Структура и управление оперативной памятью в ОС DOS

 

 

 

 

 

 

Функции и назначение базового модуля дисковой операционной системы.

Базовый модуль располагается в виде файла MS DOS.SYS на системном диске специально выделенном для него месте вслед за файлом модуля расширения IO.SYS. Объем файла MSDOS.SYS для версии 6.22 - 38 Кбайт. Базовый модуль не имеет жесткой привязки к аппаратной части и при необходимости может быть заменен на другой файл.

Основная функция базового модуля в процессе нормальной работы компьютера - управление ресурсами компьютера, файловой системой на дисковом пространстве и управление работой программ при помощи системы прерывания.

Функциями базового модуля на этапе загрузки являются: считывание в память и запуск командного процессора, инициализация векторов прерываний верхнего уровня.

Функции и назначение командного процессора.

Командный процессор - иногда называемый процессором консольных команд, предназначен для поддержки пользовательского интерфейса DOS. Он представляет собой обычный файл COMMAND.COM и располагается в системном диске в любом месте пространства, выделенного под файлы. Так, для MS DOS версии 6.22 объем равен 55К байтам.

Командный процессор состоит из двух модулей - резидентного и транзитного. Резидентный модуль хранится в оперативной памяти постоянно после загрузки операционной системы. Транзитный модуль может вытесняться из оперативной памяти на диск прикладной программы, если ей для работы не хватает памяти. После окончания работы такой программы транзитный модуль вновь восстанавливается на прежнем месте оперативной памяти путем считывания его с диска. Транзитный модуль содержит исполнитель внутренних команд и загрузчик команд в оперативную память для выполнения.

Взаимодействие с командным процессором осуществляется при помощи команд. Под командой понимается указание на выполнение некоторого действия. Команды бывают двух типов: резидентные (внутренние) и транзитные (внешние).Резидентные команды входят в состав самого командного процессора. Транзитные команды являются файлами типа EXE или COM, входящими в состав операционной системы DOS и хранящимися в обычном каталоге, как правило, с именем DOS.

Основные функции командного процессора в процессе нормальной работы компьютера состоят в следующем:

• пример и анализе команд, введенных с клавиатуры или из командного файла;
• выполнение внутренних команд;
• загрузке программ в память для выполнения;
• отработке прерываний по завершении задачи.

Основная функция программного процессора на этапе загрузки - это выполнение файла автонастройки AUTOEXEC.BAT.

При нормальном функционировании операционной системы командный процессор выдает на экран приглашение к работе, например С:\. В ответ на это приглашение вы вводите имя программы или команды, а командный процессор расшифровывает символы введенного имени и продолжает работу по одному из следующих вариантов:

в случае резидентной команды он сразу приступает к ее выполнению;

в случае транзитной команды или любой другой программы он загружает ее в оперативную память, подключая для этого два других модуля в операционной системе: базовый модуль БДОС и модуль расширения BIOS, и передает этой программе или команде управления.

После окончания работы введенной команды (программы) управление вновь возвращается командному процессору.

 

 

Назначение загрузчика

Загрузчик BOOT RECORD (модуль начальной загрузки) всегда размещается на диске в нулевом секторе занимает объем 512 байт. Основное значение этой небольшой программы состоит в поиске и перезаписи ( загрузке) с диска в оперативную память в двух файлов -IO.SYS и MSDOS.SYS. Поиск этих модулей и их загрузка в оперативную память осуществляются в определенном порядке, поэтому на диске и в оперативной памяти они занимают фиксированное место и следует один за другим. Если блок начальной загрузки не обнаружит этих модулей на диске, то он выдает соответствующее сообщение и работа компьютера приостанавливается. Кроме того, функцией загрузчика является запуск модуля расширения BIOS.

Как различать утилиты, внешние команды и драйверы

Утилиты, внешние команды и драйверы представляют собой программы, хранящиеся во многих случаях в каталоге системного диска в виде файлов типа .COM, .EXE, .SYS. Внешнее различие между ними весьма условное, и связывает его с интерфейсом взаимодействия с пользователем.

Внешними командой принято считать программу, выдающую пользователю ряд простых запросов или выполняющуюся автоматически без специально организованного интерфейса с пользователем. MS DOS имеет определенный перечень внешних команд.

Внешние драйверы, как правило, выполняются без диалога и поставляются отдельно от MS DOS либо совместно с внешними устройствами, либо самостоятельно.

