It  manages  the establishment and termination of a virtual terminal  session  with  a correspondent; supports the possible negotiation and renegotiation of the session  attributes;  and  enables  the  deactivation  and  later activation  of  the  session.   The  virtual controller also provides virtual terminal  signalling  control  by  managing  the  out-of-band signals addressed to the virtual terminal. 
  447.  
  448.       2.2.2.3   The Virtual Display.   The  virtual  display  is   the dynamic  component in the meta-terminal organization.  For each class of  real  device  (e.g.  stream,  line,  page,  or  graphics-oriented devices)  there  is  a  corresponding  virtual  terminal  class.  The organization  of  the  virtual  terminal  data  structure  is  class- specific.  A virtual terminal models a particular terminal class when it is 'fitted' with the proper  data  structure  manager  or  virtual display.   This  binding  need  not  be  static  (e.g.,  a line-class specialist, and so forth), but could be result of decisions  made  at "run-time" by applying the principle of negotiated options. 
  449.  
  450.      The virtual display manages the data structure  associated  with the  meta-terminal  and  performs  operations on the control and data elements  of  the  structure.  As  a  direct  consequence  of   these operations  on  the meta-terminal data structure, the virtual display may  generate  display  updates  to  one,  some,  or   all   of   the correspondents.  All virtual terminal output streams originate at the virtual display. 
  451.  
  452.      Different virtual terminal  classes  are  spawned  by  different "kinds" of virtual displays, and this is realized in one of two ways. For character-oriented virtual devices,  it  is  possible  to  use  a single,  wide-scoped  virtual  display with a character-oriented data structure by constraining it to conform to the model  of  the  device class (e.g., line-oriented devices must be constrained to line-access rules).  For non character-oriented virtual devices  (e.g.,  graphics devices),  an  altogether different virtual display must be used with 
  453.  
  454.                                  12 
  455.  
  456.  
  457.  
  458.  
  459.  
  460.  
  461. properties better suited for the new domain (e.g., a graphics virtual display based on a structured display file). 
  462.  
  463.      2.2.3  Virtual Terminal Architecture 
  464.  
  465.      The commands, and associated parameters, which are available  to the  users  of  the  virtual terminal constitute the virtual terminal architecture.  The commands available to a user  --  to  request  the virtual  controller  to  establish,  abort,  or  close a session, and discard, suspend, or resume output -- remain invariant to the virtual terminal  class.  However, as one would expect, the user interface to the virtual display depends on the nature of this data structure. 
  466.  
  467.      Three important architectural features of the meta-terminal are: the concept of communication variables, the notion of a file-extended virtual display, and the concept of virtual display windows. Each  of these  concepts  are a part of the meta-terminal architecture because they are apparent to the users of the virtual terminal. 
  468.  
  469.       2.2.3.1  Communication Variables.  Each component of  the  meta- terminal  (i.e.,  virtual  keys,  controller,  display) is assigned a standard, protocol-wide name which we call a communication  variable. The communication variable is a part of the header of each command to the  virtual  terminal  (i.e.  protocol  item).   It  permits  better management  of  the  virtual  terminal  command  name space, and also provides the virtual keys  with  an  easy  mechanism  to  select  the destination  of  the  request.   It must be noted that nothing in the model precludes the addition of more virtual entities  to  the  meta- terminal,  such  as auxiliary virtual devices and signalling devices. The use of communication variables provides a naming hierarchy  which alleviates   the  problems  of  device  selection  and  command  name allocation in the case of such extensions. 
  470.  
  471.       2.2.3.2    Virtual Display with File Extension.    The   virtual display is the immediate manager of the meta-terminal data structure. When the virtual display is provided with an I/O file  extension,  it is   possible  to  introduce  the  concept  of  a  stable-store  data structure, a data structure whose  contents  are  stored  in  backing store  (e.g.,  disk).   If  the virtual display is provided with this file  extension  capability  (a  local  option  with  no   end-to-end significance),  then  the  meta-terminal  data structure inherits the spatial and temporal attributes (dimensions and time-to-live) of  the associated file.  Such a virtual display, coupled with the concept of virtual display windows below, provides the users of the service with a very powerful tool. 
  472.  
  473.                                   13 
  474.  
  475.  
  476.  
  477.  
  478.  
  479.  
