- Kennenlernen der Entwicklungsumgebung
- Auffrischen der Programmiersprache C++
- Hardwarenahe Programmierung (CGA-Bildschirm und Tastatur)
Grundsätzlich gibt es zwei verschiedene Ausprägungen von OOStuBS:
- OOStuBS als Uniprozessorvariante
- MPStuBS als Multiprozessorvariante
Für beide Varianten gibt es getrennte Vorgaben, die sich jedoch nur an einigen wenigen Stellen unterscheiden. So ist es relativ einfach möglich auch zu einem späteren Zeitpunkt die Variante zu wechseln.
Für Testausgaben und zur Erleichterung der Fehlersuche soll das Übungsbetriebssystem OOStuBS bzw. MPStuBS als erstes Ausgabefunktionen erhalten. Diese sollen ähnlich 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 für 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 für die Ausgaben in den einzelnen Teilbereichen ist dann jeweils eine eigene Instanz von CGA_Screen zuständig. Darüberhinaus soll auch einstellbar sein, ob die Klasse CGA_Screen den Hardwarecursor verwenden soll oder nicht.
Damit diese Ausgabefunktionen überall in OOStuBS nutzbar sind, sollen mehrere globale CGA_Stream-Objekte erzeugt werden:
- Für die Ausgaben der Anwendung soll ein globales Objekt kout dienen. Dieses sollte so eingestellt werden, dass es den Hardware-Cursor verwendet.
- Für Debugausgaben soll für 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 zusätzlich die Ausgabe auf das der aktuellen CPU entsprechende dout Objekt umleiten.
Sämtliche 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 zusätzlich noch die Klasse Keyboard_Controller vervollständigen, die neben Key in der Vorgabe enthalten ist.
Klassenübersicht für Aufgabe 1
Die Funktionsfähigkeit der genannten Klassen soll mit Hilfe eines aussagefähigen Testprogramms gezeigt werden. Dazu soll im Hauptprogramm main() des "Betriebssystems" OOStuBS das Objekt kout für verschieden formatierte Ausgaben genutzt werden. Für 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.
Für MPStuBS soll das Testprogramm ähnlich wie für OOStuBS aussehen. Dazu reicht des die Testapplikation nur auf dem Bootprozessor ablaufen zu lassen. Die Applikationsprozessoren sollen nur Ausgaben mit Hilfe des Debugmacros tätigen, um dessen Funktionsweise zu verifizieren.
Hinweis: In späteren Aufgaben soll Anwendungs- und Testcode in der Klasse Application (aus der Vorgabe) und nicht in main() implementiert werden. Wer möchte, kann dies natürlich auch bei Aufgabe 1 schon so handhaben.
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 unabhängige Teile gegliedert werden, die sehr gut einzeln gelöst und getestet werden können. Daher empfehlen wir folgende Bearbeitungsreihenfolge:
Die Einrichtung der Entwicklungsumgebung und eine Erklärung, welche Vorgaben ihr jeweils benötigt, findet ihr
hier
