Операционные среды, системы и оболочки

191

С момента выпуска операционные системы PC DOS и MS DOS совершенствовались параллельно и аналогичным образом. В 1982 году появились версии 1.1. Главным преимуществом новой версии была возможность использования двухсторонних дискет (версия 1.0 позволяла работать только с односторонними дискетами), а также возможность пересылки принтеровского вывода на другие устройства. В 1983 году были разработаны версии 2.0. По сравнению с предыдущими они давали возможность использовать жесткий диск, обеспечивали усложненный иерархический каталог диска, включали встроенные устройства для дискет и систему управления файлами. MS DOS версии 3.0, выпущенной в 1984 г., предоставляла улучшенный вариант обслуживания жесткого диска и подсоединенных к компьютеру микрокомпьютеров. Последующие версии, включая версию 3.3, появившуюся в 1987 г., развивались в том же направлении. MS DOS версии 5.0 предоставляла возможность использования памяти, расположенной выше 1Mб. В MS DOS версии 6.0 были расширены возможности использования памяти, расположенной выше 1Mб, добавлены утилита оптимизации использования памяти Memmaker и средство увеличения эффективного дискового пространства DoubleSpace. В комплект поставки включены утилиты проверки и оптимизации жесткого диска ScanDisk и Defrag.

6.1.2 Основные части MS DOS

Основными частями операционной системы MS DOS являются [1]:

BIOS (Base Input Output System Data Area) – базовая систе-

ма ввода-вывода, представляющая собой базовый набор стандартно присутствующих в системе драйверов, которые находятся в ПЗУ (постоянном запоминающем устройстве). BIOS является только частью ПЗУ. Драйвер – это программа, которая обеспечивает обслуживание определенных устройств, осуществляющих управление и обмен информацией. BIOS, с одной стороны, является внешним компонентом для MS DOS, но с другой стороны, операционная система MS DOS без него не работает. Некоторые операционные системы отказываются от BIOS, тогда ядро операционной системы работает с аппаратным обеспече-

192

нием («железом») напрямую. Таким образом организована работа операционных систем OS/2, UNIX, Windows NT;

загрузчик операционной системы (BootRecord) – это очень короткая программа, находящаяся в первом секторе диска с операционной системой MS DOS11. Функция данной программы заключается в считывании в память двух модулей операционной системы IO.SYS и MSDOS.SYS, которые и завершают процесс загрузки ядра MS DOS. Жесткий диск (винчестер) может быть разбит на несколько логических дисков (разделов), в связи с этим в загрузчике операционной системы выделяются две части: первая часть загрузчика находится в первом секторе жесткого диска и предназначается для выбора раздела жесткого диска, с которого следует продолжить загрузку; вторая – находится в первом секторе выбранного раздела и предназначается для считывания в память модулей DOS и передачи им управления;

ядро ОС включает следующие основные компоненты: IO.SYS – систему ввода/вывода для устройств, которые не

предусмотрены в BIOS;

MSDOS.SYS – обработчик прерываний, реализующий основные высокоуровневые функции MS DOS;

командный процессор (интерпретатор команд) – про-

грамма, которая обрабатывает команды, вводимые пользователем. Команды делятся на внутренние и внешние. Внутренние команды командный процессор выполняет сам, а для выполнения внешних команд ищет на диске программу с соответствующим именем и при обнаружении загружает в память и передает ей управление. По окончании работы программы командный процессор удаляет программу из памяти и выводит сообщение о готовности к выполнению последующих команд. Командный процессор находится в дисковом файле COMMAND.COM;

утилиты (внешние команды MS DOS) – специальные программы, которые являются частью операционной системы и выполняют некий стандартный набор команд, например форма-

11 В настоящее время к персональному компьютеру может быть подключено до 2-х накопителей на гибких дисках и до 4-х накопителей на жестких дисках.

193

тирование и проверку дисков, отображение информации о доступной памяти и др.;

файлы конфигурации – это файлы CONFIG.SYS, AUTOEXEC.BAT, в которых выполняется процесс загрузки и инициализации конкретной конфигурации системы, настроенный на определенную рабочую обстановку. В файле CONFIG.SYS может содержаться вызов дополнительных драйверов.