  480.      2.2.3.3  Virtual Display Windows.  To communicate with a virtual terminal,  each  real device uses an adaptation unit as its interface entity (this adaptation unit is a part of the workstation model,  see section  2.3).  What is important to note is that the adaptation unit provides the  transition  between  the  device-specific  domain,  the device workspace,  and  the virtual domain, the master workspace (see Figure 2.4). 
  481.  
  482.  
  483.  
  484.  
  485.  
  486.  
  487.  
  488.  
  489.  
  490.  
  491.  
  492.  
  493.  
  494.  
  495.  
  496.  
  497.  
  498.  
  499.  
  500.  
  501.  
  502.  
  503.  
  504.  
  505.  
  506.  
  507.  
  508.  
  509.  
  510.  
  511.  
  512.  
  513.  
  514.  
  515.  
  516.  
  517.  
  518.  
  519.  
  520.  
  521.  
  522.                                   14 
  523.  
  524.  
  525.  
  526.  
  527.  
  528.  
  529.   |                                 |                                   |  |        VIRTUAL TERMINAL         |         ADAPTATION UNIT           |  |<------------------------------->|<--------------------------------->|  |             DOMAIN              |              DOMAIN               |  |                                 |                                   | 
  530.  
  531.  + - - - - - - - - - +   + - - - - - - - - - +        - - - - - - - - -  |  +--->  x(m)      |   |                   |       /                /|  |  |                |   |            x(i)   |      /                / |  |  v  y(m)          |   | +---------------> |      - - - - - - - - -  |  |                   |   | |              |  |     | +------------+ |  |  | +--------------+  |   | |              |  |     | | VIEWPORT 1 | |  |  | |              |  |   | |              |  |     | |            | |  |  | |              |  |   | |              |  |     | |            | |  |  | |              |  |   | |              |  |     | |            | |  |  | |              |  |   | |              |  |     | |            | |  |  | |              |  |   | |   A<---------|--|-----|-|->A         | |  |  | |              |  |   | |  / \         |  |     | |            | |  |  | |     <--------|--|---|-|->   \        |  |     | |            | |  |  | |    /         |  |   | |      \       |  |     | |        <---|-|--|+  | |    A         |  |   | |       \      |  |     | +------------+ |  ||  | |              |  |   | |        \     |  |     |                |  ||  | |     WINDOW   |  |   | |         \    |  |     | +------------+ |  ||  | |              |  |   | |          \   |  |     | | VIEWPORT 2 | |  ||  | |              |  |   | |-----------\--+  |     | |            | |  ||  | |              |  |   | |            \    |     | |            | |  ||  | +--------------+  |   | v  y(i)       \   |     | +------------+ |  ||  |                   |   |                \  |     |                | / |  |                   |   |                 \ |     |                |   |  |                   |   |                  \|      - - - - - - - -     |  |     /             |   |       /           |            |  |          |  + - -/- - - - - - - +   + - - -/- - - - - - +\           |  |          |      /                         /               \     - - - - - - - -    |     /                         /                 \   |    KEYBOARD   |   |   MASTER WORKSPACE         INSTANCE WORKSPACE    \  + - - - - - - - +   |                                                   <-/   []  []  [] /|   |                                                     /   []  []  [] / |   |                                                   + - - - - - - - - +   |                                                                         |                                             PHYSICAL DEVICE WORKSPACE --+ 
  532.  
  533.                             FIGURE 2.4 -- THE DOMAINS 
  534.  
  535.  
  536.  
  537.  
  538.  
  539.                                   15 
  540.  
  541.  
  542.  
  543.  
  544.  
  545.  
  546.  However  a  device  need  not  be  interested  in  the  whole  master workspace,  only  in  a  portion  of  it.   As  part  of  its session attributes, each adaptation unit has a window, a  rectangular  region in  the  virtual  display, which delimits its area of interest in the master.  This portion of the master domain will be  referred  as  the instance workspace.   Then,  for  each  adaptation  unit, there is an instance workspace whose spatial attributes (dimension  and  position within the master) are those of its window definition. 
  547.  
  548.      All adaptation  units  communicate  with  the  virtual  terminal "relative"  to  their  own instance workspace.  As far as the virtual terminal is concerned,  each  instance  workspace  defines  a  "real" terminal,  although in fact it is just an intermediate representation of the real device.   In  essence,  the  instance  workspace  is  the coordinate  space  where  both  virtual  terminal and adaptation unit rendezvous. (See section 2.3 for a discussion of  how  this  instance workspace is mapped onto the device workspace). 