Утилиты - обслуживающие программы, которые представляют пользователю сервисные услуги. Они, как правило, имеют полноэкранный, организованный в виде меню интерфейс взаимодействие с пользователем. Реже интерфейс организован как в виде запросов.

 

 

 

ЗАГРУЗКА MS DOS В ОПЕРАТИВНУЮ ПАМЯТЬ С ДИСКА

Алгоритм загрузки операционной системы

Операционная система хранится во внешней памяти обычно на жестком диске, реже - на гибком. Для нормальной работы компьютера необходимо, чтобы основные модули операционной системы находились в оперативной памяти. Поэтому после включения компьютера организованна автоматическая перезапись (загрузка) операционной системы с диска в оперативную память. Наиболее важные аспекты этой загрузки отражены в виде алгоритма.

Загрузка операционной системы - перезапись операционной системы с диска (жесткого или гибкого) в оперативную память.

После включения компьютера вы наблюдаете за сменой цифр на экране. Эти цифры отображают процесс тестирования оперативной памяти программой BIOS. При обнаружении неисправности в ячейках оперативной памяти будет выдано сообщение.

После успешного окончания тестирования аппаратуры производится обращение к дисководу с гибким диском A, и рядом с ним загорается лампочка индикации. Если вы загружаете операционную систему с гибкого диска, то надо до или во время тестирования вставить системный диск в дисковод A. В противном случае при отсутствии на диске A операционной системы осуществляется обращение к жесткому диску, о чем свидетельствует засветившаяся рядом с ним лампочка индикации.

Начинается считывание в оперативную память 0-го сектора 0-й стороны диска, в котором находится загрузчик (BOOT RECORD). Управление передается загрузчику, который проверяет наличие на системном диске модуля расширения IO. SYS и базового модуля MSDOS.SYS. Если они находятся в отведенном для них месте, то он загружает их в оперативную память, в противном случае будет выдано сообщение об их отсутствии. В этом случае рекомендуется произвести повторную загрузку. Сигнал повторной загрузки передает управление постоянному модулю BIOS, который снова переписывает с диска в оперативную память блок начальной загрузки и т.д.

После успешно выполненной загрузки в оперативную память модуля расширения IO.SYS и базового модуля MSDOS.SYS загружается командный процессор COMMAND.COM и обрабатывается файл конфигурации CONFIG.SYS, который содержит команды подключения необходимых драйверов. Этот файл может отсутствовать, если вас устраивает базовый вариант операционной системы.

Затем выполняется обработка командного файла AUTOEXEС.BAT. С помощью этого файла вы можете произвести настройку параметров операционной среды. Например, создать виртуальный диск, обеспечить смену печати, загрузить вспомогательные программы и т. д.

Файлы с расширением .BAT играют при работе в системной среде особую роль. Они содержат совокупность команд операционной системы или имен исполняемых файлов. После запуска файла с расширением .BAT все записанные в нем команды выполняются автоматически одна за другой.

В случае отсутствия файла AUTOEXEC.BAT вам будет предложено ввести дату и время:

Если вы нажмете клавишу ввода, то в качестве текущей даты и времени будут приняты так называемые системные параметры, который определяет компьютерный таймер;

После окончания работы файла AUTOEXEC.BAT, а также если этот файл не обнаружен, на экране дисплея будет выдано приглашение системного диска, например C:\>. Это является свидетельством нормального завершения процесса загрузки, и вы можете приступить к работе, введя имя прикладной программы или команду операционной системы.

 

 

 

 

 

 

ПОНЯТИЕ ФАЙЛА

В основе любой операционной системы лежит принцип организации работы внешнего устройства хранения информации. Несмотря на то, что внешняя память может быть технически реализована на разных материальных носителях (например, в виде гибкого магнитного диска или магнитной ленты), их определяет принятый в операционной системе принцип организации хранения логически связанных наборов информации в виде так называемых файлов.

Файл- логически связанная совокупность данных или программ, для размещение которой во внешней памяти выделяется именованная область.

Файл служит учетной единицей информации в операционной системе. Любые действия с информацией в MS DOS осуществляются над файлами: запись на диск, вывод на экран, ввод с клавиатуры, печать, считывание информации CD-ROM и пр.

На диске файл не требует для своего размещения непрерывного пространства, обычно он занимает свободные кластеры в разных частях диска. Сведения о номерах этих кластеров хранятся в специальной FAT- таблице. Кластер является минимальной единицей пространства диска, которое может быть отведено файлу. Самый маленький файл занимает один кластер, большие файлы- несколько десятков кластеров.