6.1.3 Последовательность загрузки MS DOS

Начальная загрузка MS DOS выполняется автоматически в следующих случаях [1]:

-при включении электропитания компьютера;

-при нажатии на клавишу «Reset» на корпусе компьютера (такая клавиша есть не у всех моделей компьютеров);

-при одновременном нажатии клавиш Ctrl-Alt-Del на клавиатуре.

При выполнении начальной загрузки MS DOS работают программы проверки оборудования РOST, находящиеся в постоянной памяти компьютера. При обнаружении ошибок на экран выводится код ошибки. Самым длительным этапом проверки оборудования является проверка оперативной памяти.

После окончания работы программ тестирования оборудования запускается программа начальной загрузки BootRecord. Она пытается прочесть с диска программу загрузчика операционной системы. После того как с диска, с которого загружается операционная система, прочитана программа-загрузчик, программа BootRecord считывает в память компьютера модули операционной системы (для MS DOS – файлы IO.SYS и MSDOS.SYS) и передает им управление. Далее с того же диска читается файл конфигурации системы CONFIG.SYS и в соответствии с указаниями, содержащимися в этом файле, загружаются драйверы устройств и устанавливаются параметры операционной системы. Если файл CONFIG.SYS отсутствует, все параметры устанавливаются по умолчанию. После этого с диска, с которого загружается ОС, читается командный процессор (файл COMMAND.СОМ) и ему передается управление. Командный процессор выполняет командный файл AUTO-EXEC.BAT, если

194

этот файл имеется в корневом каталоге диска, с которого загружается ОС. В файле AUTOEXEC.BAT указывают команды и программы, выполняемые при каждом запуске компьютера. Например, в нем можно указать запуск программы, обеспечивающей ввод русских букв с клавиатуры. Если файл AUTOEXEC.BAT не найден в корневом каталоге диска, с которого загружается ОС, то MS DOS запрашивает у пользователя текущую дату и время. После выполнения файла AUTOEXEC.BAT процесс загрузки операционной системы заканчивается и MS DOS выдает приглашение.

6.1.4 Файл конфигурации MSDOS CONFIG.SYS

BIOS является общей и неизменяемой частью операционной системы. Изменение BIOS – нетривиальная задача, тесно связанная с особенностями аппаратуры конкретной модели персонального компьютера. Расширение BIOS с помощью дополнительного модуля MS DOS, который сравнительно легко модифицируется с учетом требований пользователя, придает гибкость операционной системе. С помощью механизма прерываний можно «перекрывать» вызов функций BIOS и дополнять дополнительными подпрограммами, обслуживающими новые внешние устройства. Необходимость подключения новых драйверов внешних устройств, а также изменение других параметров ОС указываются в файле конфигурации CONFIG.SYS.

Команды конфигурирования могут указывать:

1)дополнительные драйверы, которые необходимо под-

ключить к MS DOS (DEVICE=HIMEM.SYS);

2)режим реагирования на нажатие клавиш Ctrl-Break (Ctrl-

C)(BREAK=ON);

3)количество файлов, которые могут быть открыты одно-

временно (FILES=200);

4)количество буферов для обмена информацией с дисковым накопителем (BUFFERS=5);

5)имя файла, который будет играть роль нестандартного командного процессора вместо COMMAND.COM (SHELL=4DOS.COM).

195

6.1.5 Работа интерпретатора команд COMMAND.COM

В отличие от ядра файл с командным процессором может занимать на системном диске любое место и восприниматься как обычная программа. Основные функции командного процессора заключаются в следующем:

-прием и разбор команд, полученных с клавиатуры или из командного файла;

-исполнение встроенных команд MS DOS, находящихся внутри файла COMMAND.COM;

-загрузка и исполнение внешних программ MS DOS и прикладных программ;

-исполнение файла автозапуска AUTOEXEC.BAT.

Когда в качестве команды MS DOS командный процессор встречает имя файла, не совпадающее с именами встроенных команд, производится анализ типа этого файла, указанного в каталоге. Файлы типов COM и EXE считаются загрузочными и обрабатываются соответствующим образом, а файл BAT трактуется как командный.

Когда в качестве команды MS DOS используется имя командного файла, командный процессор последовательно читает и интерпретирует 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 интерпретация командного файла приостанавливается и начинается работа вызванной программы. После ее завершения управление возвращается к командному процессору.

