Lösungsansatz

Im PC gibt es prinzipiell zwei Möglichkeiten Zeit zu messen: Mit dem Timerbaustein und mit der Echtzeituhr. Beide lassen sich unter Betriebssystemen, die den Protected Mode verwenden, nicht ohne weiteres ansprechen, da solche Betriebssysteme den Zugriff auf die Hardware normalerweise verbieten und statt dessen Systemroutinen für solche Probleme anbieten. Aus diesem Grund ist zur Implementierung ein Betriebssystem nötig, das keinerlei Kontrolle über Anwenderprogramme ausübt, oder zumindest eines, welches einen derartigen Emulationsmodus bietet. Wir haben uns deshalb für MS-DOS entschieden.

Die Echtzeituhr hat den Vorteil, daß sie unter DOS im allgemeinen nicht benutzt wird und deshalb zur freien Verfügung steht. Außerdem vefügt sie bereits über einen Timeoutmechanismus, der sich gut verwenden ließe. Leider ist dieser Timeout im ungünstigsten Fall mit 1s Fehler behaftet, was im Sinne der Aufgabenstellung zu ungenau ist.

Der Timerbaustein löst unter DOS periodisch mit der Frequenz 18.2Hz den Interrupt 08h aus. Dieser Interrupt verzweigt in den Interrupt 01Ch, der zur freien Benutzung gedacht ist. Mit diesem Mechanismus liegt der Fehler bei höchstens 6%. Der Nachteil ist, das diese Einrichtung von vielen Programmen genutzt wird und es deshalb zu Störungen kommen kann. Achtet der Anwender aber auf die Benutzung des Interrupts durch die Routine SET_TIMEOUT, lassen sich solche Konflikte vermeiden.

Wir haben uns wegen der oben angeführten Gründe für die Benutzung des Interrupt 01Ch entschieden.

Zur Realisierung verwenden wir drei Benutzerroutinen:

• INSTALL_TIMER: Sie muß beim Programmstart ausgeführt werden. Sie verbiegt den Interrupt 01Ch auf eine noch inaktive Zählroutine und speichert dabei die alte Interruptadresse. Zur Sicherheit wird ein Flag im Speicher gesetzt, um anzuzeigen, daß die Installation erfolgt ist.
• SET_TIMEOUT: Die Routine bekommt wie in der Aufgabenstellung angegeben die Parameter DELAY und HANDLER übergeben. Ihre Aufgabe ist es die Zählroutine mit dem richtigen Startwert für den Zähler und der richtigen Sprungadresse zu initialisieren und zu aktivieren. Dabei wird darauf geachtet, daß die Zählroutine bereits installiert ist. Trifft das nicht zu, wird INSTALL_TIMER aufgerufen.
• REMOVE_TIMER: Sie muß vor Beendigung des Programmes ausgeführt werden. Der Interrupt 01Ch wird durch sie auf die alte Adresse zurückgesetzt, falls er von INSTALL_TIMER verbogen wurde.

Diese Aufteilung garantiert, daß das Programm sauber beendet wird, d.h. daß zum Beispiel eine noch ausstehende Unterbrechung ignoriert wird, damit sie nicht später zu einer Routine verzweigt, die längst nicht mehr im Speicher steht.

Die Zählroutine ist das Kernstück dieser Aufgabe. Sie wird 18,2 mal pro Sekunde aufgerufen und dekrementiert im aktivierten Zustand einen Zähler. Ist dieser Zähler bei null angelangt, deaktiviert sich die Zählroutine und die Handlerroutine wird als Unterprogramm aufgerufen. Danach wird mit dem unterbrochenen Programm fortgefahren.

Als Test wird ein enfaches Assemblerprogramm benutzt, das am Anfang einen Timeout setzt und dann eine längere Warteschleife durchläuft, während der es ``Lebenszeichen'' auf den Bildschirm ausgibt. Zur Kontrolle wird zu Beginn, zum Zeitpunkt der Unterbrechung und am Ende die momentane Zeit auf Sekunden genau ausgegeben.