Операционная система MS-DOS

Рассмотрим операционную систему MS-DOS, с которой работа-ет большинство персональных компьютеров.

Важнейшим достоинством MS-DOS является модульность. Это свойство позволяет изолировать друг от друга отдельные части большой и сложной программы, облегчая ее разработку, а также по-зволяет объединить в каждом модуле определенные логически свя-занные группы функций. Если возникает необходимость в замене или расширении такой группы функций, то это можно сделать пу-тем замены или модификации лишь одного модуля, а не всей сис-темы.

MS-DOS состоит из следующих основных модулей: базовая система ввода/вывода (BIOS - Basic Input Uotrut SYSTEM); блок начальной загрузки (Boot Record); модуль расширения базовой системы ввода/вывода (IO.SYS); модуль обработки прерываний (MSDOS.SYS); командный процессор (COMMAND.COM); внешние команды (файлы); драйверы устройств (файлы).

Рассмотрим функции модулей MS-DOS и алгоритм загрузки в оперативно запоминающее устройство компьютера.

1.Базовая система ввода/вывода размещается в постоянной памяти компьютера и является одновременно аппаратной частью и частью операционной системы.

Первая функция BIOS - автоматическое тестирование основных компонентов компьютера при его включении. Основная часть времени тестирования тратится на проверку ОЗУ (на экране во время тестирования выводятся цифры, которые отражают количество проверенных блоков памяти). При обнаружении ошибки на экран выводится сообщение о найденном сбое оборудования.

Вторая функция BIOS - вызов блока первоначальной загрузки операционной системы с диска, выполняется по окончании тестирования. Загрузив в ОЗУ блок первоначальной загрузки, BIOS передает ему управление, а он в свою очередь, загружает другие модули операционной системы.

Третья функция BIOS - обслуживание прерываний. Основным принципом работы компьютера является принцип, базирующийся на системе прерываний. Система прерывание - это совокупность аппаратных и программных средств, обеспечивающих процесс пе-реключения с одной программы на другую и возврат к продолже-нию прерванной программы за счет операций процессора, называе-мых прерыванием. Прерывание - это операция процессора, состоящая в сохранении состояния процессора, предшествовавшего пре-рыванию, и установлении нового состояния. Это состояние запоми-нается в регистрах процессора и называется - слово состояния про-цессора, которое состоит из последовательности битов, значение которых отражают текущее состояние процессора и выполняемой им программы. Прерывание – это реакция процессора на некоторое условие, возникающее в процессоре или вне его. Реакция выражает-ся в прекращении выполнения текущей команды для обработки возникшего условия. Прерывание иногда позволяет обработать та-кое условие специальной программой и вернуться к прерванной программе. Прерывания бывают трех видов: аппаратные (например: нажатие клавиши); логическое или процессорное (например: деление на ноль); программные (например: команды ввода/вывода).

Каждое прерывание имеет уникальный номер от 0 до 255 и с ним связана определенная программа, призванная обслуживать воз-никшую ситуацию. На BIOS возложена задача - обслуживать пре-рывания нижнего уровня, т.е. тех, которые требуют непосредствен-ного управления аппаратными компонентами компьютера. Это пре-рывания с номерами от 0 до 31. Прерывания с номерами от 32 и выше относятся к прерываниям верхнего уровня и обрабатываются модулем обработки прерываний MSDOS.SYS. BIOS является "программной оболочкой" вокруг аппаратных средств компьютера, пре-доставляет возможность другим программам, а также и самой опе-рационной системе, обращаться к внешним устройствам компьюте-ра через механизм прерываний.

2.Блок первоначальной загрузки - очень короткая программа, которая выполняет функцию загрузчика двух модулей операционной системы - модуля расширения BIOS (IO.SYS) и модуля обработки прерываний (MSDOS.SYS). Блок первоначальной загрузки всегда расположен на нулевой дорожке диска в первом секторе. Блок пер-воначальной загрузки просматривает каталог гибкого диска А, при его отсутствии - диска С, убедившись, что первые два файла явля-ются модулями IO.SYS и MSDOS.SYS, считывает их в ОЗУ компь-ютера. Оба файла размещаются на диске всегда первыми, что делает диск системным, и снабжены специальным атрибутом файла, кото-рый делает их "невидимыми" (при выводе корневой директории диска на экран дисплея эти имена файлов будут отсутствовать).

