Zeichenorientierte Geräte

Zeichenorientierte Geräte (engl. character device) erzeugen oder empfangen einen Datenstrom (engl. stream). Eine Folge von Zeichen (evtl. auch nur ein einzelnes Zeichen) wird hierbei zum Gerät oder vom Gerät übertragen. Diese Zeichen sind nicht adressierbar.

Beispiele für zeichenorientierte Geräte sind:

  • Maus
  • Tastatur
  • Netzwerkkarte
  • Geräte, die über die parallele Schnittstelle abgeschlossen sind
  • Geräte, die über die serielle Schnittstelle abgeschlossen sind
  • Geräte, die über eine USB-Schnittstelle abgeschlossen sind


Schnittstelle für zeichenorientierte Geräte

Die Geräteverwaltung definiert üblicherweise eine Standardschnittstelle, welche die Treiber aller zeichenorientierten Geräte unterstützen müssen. Darin vorgesehen sind beispielsweise Funktionen für

  • die Initialisierung des Geräts,
  • das Lesen eines Zeichenstroms vom Gerät, sowie
  • das Schreiben eines Zeichenstroms zum Gerät, sowie
  • die Behandlung eines vom Geräte-Controller ausgelösten Interrupts.

Diese Funktionen werden vom Gerätetreiber implementiert.


Zusammenarbeit von Treiber und Geräteverwaltung

Ist ein zeichenorientiertes Gerät am System angeschlossen, so wird sein Treiber (z.B. beim Systemstart) in den Hauptspeicher geladen. Der Treiber implementiert (u.a.) die Funktionen

  • initDevice(),
  • readChar(),
  • writeChar(), sowie
  • handleInterrupt().

Durch das Laden des Treibers in den Hauptspeicher steht ab diesem Moment fest, ab welcher Adresse im Hauptspeicher der ausführbare Code der genannten Funktionen beginnt. Dies gilt für jeden geladenen Treiber, also für jedes unterstützte Gerät.


Beispiel für Maus und Netzwerkkarte

Beispiel

Zum Beispiel für die Maus

  • ab Adresse 10 240   \rightarrow   initDevice()
  • ab Adresse 10 752   \rightarrow   readChar()
  • ab Adresse 11 776   \rightarrow   writeChar()
  • ab Adresse 12 888   \rightarrow   handleInterrupt()

und für die Netzwerkkarte

  • ab Adresse 13 312   \rightarrow   initDevice()
  • ab Adresse 14 336   \rightarrow   readChar()
  • ab Adresse 15 360   \rightarrow   writeChar()
  • ab Adresse 16 384   \rightarrow   handleInterrupt()

und so fort für jeden weiteren Treiber eines zeichenorientierten Geräts.


Die Geräteverwaltung wird über die Startadressen der implementierten Funktionen informiert und verwaltet diese entsprechend für alle unterstützten zeichenorientierten Geräte. Ab diesem Moment steht das Gerät für die Nutzung durch die Geräteverwaltung, durch das Betriebssystem und/oder einen Prozess zur Verfügung.


Aufgabe 1

Aufgabe
Ein Mausklick und die Folgen

Angenommen: Auf einem Betriebssystem wird ein Textverarbeitungsprozess ausgeführt. Der Benutzer gibt seinen Text ein, greift zur Maus und klickt einmal mit der linken Maustaste auf die Schaltfläche "Fett" in der Textverarbeitung.

Was passiert im Controller, im Treiber, in der Geräteverwaltung, im Betriebssystem und im Textverarbeitungsprozess als Reaktion auf den Mausklick?
Orientiere dich an dem Praxisbeispiel im Abschnitt Blockorientierte Geräte.


Aufgabe 2

Aufgabe
Hier schreibt die Maus

Wie wird die writeChar()-Funktion für die Maus wohl implementiert sein?