Язык команд MS DOS служит основным средством общения пользователя с операционной системой. После вызова ка- кой-либо прикладной программы пользователь взаимодействует именно с вызванной программой, а не с MS DOS, вплоть до окончания задачи, после чего вновь вступает в действие командный процессор. Общий вид команды MS DOS:

команда аргумент1 … аргументN /параметр1 … /параметрN

Здесь команда – обязательный аргумент. Аргументы аргумент1 … аргументN требуются не во всякой команде, и кроме того, в некоторых командах часть из них может опускаться. То же са-

196

мое относится к параметрам (флажкам) – параметр1 … параметрN. Аргументы обычно указывают на объекты, с которыми имеет дело данная команда: имена дисков, каталогов, файлов, внешних устройств. Флажки служат для задания различных модификаций и режимов исполнения команд.

6.1.6 Командный файл автозапуска AUTOEXEC.BAT

В файле AUTOEXEC.BAT удобно размещать различные команды, которые осуществляют всю необходимую настройку системы. Рассмотрим фрагменты некоторых команд, которые полезно вносить в файл AUTOEXEC.BAT.

Фрагмент 1

@ECHO OFF

РATH C:\;C:\ARC;\C:\WORK РROMРT $Р$G

VER DATE /T

Команда ECHO OFF отключает вывод на экран сообщений о выполнении команд в BAT-файле. Символ @ перед командой отключает вывод сообщения ECHO OFF на экран.

Начиная со второй строки этого файла, стоят команды, обеспечивающие создание определенной операционной обстановки.

Команда РATH устанавливает альтернативные маршруты поиска исполняемых файлов.

Команда РROMРT задает формат приглашения MS DOS. Задание формата приглашения осуществляется аргументом команды – строкой, состоящей из обычных текстовых и специальных управляющих символов. Управляющие символы снабжаются префиксом (знаком $), отличающим их от обычных символов. Наиболее часто используются следующие управляющие символы:

$Р – выдача имени текущего каталога; $T – выдача текущего времени;

$D – выдача текущей даты;

197

$G – выдача символа-разделителя >.

В рассматриваемом фрагменте строка $Р$G в команде РROMРT обеспечивает выдачу приглашения следующей формы:

C:\WORK>.

Если бы строка имела вид $T$D$B$Р$G, то в приглашение были бы включены сообщения о времени и дате:

8:50:01.01 Mon 01-01-02 | С:\WORK>.

Команда VER предназначена для вывода на экран номера текущей версии операционной системы.

Команда DATE /T выводит текущую дату на экран. Данная команда без параметров выведет текущую дату и предложит осуществить ввод новой текущей даты.

Часто система конфигурируется таким образом, чтобы ею могли пользоваться несколько человек. Настройка конфигурации в соответствии с кодом позволяет пользователю погрузиться в требуемую ему среду. В файле AUTOEXEC.BAT могут быть указаны такие параметры операционной обстановки, как имя конкретного рабочего каталога, имена альтернативных каталогов с различными вспомогательными файлами, имя первой исполняемой команды и др.

Фрагмент 2

В файл AUTOEXEC.BAT заносятся команды, позволяющие запрашивать код пользователя, а затем, проанализировав его, передавать управление на одну из ветвей:

@ECHO OFF

РATH C:\;C:\ARC;\C:\WORK РROMРT $Р$G

VER

IF EXIST MAIL TYРE MAIL :BEGIN

ECHO Пользователи этой машины

ECHO 1 – Алексей 2 – Петр 3 – Иван 4 – остальные

CHOICE /C:1234

IF ERRORLEVEL 4 GOTO WORK

IF ERRORLEVEL 3 GOTO IVAN

198

IF ERRORLEVEL 2 GOTO РETER

IF ERRORLEVEL 1 GOTO ALEX GOTO BEGIN

:IVAN

CD IVAN

START :РETER

CD РETER START

:ALEX

CD ALEX START

:WORK

CD WORK

В данном примере введена команда IF EXIST MAIL TYРE MAIL, которая обеспечивает вывод на экран файла MAIL, если он присутствует в корневом каталоге.

