Лекции по курсу "Информатика" (стр. 15 из 17)

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).

В таблице 1 указывается место нахождения модулей операционной системы.

Рассмотрим функции модулей MS-DOS и алгоритм (см. приложение

1) 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 переключения с одной программы на другую и возврат к продолжению прерванной программы за счет операций процессора, называемых прерыванием. Прерывание - это операция процессора, состоящая в сохранении состояния процессора, предшествовавшего прерыванию, и установлении нового состояния. Это состояние запоминается в регистрах процессора и называется - слово состояние процессора, 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 выражается в прекращении выполнения текущей команды для обработки возникщего условия. Прерывание иногда позволяет обработать такое 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 возникшую ситуацию. На BIOS возложена задача обслуживать прерывания нижнего уровня, т.е. тех, которые требуют непосредственного управления аппаратными компонентами компьютера. Это прерывания 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, предоставляет возможность другим программам, а также и самой операционной системе, обращаться к внешним устройствам компьютера 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 первоначальной загрузки просматривает каталог гибкого диска А, при его отсутствии - диска С, убедившись, что первые два файла являются модулями IO.SYS и MSDOS.SYS, считывает их в ОЗУ компьютера. Оба файла размещаются на диске всегда первыми, что делает диск системным, и снабжены специальным атрибутом файла, который 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 загружается в ОЗУ и остается в ней постоянно.

Расширение BIOS придает гибкость операционной системе, позволяя добавлять к BIOS драйверы, обслуживающие дополнительные устройства. Драйверы требуются в тех случаях, когда обмен информацией с устройствами должен происходить иначе, чем принято в BIOS. О необходимости подключения к операционной системе драйверов внешних устройств, а также об изменении параметров операционной системы сообщается в файле конфигурации CONFIG.SYS. Этот файл обрабатывается модулем расширения BIOS.

4.Модуль обработки прерываний (MSDOS.SYS) является основным модулем операционной системы. Он обеспечивает взаимодействие с программами пользователя. Так же, как и модуль BIOS, модуль обработки прерываний (MSDOS.SYS) загружается в ОЗУ и остается 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 подпрограммам 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 обработки 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 прикладными программами.

5.Командный процессор хранится в виде файла с именем COMAND.COM, обычно на том диске, с которого загружается операционная система. В отличие от рассмотренных выше двух модулей файл с командным процессором может занимать на диске любое место и трактуется как обычная программа.

Функции командного процессора заключается в следующем:

1. Прием и синтаксический разбор команд, полученных с клавиатуры или из командного файла;

2. Исполнение внутренних команд операционной системы;

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

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

Запуск прикладной программы осуществляется так же, как обращение к внешней команде. В функции командного процессора входит также исполнение командных файлов. Один из них, а именно 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 программы, то выполнение командного файла приостанавливается и начинается работа вызванной программы. После ее завершения продолжается выполнение командного файла.

При загрузке в память компьютера командный процессор распадается на две части: резидентную (постоянно находящуюся в памяти) и нерезидентную, которая располагается в область памяти, доступной любой программе пользователя.

Таким образом, любая программа может занять эту область памяти, "затерев" (уничтожив) нерезидентную часть командного процессора. 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 установка системного гибкого диска.

Виртуальный диск - область оперативной памяти компьютера, с которой можно работать так же, как с диском.

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

В состав MS-DOS входит более трех десятков программ, предназначенных для различных целей. Приведу 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 экрана и другие, с которыми Вы познакомитесь в ходе практических занятий.

7.Драйверы устройств - это специальные резидентные программы, которые дополняют систему ввода/вывода и обеспечивают обслуживание дополнительных внешних устройств или нестандартное использование имеющихся устройств. Драйверы хранятся в файлах имена, которых имеют расширение SYS. Они загружаются в память компьютера при загрузке операционной системы. Необходимость 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.