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Lehrstuhl für Informatik 4
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Department Informatik  >  Informatik 4  >  Lehre  >  WS 2009/10  >  Betriebssysteme  >  Übungen  >  Aufgaben  >  Aufgabe 1

Aufgabe 1: Ausgabefunktionen und Tastaturansteuerung

Lernziele

  • Kennenlernen der Entwicklungsumgebung
  • Auffrischen der Programmiersprache C++
  • Hardwarenahe Programmierung (CGA-Bildschirm und Tastatur)

Allgemeine Bemerkungen

GrundsÀtzlich gibt es zwei verschiedene AusprÀgungen von OOStuBS:
  • OOStuBS als Uniprozessorvariante
  • MPStuBS als Multiprozessorvariante

FĂŒr beide Varianten gibt es getrennte Vorgaben, die sich jedoch nur an einigen wenigen Stellen unterscheiden. So ist es relativ einfach möglich auch zu einem spĂ€teren Zeitpunkt die Variante zu wechseln.

Aufgabenbeschreibung

FĂŒr Testausgaben und zur Erleichterung der Fehlersuche soll das Übungsbetriebssystem OOStuBS bzw. MPStuBS als erstes Ausgabefunktionen erhalten. Diese sollen Ă€hnlich wie bei der C++-I/O-Streams-Bibliothek verwendet werden können und mit Hilfe der Klassen IO_Port, CGA_Screen, Stringbuffer, O_Stream und CGA_Stream implementiert werden. Dabei wird die Klasse IO_Port von uns vorgegeben.

Die Klasse CGA_Screen ist dabei die zentrale Abstraktion fĂŒr die Darstellung von Zeichen auf dem Bildschirm. Sie soll so parametrisierbar sein, dass sie ihre Ausgaben auf einem einstellbaren rechteckigen Ausschnitt des Bildschrims ausgibt. Dadurch ist der Bildschirm aufteilbar und fĂŒr die Ausgaben in den einzelnen Teilbereichen ist dann jeweils eine eigene Instanz von CGA_Screen zustĂ€ndig. DarĂŒberhinaus soll auch einstellbar sein, ob die Klasse CGA_Screen den Hardwarecursor verwenden soll oder nicht.

Damit diese Ausgabefunktionen ĂŒberall in OOStuBS nutzbar sind, sollen mehrere globale CGA_Stream-Objekte erzeugt werden:

  • FĂŒr die Ausgaben der Anwendung soll ein globales Objekt kout dienen. Dieses sollte so eingestellt werden, dass es den Hardware-Cursor verwendet.
  • FĂŒr Debugausgaben soll fĂŒr jede CPU ein eigenes, globales Objekt dout_CPUx erstellt werden. Mit Hilfe eines Macros soll es möglich sein einfache Debugausgaben zu machen. In MPStuBS soll das Macro zusĂ€tzlich die Ausgabe auf das der aktuellen CPU entsprechende dout Objekt umleiten.

SĂ€mtliche Instanzen der Klasse CGA_Stream sollen ihre Ausgaben in miteinander disjunkten Bereichen des Bildschirms ausgeben, um Race Conditions zu vermeiden.

Um interaktive Anwendungsprogramme zu erlauben, sollt ihr zusÀtzlich noch die Klasse Keyboard_Controller vervollstÀndigen, die neben Key in der Vorgabe enthalten ist.

a1.dot

KlassenĂŒbersicht fĂŒr Aufgabe 1

Die FunktionsfĂ€higkeit der genannten Klassen soll mit Hilfe eines aussagefĂ€higen Testprogramms gezeigt werden. Dazu soll im Hauptprogramm main() des "Betriebssystems" OOStuBS das Objekt kout fĂŒr verschieden formatierte Ausgaben genutzt werden. FĂŒr den Test der Tastatureingabe ist ein Keyboard_Controller-Objekt zu instanziieren. In einer Schleife sind dann Zeichen von der Tastatur abzufragen und mittels kout auszugeben.

FĂŒr MPStuBS soll das Testprogramm Ă€hnlich wie fĂŒr OOStuBS aussehen. Dazu reicht des die Testapplikation nur auf dem Bootprozessor ablaufen zu lassen. Die Applikationsprozessoren sollen nur Ausgaben mit Hilfe des Debugmacros tĂ€tigen, um dessen Funktionsweise zu verifizieren.

Hinweis: In spĂ€teren Aufgaben soll Anwendungs- und Testcode in der Klasse Application (aus der Vorgabe) und nicht in main() implementiert werden. Wer möchte, kann dies natĂŒrlich auch bei Aufgabe 1 schon so handhaben.

Implementierungshinweise

Die Aufgabe besteht im Wesentlichen aus den zwei Teilen "Ausgaben" und "Eingaben", wobei der Test der "Eingaben" ohne "Ausgaben" nicht möglich ist. Die Teilaufgabe "Ausgaben" kann zudem in drei voneinander unabhÀngige Teile gegliedert werden, die sehr gut einzeln gelöst und getestet werden können. Daher empfehlen wir folgende Bearbeitungsreihenfolge:

Ausgaben

Eingaben

Vorgabe

Die Einrichtung der Entwicklungsumgebung und eine ErklÀrung, welche Vorgaben ihr jeweils benötigt, findet ihr hier

Hilfestellung

  Impressum   Datenschutz Stand: 2010-07-19 12:32   BO, DL