3.Модуль расширения базовой системы ввода/вывода (IO.SYS) - это файл, представляющий собой дополнение к BIOS. Он загружа-ется в ОЗУ и остается в ней постоянно. Расширение BIOS придает гибкость операционной системе, позволяя добавлять к BIOS драй-веры, обслуживающие дополнительные устройства. Драйверы тре-буются в тех случаях, когда обмен информацией с устройствами должен происходить иначе, чем принято в BIOS. О необходимости подключения к операционной системе драйверов внешних уст-ройств, а также об изменении параметров операционной системы сообщается в файле конфигурации CONFIG.SYS. Этот файл обра-батывается модулем расширения BIOS.

4.Модуль обработки прерываний (MSDOS.SYS) является основ-ным модулем операционной системы. Он обеспечивает взаимодей-ствие с программами пользователя. Так же, как и модуль BIOS, мо-дуль обработки прерываний (MSDOS.SYS) загружается в ОЗУ и ос-тается на весь сеанс работы с компьютером. Компонентами данного модуля являются подпрограммы, обеспечивающие работу файловой системы, информационный обмен с дисками, а также обслуживание некоторых специальных ситуаций. При обращении к этим подпро-граммам из прикладной программы модуль обработки прерываний получает параметры операций и выполняет требуемые действия или преобразует полученные параметры в один или несколько запросов к модулю расширения BIOS. Функции, реализуемые модулем обра-ботки прерываний (MSDOS.SYS), в первую очередь используются командами MS-DOS, обрабатываемыми командным процессором (DIR, COPY и т.д.), но с тем же успехом они могут вызываться при-кладными программами.

5.Командный процессор хранится в виде файла с именем COMAND.COM, обычно на том диске, с которого загружается опе-рационная система. В отличие от рассмотренных выше двух моду-лей файл с командным процессором может занимать на диске лю-бое место и трактуется как обычная программа.

Функции командного процессора заключается в следующем:

1. Прием и синтаксический разбор команд, полученных с кла-виатуры или из командного файла;

2. Исполнение внутренних команд операционной системы;

3. Загрузка и исполнение внешних команд (программ) операци-онной системы и прикладных программ пользователя (находящихся в файлах, имеющих расширение COM.EXE и BAT).

Некоторые команды (TYPE, DIR и другие) командный процес-сор выполняет сам. Такие команды называются внутренними. Для выполнения остальных (внешних) команд пользователя командный процессор ищет на дисках программу с соответствующим именем (например, FORMAT), и если находит ее, то загружает в память и передает ей управление. По окончании работы программы команд-ный процессор удаляет программу из памяти и выводит сообщение о готовности к выполнению команд (приглашение MS-DOS).

Запуск прикладной программы осуществляется так же, как об-ращение к внешней команде. В функции командного процессора входит также исполнение командных файлов. Один из них, а имен-но файл с именем AUTOEXEC.BAT выполняется автоматически после загрузки операционной системы. Когда в качестве команды дается имя командного файла (файла имеющего расширение BAT), командный процессор начинает последовательно читать и интерпретировать содержащиеся в нем строки, каждая из которых может содержать одну команду, метку или комментарий. Если в очередной строке стоит команда, осуществляющая вызов некоторой програм-мы, то выполнение командного файла приостанавливается и начи-нается работа вызванной программы. После ее завершения продол-жается выполнение командного файла.

При загрузке в память компьютера командный процессор распа-дается на две части: резидентную (постоянно находящуюся в памя-ти) и нерезидентную, которая располагается в область памяти, дос-тупной любой программе пользователя.