Строки, начинающиеся с символа двоеточие, такие как

:BEGIN, :IVAN, :РETER, :ALEX, :WORK, – это метки, на кото-

рые осуществляется переход командой GOTO.

Команда ECHO с текстовой строкой предназначена для вывода этой строки на экран.

Команда CHOICE /C:1234 запрашивает ввод символов с клавиатуры и зависимости от ключей, расположенных за символом двоеточие, команда IF ERRORLEVEL осуществляет переход на ту или иную метку.

Команда CD осуществляет смену текущего каталога.

6.1.7Командный язык MS DOS и файлы пакетной обработки

Собственно синтаксис командной строки операционной системы MS DOS подробно описан во множестве работ, посвященных этой системе. Там же можно найти описание команд MS DOS, их ключей, параметров и особенностей использования. Можно воспользоваться электронным справочником по операционной системе MS DOS – Teach Help, а также вызовом справ-

199

ки по команде, заложенной в ОС, используя символы «/?» в качестве аргумента для команды.

Командный файл (файл пакетной обработки) – это тек-

стовый файл в коде ASCII, состоящий из группы команд MS DOS. Правила идентификации командных файлов совпадают с общими правилами идентификации файлов. Единственное исключение – командный файл всегда записывается на диск с расширением «.ВАТ» (BATch).

Обратиться к командному файлу крайне просто. Набирается команда старта, т.е. имя файла, и нажимается клавиша Enter. После введения команды файл выбирается из рабочего каталога указанного или рабочего диска. Если в рабочем каталоге его нет, то поиск файла будет производиться в каталогах, описанных командой РАТН или AРРEND. При нахождении файла первая из его команд загружается в память, отображается на экране и выполняется. Этот процесс повторяется последовательно для всех команд файла (от первой до последней команды).

Команды MS DOS подразделяются на внутренние, встроенные в саму операционную систему, и внешние, выполненные в виде отдельных файлов, имя которых и является командой.

К командам помощи в MS DOS относятся: <команда> /?, fasthelp, help. Командой смена текущего диска является команда: <имя_диска>. С диска с: начинаются логические диски жесткого диска(ов). Диски a: и b: – это дискеты.

Рассмотрим другие основные команды MS DOS. Командой установки (+) или снятия (–) заданного(ных) ат-

рибута(ов) является команда:

ATTRIB <+/-атрибут(ы)> <ключи> <имя файла(ов)>

где атрибуты показывают тип файла:

r – файл только для чтения (read only); a – архивный файл (archive);

h – скрытый файл (hidden); s – системный файл (system).

BACKUP – программа-оболочка для создания резервных копий.

CALIBRATE <дисковод:> <параметры> – проверка надеж-

ности жесткого диска.

200

CD – смена текущей директории (cd\ – зайти в корневую директорию; cd kat – зайти в директорию KAT текущей директории; cd .. – подняться на один уровень вверх по файловой структуре).

CHECKDISK – проверка жесткого диска на наличие оши-

бок.

CLS – очистка экрана монитора.

COPY <ключи> <источник> <ключи> <назначение> – ко-

пирование файла(ов) из источника в назначение. В качестве источника и назначения могут служить логические имена физических устройств:

CON – консоль (при вводе – клавиатура; при выводе – монитор);

LPT – параллельный порт;

COM и AUX – последовательный порт; PRN – принтер.

В данной команде используются следующие значения ключей для файлов:

/a – файл расматривается как последовательность символов; /b – файл расматривается как последовательность бит;

/v – копирование происходит с проверкой.

Команда COPY может служить и для обьединения файлов:

COPY имя_файла_1 имя_файла_n имя_общего_файла.

DATE <нужная дата> – настройка системного календаря.

DEFRAG <имя диска> <параметры> – устранение фрагмен-

тации диска, где параметры: /f – полная оптимизация диска; /u – только дефрагментация.

DEL <имя файла> – удаление указанного файла. DIR<путь> <ключи> – просмотр списка поддиректорий и

файлов в текущей директории, где используются следующие зна-

чения ключей:

/p – постраничный вывод информации; /w – вывод на всю ширину экрана;

/a: – вывод файлов по заданным атрибутам, где после знака «:» приводятся следующие параметры:

r – файлы только для чтения; h – скрытые файлы;

s – системные файлы;