  549.  
  550.      The window dimensions are the exclusive choice of the adaptation unit  that  owns  it.   With  these  dimensions  the  adaptation unit specifies to the virtual terminal how much of the  master  is  to  be viewed; data  elements  not  contained  within  the boundaries of the window are clipped.  Varying the dimension of the window  results  in corresponding changes on the amount of the master that is viewed. 
  551.  
  552.      In contrast, the position of the window on the master might  not be  under  direct  control of the adaptation unit.  To understand the dynamics of a window, we introduce the notion of a master cursor  and an instance cursor.  The master cursor is a read/write pointer, which is a part of the virtual display architecture.  In turn, the instance cursor  is a pointer owned by the adaptation unit, which is a part of the state information maintained by the virtual  display.   Normally, both master and instance cursors are bound together so that motion of one cursor translates into an equivalent motion  of  the  other.   As long  as  the adaptation unit does not explicitly unbind its instance cursor from the master cursor, the active region of the master (i.e., the position where the master cursor lies) is guaranteed to be always within the instance  space,  and  thus  viewable.   This  means  that certain  operations  on  the virtual display will implicitly relocate the window of an adaptation unit within  the  bounds  of  the  master workspace  to  insure the tracking of the master cursor.  (The actual algorithm which enforces  this  tracking  rule,  called  the  viewing algorithm,  has  not  been included here.)  This window relocation is 
  553.  
  554.                                   16 
  555.  
  556.  
  557.  
  558.  
  559.  
  560.  
  561. viewed  at  the  real  terminal  as  either  vertical  or  horizontal scrolling. 
  562.  
  563.      However, an adaptation unit has the choice to bypass  this  rule by detaching its instance cursor from the master, effectively getting complete control of its cursor to view other portions of  the  master space.   If  the  virtual display has an I/O file extension, then the adaptation unit can pan its window on the  file-extended  space  well beyond  the  present  contents of the master space.  Therein lies the power of a stable-store data structure when coupled with the  concept of windowing. 
  564.  
  565. 2.3  The Workstation Model 
  566.  
  567.      The workstation model is composed  of  one  or  more  adaptation units,  and  a workstation monitor, which we will call the executive. Each will be  described  in  turn  below.   In  addition,  the  model includes  input  and output handlers, and an underlying multi-tasking operating system of unspecified architecture. 
  568.  
  569.      2.3.1  The Adaptation Unit 
  570.  
  571.      An adaptation unit embodies an instance of a  virtual  terminal, and  since  the  workstation model postulates possibly many different such  instances  per  physical  workstation,  then  potentially  many adaptation units will be co-located at a workstation. 
  572.  
  573.      The adaptation unit can be viewed as the workstation agent which provides the mapping between instance workspace and device workspace. To define this mapping, we introduce the notion of a  viewport  as  a rectangular  area of the physical screen allocated for the viewing of a virtual terminal instance.  An adaptation  unit  has  the  task  of mapping  the  totality of the instance workspace onto the viewport, a mapping which is a device-specific concern totally removed  from  the domain  of  discourse  of the virtual terminal.  Thus the position of the viewport determines the relocation of the selected data structure elements   on  the  viewing  unit,  and  the  viewport  dimensions  a (potential) scaling transformation. 
  574.  
  575.      The adaptation unit also produces virtual input to  the  virtual terminal   by  translating  the  user  input  into  virtual  terminal commands.  It implements the service side of  the  interface  to  the virtual terminal. 
  576.  
  577.  
  578.  
  579.  
  580.  
  581.                                   17 
  582.  
  583.  
  584.  
  585.  
  586.  
  587.  
  588.      2.3.2  The Executive 
  589.  
  590.      This conceptual entity performs the task and resource management required to create and destroy virtual terminal instances, and to map these virtual terminal instances to the screen viewports. 
  591.  
  592.      It must provide at least a minimal  user  command  interface  so that  its  tools may be accessed (one of them being the management of screen real estate). 
  593.  
  594.      Finally, the executive provides the mechanism for  the  end-user to  switch  viewport  contexts  through  the use of some input device (e.g., function key, pointing or positioning  device).   Following  a user  interaction  which indicates a change of context, the executive makes the newly selected  virtual  terminal  instance  the  dedicated owner of the input devices. 
  595.  
  596.  