Таким образом, любая программа может занять эту область па-мяти, "затерев" (уничтожив) нерезидентную часть командного про-цессора. По окончании работы такой программы управление всегда возвращается в резидентную часть командного процессора, который восстанавливает нерезидентную часть, загружая ее с системного диска. Поэтому предпочтительнее иметь файл COMMAND.COM на жестком или виртуальном диске, в этом случае не требуется уста-новка гибкого системного диска. Виртуальный диск - область опе-ративной памяти компьютера, с которой можно работать так же, как с диском.

6.Внешние команды операционной системы реализуются про-граммами, которые хранятся на диске в виде отдельных файлов.

В состав MS-DOS входит более трех десятков программ, предна-значенных для различных целей. Приведем примеры некоторых внешних команд операционной системы:

FORMAT.COM - форматирование гибких дисков;

CHDISK.COM - проверка дисков на правильность файловой структуры;

MODE.COM - установка __________режимов работы устройств;

FDISK.EXE - разметка жесткого диска;

GRAPHICS.COM - подготовка к печати графической копии эк-рана и другие, с которыми Вы познакомитесь в ходе лабораторных занятий.

7.Драйверы устройств - это специальные резидентные про-граммы, которые дополняют систему ввода/вывода и обеспечивают обслуживание дополнительных внешних устройств или нестандарт-ное использование имеющихся устройств. Драйверы хранятся в файлах имена, которых имеют расширение SYS. Они загружаются в память компьютера при загрузке операционной системы. Необхо-димость и порядок загрузки указываются в специальном файле SONFIG.SYS. Такое подключение драйверов облегчает добавление новых устройств и позволят делать это, не затрагивая системные файлы IO.SYS и MSDOS.SYS. ДРАЙВЕРЫ СТАНДАРТНЫХ уст-ройств содержатся в базовой системе ввода/вывода, которая нахо-дится в постоянно запоминающем устройстве компьютера. Драйве-ры дополнительных устройств могут подключаться к операционной системе при загрузке операционной системы и находятся в виде файлов на любом диске. Для того чтобы иметь дополнительные возможности управления клавиатурой и дисплеем, необходимо подключить к операционной системе драйвер ANSI.SYS. Подклю-чение этого драйвера позволяет изменить цвет символа на экране, переопределить клавиши на клавиатуре и т.п. Каждому дисковому устройству операционная система присваивает имя, состоящее из одной английской буквы. Драйвер DRIVER.SYS управляет работой дисковых устройств, определяет имена дополнительных дисковых устройств, а также позволяет назначать дополнительные имена од-ного и того же дисковода. Кроме того драйвер дисковода устанав-ливает число секторов на дорожке и число дорожек на каждой сто-роне диска.

Драйверы устройств - это специальные резидентные програм-мы, которые дополняют систему ввода/вывода и обеспечивают об-служивание дополнительных внешних устройств или нестандартное использование имеющихся устройств.

Общее управление компьютером осуществляется на основе командного языка (языка директив), с помощью которого можно осуществлять такие операции, как разметка дисков, копирование фай-лов, распечатка каталогов на экране дисплея и другие действия.

Операционная система содержит следующие основные компоненты: файловую систему; интерпретатор командного языка (командный процессор); драйверы внешних устройств.

ФАЙЛОВАЯ СИСТЕМА - это совокупность именованных набо-ров данных и программ на внешних носителях, структуру и органи-зацию которых поддерживает MS-DOS. Структура файловой систе-мы определяет удобство работы, скорость доступа к файлам и т.д.

Файл - это поименованная совокупность элементов информации хранящаяся на магнитных носителях - дисках, лентах. Имена фай-лов записываются следующим образом: ИМЯ. ТИП, где ИМЯ набор символов (не более 8) латинского алфавита, цифр и специальных символов, ТИП или РАСШИРЕНИЕ файла состоит из не более чем 3 символов. В отличие от имени, тип может отсутствовать в специ-фикации файла. Тип файла используется для классификации, опре-деления принадлежности к какой-то группе с общими свойствами. Например, тип DOC, TXT - текстовые файлы, EXE, COM - файлы, содержащие программы, готовые к выполнению, PAS, BAS, ASM - программы, написанные на алгоритмических языках Паскаль, Бей-сик и Ассемблер. Для ОС безразлично, какими строчными или за-главными буквами записывается файл. В некоторых случаях при задании имени файлов можно использовать символы * и?. Приме-нение звездочки * для описания имени указывает на то, что имя может состоять из любых символов, безразличных для команд опе-рационной системы. Например: *.txt для операционной системы оз-начает, что будут обрабатываться файлы с любым именем, которые имеют тип.txt. Запись *.* определяет все файлы, находящиеся на магнитном носителе. Знак вопроса? в имени файла означает, что на его месте может находиться произвольный символ.

