Организационно-методические указания по проведению занятия (стр. 1 из 7)
На данную лекцию выносится основной теоретический материал об файловой системе MS DOS. Лекция проводится в стандартной наглядно-объяснительной форме.
Особенностью проведения лекции является то, что она изучает основную организацию файловых систем современных ОС.
В начале лекции необходимо довести тему занятия и записать ее на доске, цель лекции, рассматриваемые вопросы и используемую литературу.
В лекции № 3 рассматриваются три вопроса.
При рассмотрении первого вопроса акцентировать внимание на особенностях организации дискового пространства, в частности появление термина "логический диск". Особо выделить назначение и структуру таблицы размещения файлов и каталогов, ее организацию как связного списка, связав практическую реализацию с изученной ранее теорией. Вопрос излагать применительно к файловой системе FAT16, обратив особое внимание на описание файлов в виде дескрипторов, наличие множества атрибутов файлов и форматов, подчеркнуть целесообразность использования утилиты FDISK в противовес другим диск-менеджерам.
При рассмотрении второго вопроса акцентировать внимание на особенностях адресной арифметики при различной разрядности процессоров, а также на возникающие при этом ограничения на адресуемый объем оперативной памяти, заостряя внимание на предельном пространстве памяти, доступном DOS-программам (640К). Указать расположение в ОЗУ резидентных программ DOS, драйверов и пользовательских программ. Подчеркнуть различия между дополнительной и расширенной видами памяти, приводящие к разным способам ее использования. Показать необходимость применения специальных программ (менеджеров памяти) для обеспечения возможности программам DOS использовать ОЗУ с адресами, большими 640К.
При раскрытии третьего вопроса соблюсти следующую последовательность изложения: суть DOS-прерываний; векторы прерываний; запрет/разрешение прерываний пользователем.
После каждого вопроса и в конце лекции необходимо сделать выводы. В заключительной части занятия необходимо дать оценку степени освоения курсантами учебных вопросов, скорректировать (при необходимости) задание для самостоятельной работы по данной теме и выдать задание на самоподготовку.
В результате лекции курсанты должны
иметь представление:
· о логической структуре диска MS DOS;
· о файлах и каталогах MS DOS;
· о программе FDISK и дисковых менеджерах;
· об адресной арифметике и ограничениях на память;
· о структуре основной памяти MS DOS;
· о дополнительной и расширенной видах памяти MS DOS;
· об эффективном использовании ОЗУ программами MS DOS;
· о прерываниях ПК и MS DOS;
знать и уметь использовать:
· файловую систему MS DOS;
· операции над файлами в MS DOS;
· пакетные файлы MS DOS;
· таблицу векторов прерывания;
Материал данной лекции обеспечивает базу для изучения таких дисциплин, как "Организация баз данных", "Методы искусственного интеллекта, базы знаний и экспертные системы, "Компьютерная графика"
Тема лекции «1.6.2. Однозадачные однопользовательские операционные системы. Файловая система MS DOS»
1.6.2. Файловая система MS DOS. 2
1.6.2.1. Логическая структура диска в DOS. 2
1.6.2.1.1. Логические диски и таблица разделов. 2
1.6.2.1.2. Загрузочная запись ВООТ. 5
1.6.2.1.3. Таблица размещения файлов. 7
1.6.2.3. Программа FDISK и диск-менеджеры.. 11
1.6.2.4. Работа с файловой системой DOS. 12
1.6.2.5. Пакетные файлы в MS DOS. 14
1.6.3. Организация памяти MS DOS. 15
1.6.3.1. Адресная арифметика и ограничения на память. 15
1.6.3.2. Структура основной памяти MS DOS. 15
1.6.3.3. Дополнительная и расширенная виды памяти MS DOS. 17
1.6.3.4. Эффективное использование ОЗУ программами MS DOS. 19
1.6.4. Прерывания ПК и MS DOS. 20
1.6.4.1. Таблица векторов прерываний. 20
1.6.4.2. Зaпpeт/paзpeшeниe oтдeльныx aппapaтныx пpepывaний. 21
ВВОДНАЯ ЧАСТЬ
После доклада дежурного проверить наличие курсантов в аудитории в соответствии с классным журналом и расходом личного состава.
Довести тему, цель и рассматриваемые вопросы занятия до обучаемых, убедившись, что каждый произвел запись в своем конспекте.
II. ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ
1.6.2. Файловая система MS DOS
1.6.2.1. Логическая структура диска в DOS
1.6.2.1.1. Логические диски и таблица разделов
Персональный компьютер может быть укомплектован от одного до четырех накопителей на жестких магнитных дисках (НЖМД). Однако операционная система позволяет осуществить разбиение каждого из физических носителей НЖМД на части - «логические» диски, причем каждый такой логический диск будет рассматриваться как автономный накопитель.
Необходимость разбиения большого дискового пространства на совокупность дисковых пространств меньшего размера обусловлена следующими причинами:
· с освоением производителями НЖМД выпуска накопителей большой емкости (до 4 Гбайт и выше) оказалось, что используемый DOS механизм адресации секторов не позволяет использовать диски большого объема;
· в случае повреждения логического диска пропадает только та информация, которая находилась на этом логическом диске;
· реорганизация и выгрузка диска небольшого размера проще и быстрее, чем диска большой емкости;
· возможно разделение дискового пространства между отдельными пользователями и установка защиты логических дисков от несанкционированного доступа;
· на одном физическом диске может быть размещено несколько операционных систем, расположенных на разных логических дисках и т.п.
Файловая система MS DOS обеспечивает работу с логическими дисками, каждому из которых присваивается имя в виде буквы латинского алфавита от «А» до «Z», причем литеры «А» и «В» зарезервированы за накопителями на гибких магнитных дисках (дискетах).
По своей внутренней структуре логический диск и дискета полностью совпадают, так что рассмотрим логическую структуру жесткого диска.
Утилита MS-DOS FDISK позволяет создать один первичный раздел DOS и один расширенный раздел (рис.6.8).
Первичный раздел должен быть активным, он используется как диск С: и из него выполняется загрузка операционной системы. Расширенный раздел разбивается утилитой на логические диски D:, E: и т.д.; он не может быть активным.
Если в элементе таблицы разделов байт кода системы имеет значение 5, то в начале раздела, указанном в этом элементе, располагается сектор, содержащий таблицу логических дисков. Фактически эта таблица является расширением таблицы разделов диска, расположенной в самом первом секторе физического диска. Таблица логических дисков имеет формат, аналогичный таблице разделов диска, но имеет только два элемента. Один из них указывает на первый сектор логического диска DOS, он имеет код системы 1 или 4. Второй элемент может иметь код системы, равный 5 или 0. Если этот код равен 5, то элемент указывает на следующую таблицу логических дисков. Если код системы равен 0, то соответствующий элемент не используется.
 |
Рис.6.8. Логическая структура диска в DOS
Если в элементе таблицы разделов байт кода системы имеет значение 5, то в начале раздела, указанном в этом элементе, располагается сектор, содержащий таблицу логических дисков. Фактически эта таблица является расширением таблицы разделов диска, расположенной в самом первом секторе физического диска. Таблица логических дисков имеет формат, аналогичный таблице разделов диска, но имеет только два элемента. Один из них указывает на первый сектор логического диска DOS, он имеет код системы 1 или 4. Второй элемент может иметь код системы, равный 5 или 0. Если этот код равен 5, то элемент указывает на следующую таблицу логических дисков. Если код системы равен 0, то соответствующий элемент не используется.
Из сказанного выше следует, что таблицы логических дисков связаны в список, на начало этого списка указывает элемент таблицы разделов диска с кодом системы, равным 5.
Для таблицы логических дисков имеется отличие в использовании полей границ логических дисков: если код системы равен 1 или 4, эти границы вычисляются относительно начала расширенного раздела; для элемента с кодом системы5 используется абсолютная адресация (относительно физического начала диска).
Операционная система не предоставляет программам никаких средств для работы с главной загрузочной записью и таблицей разделов диска.
1.6.2.1.2. Загрузочная запись ВООТ
Самый первый сектор логического диска (и самый первый сектор на системной дискете) занимает загрузочная запись (Boot Record). Эта запись считывается из активного раздела диска программой главной загрузочной записи (Master Boot Record) и запускается на выполнение. Задача загрузочной записи - выполнить загрузку операционной системы. Каждый тип операционной системы имеет свою загрузочную запись. Даже для разный версий одной и той же операционной системы программа загрузки может выполнять различные действия.
Кроме программы начальной загрузки операционной системы в загрузочной записи находятся параметры, описывающие характеристики данного логического диска. Все параметры располагаются в самом начале сектора, в его так называемой форматированной области. Формат этой области разный для DOS версий до 4.0 и версий после 4.0. Приведем формат записи BOOT для DOS версий, более ранних, чем 4.0 (см. табл.6.6).
Таблица 6.6.