  597.  
  598.  
  599.  
  600.  
  601.  
  602.  
  603.  
  604.  
  605.  
  606.  
  607.  
  608.  
  609.  
  610.  
  611.  
  612.  
  613.  
  614.  
  615.  
  616.  
  617.  
  618.  
  619.  
  620.  
  621.  
  622.  
  623.  
  624.  
  625.  
  626.  
  627.  
  628.                                  18 
  629.  
  630.  
  631.  
  632.  
  633.  
  634.  
  635.                              REFERENCES 
  636.  
  637.  
  638.  
  639. 1.   R. Bisbey II and D. Hollingworth.   "A  distributable,  display-      device-independent  vector  graphics  system  for  the  military      command   and   control   environment,"   Information   Sciences      Institute, Marina del Rey, California, April 1978. 
  640.  
  641. 2.   Alan Branden, et al.  "Lisp Machine Project Report,"  Artificial      Intelligence  Laboratory, Massachusetts Institute of Technology,      AIM 444, August 1977. 
  642.  
  643. 3.   John Day.  "TELNET Data Entry  Terminal  Option,"  ARPA  Network      Working   Group   RFC   732,  Network  Information  Center,  SRI      International, September 1977. 
  644.  
  645. 4.   Douglas Gerhart and D. L. Parnas.  WINDOW  A  formally specified      graphics based   text   editor,   Computer  Science  Department,      Carnegie-Mellon University, June 1973. 
  646.  
  647. 5.   B. W. Lampson and R. F. Sproull, "An Open Operating System for a      Single-User  Machine,"  Proc  7th Symposium on Operating Systems      Principles 9-17, ACM, December 1979. 
  648.  
  649. 6.   Keith Lantz.  Uniform Interfaces for Distributed Systems,  Ph.D.      thesis, University of Rochester, Rochester, N.Y., May 1980. 
  650.  
  651. 7.   Mathis, J.E., et al, "Terminal Interface Unit Notebook,"  Volume      2, ARPA Order No. 2302, SRI Project No. 6933, SRI International,      Menlo Park, California, 1979. 
  652.  
  653. 8.   Allen Newell, Scott  Fahlman,  Bob  Sproull.   "A  Proposal  for      Personal  Scientific Computing," Department of Computer Science,      Carnegie-Mellon University, July 1979 (DRAFT). 
  654.  
  655. 9.   "PERQ,"  Three  Rivers  Computer  Corp.,  160  N.   Craig   St.,      Pittsburgh, Pa. 15213. 
  656.  
  657. 10.  Jon  Postel  and  Dave  Crocker.   "TELNET   Remote   Controlled      Transmission and Echoing Option," ARPA Network Working Group RFC      726, Network Information Center, SRI International, March 1977. 
  658.  
  659.  
  660.  
  661.  
  662.  
  663.  
  664.  
  665.                                  19 
  666.  
  667.  
  668.  
  669.  
  670.  
  671.  
  672. 11.  John F. Shoch and Jon A. Hupp.  "Notes on the 'Worm'  programs -      - some  early  experience with a distributed computation," Xerox      Palo Alto Research Center publication  SSL-80-3.   Presented  at      the  Workshop  on  Fundamental  Issues in Distributed Computing,      ACM/SIGOPS and ACM/SIGPLAN, December 1980. 
  673.  
  674. 12.  R. F. Sproull and E. L. Thomas.  A  network  graphics  protocol,      Computer Graphics 8(3), Fall 1974. 
  675.  
  676. 13.  C. P. Thacker, E. M. McCreight, B. W. Lampson,  R.  F.  Sproull,      and  D. R. Boggs.  "Alto: A Personal Computer." D. Siewiorek, C.      G. Bell,  and  A.  Newell,  Computer  Structures   Readings  and      Examples, editors, second edition, McGraw-Hill, 1979. 
  677.  
  678.  
  679.  
  680.  
  681.  
  682.  
  683.  
  684.  
  685.  
  686.  
  687.  
  688.  
  689.  
  690.  
  691.  
  692.  
  693.  
  694.  
  695.  
  696.  
  697.  
  698.  
  699.  
  700.  
  701.  
  702.  
  703.  
  704.  
  705.  
  706.  
  707.  
  708.  
  709.  
  710.  
  711.  
  712.                                   20 
  713.  
  714.  
  715.  
  716.  
  717.  
  718.  
  719.