1. Основные характеристики ms dos
MS DOS (Microsoft Disk Operating System – дисковая операционная система фирмы Microsoft) – это 16-разрядная однопользовательская однозадачная операционная система, принятая в качестве базовой для работы на IBM-совместимых компьютерах. В определении дана почти полная характеристика названной операционной системе. Во-первых, MS DOS предназначена для загрузки в память ПЭВМ с магнитного диска (гибкого или жесткого). В ней не предусмотрено встроенной поддержки накопителей на магнитных лентах.
Во-вторых, MS DOS является однопользовательской однозадачной ОС. Это значит, что она позволяет одновременно решать только одну задачу (т. е., может обслуживать только одну программу) или отвечать на запросы (выполнять команды) только одного пользователя. Отсюда следует, что MS DOS является операционной системой реального времени (такая ОС может обслуживать только те вычислительные процессы, скорость которых согласована со скоростью временных процессов, т. е., ходом реального времени).
С начала 80-х годов (первый IBM PC с операционной системой MS DOS поступил в продажу в 1981 г.) и по настоящее время было выпущено несколько версий операционной системы MS DOS. Последними такими версиями стали MS DOS 6.22 и MS DOS 7.0. Все они отличались друг от друга, в основном, возможностями по управлению накопителями на магнитных дисках и оперативной памятью. В частности, в последних версиях MS DOS программы могут занимать только первый мегабайт пространства оперативной памяти ПЭВМ, остальная память используется только для хранения данных.
Наибольшую популярность у пользователей ПЭВМ последних лет получила версия ОС MS DOS 6.22, появившаяся в мае 1994г. Она содержит, в отличие от первоначальных версий, множество усовершенствований. Например, в операционную систему встроены программные модули сжатия файлов Drive Space, программа резервного копирования, антивирусная программа, оптимизатор жесткого диска, дефрагментатор файлов и программа автоматического конфигурирования памяти.
Независимо от версии ОС MS DOS, структура (состав) ее остается одинаковой. На рис.1 представлены основные программные модули MS DOS и места их расположения. Операционная система MS DOS состоит из следующих частей: базовой системы ввода-вывода (BIOS), программы-загрузчика(BOOT), дисковых файлов IO.SYS и MSDOS.SYS, командного процессора (COMMAND.COM), драйверов устройств и внешних команд DOS.
Базовая система ввода-вывода (BIOS) находится в интегральной схеме ПЗУ ПЭВМ. BIOS представляет операционной системе стандартные программы для обслуживания операций ввода-вывода. Это – наиболее простые программы-драйверы, предназначенные для работы всех стандартных устройств – дисплея, клавиатуры, дисков, принтера, последовательного порта, интервального таймера, часов реального времени.
Рисунок 1 – Структура операционной системы MS DOS
После включения питания компьютера первой начинает работать BIOS. Вначале осуществляется проверка аппаратных средств (монитора, ОЗУ, клавиатуры, накопителей информации на дисках) и в случае неисправности какого-либо из устройств операционная система сообщает об этом пользователю соответствующей серией звуковых сигналов.
По окончании проверок BIOS передает управление программе-загрузчику. Загрузчик операционной системы (BOOT) – короткая программа, записанная в первом секторе раздела системного диска. Этот сектор занимает на диске строго определенное место и называется бут-сектор. Программа-загрузчик загружает в оперативную память компьютера системный файл IO.SYS и передает ему управление дальнейшей загрузкой модулей ОС.
Системные файлы IO. SYS и MSDOS.SYS, называемые также дисковыми файлами, загружаются в оперативную память компьютера и находятся там резидентно, т.е. постоянно. Оба названных файла размещаются на загрузочном (системном) диске в строго определенном месте (сектора, следующие за бут-сектором).
Файл IO.SYS дополняет программы BIOS. Он позволяет загрузить в оперативную память драйверы, обслуживающие внешние устройства, которых нет в BIOS. Какие именно драйверы необходимо загрузить описано в файле конфигурации CONFIG.SYS. Файл IO.SYS включает также модуль SYSINIT, управляющий процессом загрузки ОС.