При использовании имен файлов в качестве параметров команд MS-DOS необходимо указывать адрес или путь к файлу. Путем к файлу называется цепочка символов, начиная с имени дисковода, корневого каталога и последующих подкаталогов вплоть до катало-га, содержащего необходимый файл. Имя дисковода - это одна из букв латинского алфавита. Персональный компьютер имеет не-сколько накопителей на магнитных носителях, исходя из этого, в MS-DOS принято обозначать A: и B: - гибкие диски, C: D: и т.д. - жесткие диски.

Каталог - это справочник файлов и библиотек со ссылками на их расположение, содержащее информацию о файлах (имя, тип, размеры в байтах, дата и время создания, атрибуты) и других ката-логах, называемых подкаталогами, используется операционной сис-темой для определения местоположения файла.

На каждом диске имеется один главный или КОРНЕВОЙ ката-лог. Каталоги, входящие в корневой каталог называются ПОДКА-ТАЛОГАМИ 1-го уровня. Каталоги, входящие в состав подкаталога 1-го уровня называются ПОДКАТАЛОГАМИ 2-го уровня и т.д. Каждый подкаталог является оглавлением, содержащим перечень имен файлов и подкаталогов, возможны варианты, когда в оглавле-нии имеются только имена файлов. Организация файловой системы в виде подкаталогов удобна для сортировки информации по различ-ным темам. Разбиение на подкаталоги зависит от желания пользова-теля компьютером. Иерархическое строение диска можно предста-вить в виде дерева подкаталогов. Все имена подкаталогов отделяются друг от друга символом \..

Используя принятые обозначения обратимся, для примера, к файлу lex.exe: LESSON\EDITOR\LEX\lex[.exe]. В квадратных скоб-ках указывается необязательный параметр файла, т.е. его можно указывать, а можно опустить в описании файла.

Имя и тип файла не обеспечивают всех потребностей, которые возникают при работе с файлами. Чтобы указать отличительные особенности некоторых файлов вводится понятие атрибута файла. Имеются следующие атрибуты в MS-DOS:A - не архивированный; R - только для чтения; S - системный; H - скрытый. Атрибут A при-сваивается файлу для того, чтобы его можно было проще разыскать в подкаталогах при создании копий, обновлении старых файлов и реализации подобных операций, выполняемых с помощью некото-рых команд MS-DOS. Эти файлы по внутренней структуре ничем не отличаются от обычных, кроме атрибута A. Их не следует путать с архивированными файлами, получаемыми с помощью специальных программ - архиваторов.

Файлы "только для чтения" защищены от изменения и случайно-го стирания. Системные файлы обеспечивают работу операционной системы. Имена скрытых файлов и их характеристики при просмотре каталогов не выводятся на экран дисплея.

КОМАНДНЫЙ ПРОЦЕССОР анализирует и исполняет команды пользователя, поддерживает взаимодействие пользователя с опера-ционной системой. Команды операционной системы MS-DOS де-лятся на два типа внутренние и внешние. Внутренние команды на-

ходятся в файле командного процессора, а внешние команды нахо-дятся в файлах операционной системы. Внутренние команды можно разделить на два вида (по способу ввода ее в компьютер) - клавиш-ные и строковые. Клавишные команды подаются при нажатии оп-ределенных клавиш и выполняются сразу, строковые команды по-даются путем набора в командной строке ее кода и исполняются после нажатия клавиши <Enter>. Примеры клавишных команд:

<Esc> - отказ от выполнения задания;

<Ctrl+C> - отказ от набранной команды или запущенной про-граммы (не всегда);

<Ctrl+S> - останов изображения на экране;

<Ctrl+Alt+Del> - перезагрузка компьютера и другие, с которыми вы познакомитесь в ходе практических работ.