Сектор- 512 байт. На гибком диске обычно 80 дорожек. На каждой дорожке: для 5 ""диска 9 секторов; для 3,5"диска-18 секторов.

Кластер- группа смежных секторов. Кластер для гибкого диска- 1,2 сектора (0,512,1Кбайт). Кластер для жесткого диска- 4,8,16 секторов (2-8 Кбайт).

В файлах могут хранится разнообразные виды и формы представления информации: тексты, рисунки, чертежи, программы, таблицы и. Особенности конкретных файлов определяется их форматом. Под форматом понимается элемент языка, в символическом виде описывающий представления информации в файле. Текстовая информация хранится в файле в кодах ASCII, в так называемом текстовом формате. Содержимое текстовых файлов можно посмотреть на экране дисплея с помощью разных программных средств, в том числе и в MS DOS.

Любой другой файл с нетекстовой информацией просмотреть теми же средствами, что и текстовый файл, не удается. При просмотре на экран будут выводиться абсолютно непонятные символы.

Для характеристики файла используются следующие параметры:

• полное имя файла;
• объем файла в байтах;
• дата создания файла;
• время создания файла;
• специальные атрибуты файла: R(Read only)- только для чтения, H(Hidden)-скрытый файл, S(System)- системный файл, A(Archive)- архивированный файл.

С понятием файла в MS DOS тесно связанно понятие логического диска. Логический диск создается и управляется специальной программой (драйвером). Он имеет уникальное имя в виде одной латинской буквы, например C,D,E,F и т.д. Логический диск может реализоваться на жестком диске, на гибком диске, на CD-ROM, в оперативной памяти (электронный диск) и т.п. На одном физическом диске может быть создано несколько логических дисков.

СПОСОБЫ ОБРАЩЕНИЯ К ФАЙЛУ

Как обращаться к файлу

К файлу можно обращаться с помощью имени, полного имени, спецификации. Для того чтобы воспользоваться одним из этих вариантов, надо знать ряд правил и соглашений, позволяющих унифицировать в операционной системе процедуру обращения к файлу. Рассмотрим эти варианты.

Правило образования имени. Имя файла всегда уникально и служит для отличия одного файла от другого. Имя файла образуется не более чем из восьми символов, причем используются только латинские буквы.

По имени к файлу обращаются редко, обычно только в тех прикладных программах, когда это специально предусмотрено, а также при вводе имени файла, где хранится команда операционной системы.

В качестве имени файла можно использовать символьное имя устройства:

PRN или LPT 1(2,3) - принтер или любое  устройство, подключенное к параллельному порту;

CON- консоль(клавиатура при вводе  и дисплей при выводе);

COM 1(2,3,4)-внешнее устройство, подключенное  к последовательному порту;

NUL-фиктивное устройство, вывод  в файл NUL никуда не направляется, а просто уничтожается.

Правило образования полного имени. Обычно к файлу обращаются с помощью полного имени, за исключением оговоренных выше случаев. Полное имя файла более подробно характеризует файл и образуется из имени файла и типа (расширение), раздельных точкой.

Тип файла служит для характеристики хранящейся в файле информации и образуется не более чем из трех символов, причем используется, как и при образовании имени, только буквы латинского алфавита.

При работе на персональном компьютере установлен ряд соглашений по заданию типа файла. (Рис.2)

 

Тип

Назначение

ARJ BAK BAS BAT COB COD СOM DAT DOC EXE FOR HEX HLP LIB OBJ OVL OVR PAS PIC PRN SYS SYM TER TMP TXT $$$

Архивный файл Копия файла, создаваемая при перезаписи файла оригинала Программа на языке Бейсик Командный файл Программа на языке Кобол Версия файла типа. OBJна языке ассемблера Командный системный файл, исполняемый файл Файл данных Файл документов (текстовый) Исполняемый файл Программа на языке Фортран Символьное шестнадцатеричное представление двоичных данных в коде ASCII Файл для справочной информации Библиотека программ Скомпилированная объектная программа на машинном языке Оверлейный файл прикладной программы Оверлейный файл программы компилятора Программа на языке Паскаль Данные выводимого на экран изображения Листинг (распечатка программы) Файлы, расширяющие возможности операционной системы, например драйверы Таблица символов для компилятора Описание терминала (для асинхронной передачи) Временный файл Текстовый файл Временный файл