Файл MSDOS.SYS управляет обработкой прерываний высокого уровня. Этот модуль содержит ядро ОС – средства, предназначенные для управления прикладными программами, оперативной памятью и дисковыми данными.
Всего в персональном компьютере используется 256 прерываний (с 0-го по 255-е) – специальных аппаратных и программных средств, обеспечивающих возможность переключения с одной программы на другую и возврат для продолжения прерванной программы. BIOS обслуживает прерывания с номерами 0 … 31 (прерывания нижнего уровня). Прерывания с номерами 32 … 255 (прерывания верхнего уровня) обслуживает модуль обработки прерываний MSDOS.SYS.
Файлы IO.SYS и MSDOS.SYS не могут быть скопированы на другой диск обычными командами копирования. Для их записи на диск применяется специальная команда DOS SYS.COM. Кроме этого указанные файлы можно записать на диск при его форматировании.
После загрузки ядра операционной системы модульSYSINIT выполняет команды текстового файлаCONFIG.SYS, которыйнаходится в корневом каталоге системного диска. Команды файла конфигурации CONFIG.SYS определяют режим работы MS DOS и загружают драйверы устройств и резидентные программы.
Далее в память загружается командный процессор.
Командный процессор (COMMAND.COM) предназначен для реализации следующих функций:
прием и синтаксический разбор команд, полученных с клавиатуры или из командного файла;
исполнение внутренних команд операционной системы;
загрузка и исполнение внешних команд операционной системы и прикладных программ пользователя (файлов с расширениями COM, EXE, BAT).
Файл COMMAND.COM может быть записан на системном диске в любом его месте. Командный процессор располагает двумя модулями – резидентным и транзитным. Команды внутреннего, или резидентного, модуля при загрузке ОС помещаются в резидентную область оперативной памяти и выполняются непосредственно командным процессором. Транзитные команды находятся в модуле, расположенном на диске. Для выполнения транзитных команд командный процессор находит их и загружает в память, после чего передает им управление.
Процесс загрузки завершается выполнением команд файла автозапуска AUTOEXEC.BAT, расположенного в корневом каталоге системного диска. Выполнение программ и установка переменных окружения, определяемых в этом файле, должны быть согласованы с установками файла CONFIG.SYS. Если файл AUTOEXEC.BAT в корневом каталоге отсутствует, то загрузка MS DOS завершается.
Файл AUTOEXEC.BAT – это командный файл, предназначенный для хранения команд, осуществляющих настройку системы. Особенностью файла является то, что DOS автоматически выполняет содержащиеся в нем команды, считая их частью процедуры загрузки. Этот файл должен постоянно находиться в корневом каталоге загрузочного диска.
Драйверы устройств – программы ввода-вывода, дополняющие BIOS для нестандартных устройств. Они позволяют расширить возможности операционной системы, обеспечивая обслуживание новых или нестандартных устройств, для которых отсутствуют программы-драйверы в BIOS. К числу таких программ, например, относятся программы ввода русских букв с клавиатуры, доступ к оперативной памяти свыше одного мегабайта и т.д.
Прикладные программы MS DOS поставляются для реализации таких важных операций, как проверка дисков, форматирование и т.д.
Драйверы устройств и прикладные программы могут размещаться как на системном (загрузочном) диске, так и на других дисках.
По первому учебному вопросу можно сделать следующие выводы:
Операционная система MS DOS является дисковой операционной системой (т. е., загрузка ее модулей в ОЗУ персонального компьютера возможна только с магнитного диска).
Основными составными частями ОС MS DOS являются: базовая система ввода-вывода, программа-загрузчик, модуль расширения BIOS (файл IO.SYS) и модуль обработки прерываний (файл MSDOS.SYS), командный процессор (файл COMMAND.COM), драйверы устройств и внешние команды DOS.
Системные файлы должны размещаться на загрузочном диске, как правило, в строго определенных местах.