Правила подачи строковой команды - пользователь набирает команду на клавиатуре, вводя имя необходимой команды, в так на-зываемой командной строке, на экране после приглашения MS-DOS, которое выглядит следующим образом: _2C:>\_0 или _2C:>_0 или _2C:_0 могут быть и другие символы в строке. Команды, как говорилось выше, делятся на внутренние и внешние. Внутренние команды выполняет командный процессор, расположенный в файле COMMAND.COM, а внешние располагаются на диске в виде от-дельных файлов с расширением COM или EXE. Внешние команды могут располагаться на любом диске, поэтому для выполнения этих команд необходимо указывать маршрут их поиска. Общий вид ко-манд следующий: [путь]<имя команды> [параметры или ключи].

CLS -команда очищает экран от предыдущих сообщений, оста-ется только одно приглашение операционной системы.

VER - на экране появляется сообщение о загруженной в ПК

версии операционной системы MS-DOS.

Подготовка гибкого диска к работе.

Команда FORMAT d:[/1/4/8/B/N/T/V/S], где d: - накопитель, на котором проводится формирование диска;

/i - одностороннее формирование диска;

/4 - формирование двухсторонних дисков в накопителях высокой плотности. Эти диски могут надежно работать в накопителях с обычной плотности записи (360 Кбайт);

/8 - формирование восьми секторов на дорожке;

/B - формирование с созданием резерва места для записи сис-темных файлов версии MS-DOS 3.20 и старше;

/S - копирование на форматируемую дискету файлов системы MS-DOS 4.01;

/V - определяет имя (метку) диска (до 11 символов);

/T:число - определяет число дорожек на диске;

/N:число - определяет число секторов на дорожке;

/F:число - определяет размеры форматируемого диска.

Команды обслуживания каталогов.

DIR [/P/W]-просмотр каталогов, формат команды:

DIR [d:][путь][FILENAME][/P][/W], где d: - имя дисковода, путь - путь к файлу или каталогу, FILENAME - имя файла, /P - постра-ничный вывод на экран, /W - вывод имен и расширений файлов и подкаталогов в строку.

CD - изменение текущего каталога, формат команды:

CD [путь] - изменить или показать текущий каталог. Изменение

подкаталога в текущий независимо от того, с каким дисководом MS-DOS в настоящее время работает. Например, после выполнения команды A:\1A> cd a:\ на экране появится приглашение A:>, это го-ворит о том, что текущим стал корневой каталог диска A.

MD - создание подкаталога, формат команды:

MD каталог, каталог - имя создаваемого каталога или подкатало-га.

RD - уничтожение подкаталога, формат команды:

RD каталог, каталог - имя уничтожаемого каталога или подката-лога. Уничтожить можно только пустой каталог или подкаталог.

Команды для работы с файлами.

COPY - копирование файлов, формат команды:

COPY [путь] FILENAME1 [путь] [FILENAME2][/V][/A][/B], где [путь] FILENAME1 - путь и имя копируемого файла (откуда копи-руется)

[путь] [FILENAME2] - путь и имя результирующего файла (куда копируется)

/A - текстовой файл;

/В - нетекстовой (двоичный) файл;

/V - автоматическая проверка правильности копирования (вери-фикация).

При копировании допускается групповая спецификация имени и типа файлов, т.е. использование звездочки * вместо имени и типа.

Можно распечатать содержимое файла на принтере для этого не-обходимо в качестве FILENAME2 указать адрес принтера, т.е. на-брать PRN. Возможен вариант создания нового файла с клавиатуры - для этого необходимо в качестве FILENAME1 указать адрес кла-виатуры, т.е. набрать CON, а в качестве FILENAME2 указать имя и тип создаваемого файла.

XCOPY - копирование файлов и подкаталогов, формат команды:

[путь]XCOPY [путь]FILENAME1 [путьFILENAME2/A/D:/E/M/ P/S/V/W], где FILENAME1 - копируемый файл;

путьFILENAME2 - имя файла, куда копируется. Если в пути ука-зан несуществующий подкаталог, то он создается заново.

/A - копируются файлы только с атрибутами A;

/D:- копируются файлы созданные начиная с указанной даты, которая вводится в команду после двоеточия;

/E - копируются все подкаталоги, даже если они пустые. Режим работает только с параметром /S.

/M - копируются файлы только с атрибутами A, но после копи-рования в исходном файле атрибут A отменяется;

/P - требуется подтверждения желания копирования вводом: Y - для подтверждения или N - для отказа от копирования;

/S - копируются все файлы и все подкаталоги заданного катало-га. Пустые каталоги не копируются;

/V - проверка правильности копирования;

/W - перед копированием дается пауза для установки диска.

TYPE - просмотр файлов на экране дисплея, формат команды:

TYPE [путь]FILENAME, где [путь]FILENAME имя просматри-ваемого файла.

DEL или ERASE - уничтожение файлов, формат команды:

DEL [путь]FILENAME[/P] или ERASE [путь]FILENAME[/P], где [путь]FILENAME - подкаталог и имя уничтожаемого файла;

/P - запрос подтверждение уничтожения указанного файла;

Вывод информации на печатающее устройство.

PRINT - команда печати, формат команды:

[путь]PRINT [путьFILENAME]......[путьFILENAME10/Т/С/P/D:/ B:/Q:/U:/M:/S:], где

[путьFILENAME1...[путьFILENAME10]- имя выводимых на пе-чать файлов (до 10)

/Т - прекращения режима печати. Очередь распечатываемых файлов ликвидируется полностью. Текущая печать прерывается, выдается сообщение о завершении печати и происходит сдвиг бу-маги к новой странице;

/С - исключение из очереди файла, стоящего перед параметром, и всех последующих, пока не встретится параметр /Р;

/Р - добавление в существующую очередь файла, стоящего перед параметром, и всех последующих файлов, пока не встретится пара-метр /С

/D: имя - определяется устройство печати в качестве имени ис-пользуется зарезервированное слово, определяющее принтер или коммуникационное устройство. При первом выполнении команды и пропущенном параметре появляется запрос для определения печа-тающего устройства;

/В: число- величина буферной памяти <16348 (по умолчанию 512 байт)

/Q: число - максимальное число файлов в очереди 4<=число <=32 (по умолчанию 10);

/U: число - количество тактовых импульсов ожидания готовно-сти печатающего устройства 1<число<255 (по умолчанию 1);

/М: число - число тактовых импульсов, в течении которых ко-манда ожидает распечатку одного символа 2<число<255 (по умол-чанию 2);

/S: число - время, используемое планировщиком MS-DOS для команды PRINT 1<число< 255.

Группа параметров команды PRINT /D:/B:/Q:/U:/M:/S: определя-ется только во время первого выполнения команды. Когда параметр не указан, то его значение принимается по умолчанию, или система задает дополнительные вопросы для уточнения неизвестных пара-метров. Если в последующих вызовах команды PRINT будет указан какой-либо из этих параметров, то появится сообщение об ошибке.

Копирование дискет

Команда копирует содержимое одной дискеты на другую по до-рожкам. DISKCOPY - копирование дискет, формат команды:

DISKCOPY [d1:] [d2:][/1], где d1 - имя дисковода, на который устанавливается дискета-источник;

d2 - имя дисковода, на который будет копироваться информа-ция;

/1 - копируется только одна сторона дискеты. Если указаны два одинаковых параметра или не указано ни одного, то копирование производится с заменой дискет на указанном или текущем дисково-де.

Программа выдает в этом случае пользователю подсказки о не-обходимости установки на дисковод первой и второй дискет.

Если выходная дискета не форматирована, то происходит авто-матическое форматирование входной дискет в соответствии с пара-метрами входной дискеты.

Дата добавления: 2014-01-06