Операционные системы

     C:\KAT1\KAT2 

Текущим диском является жесткий диск С. Текущим каталогом — каталог вторе: уровня KAT2, входит в каталог первого уровня KAT1, который, в свою очередь, зарегистрирован в главном каталоге. 

     Возможны три варианта организации пути доступа к файлу в зависимости от места его регистрации:

• файл находится в текущем каталоге (путь отсутствует). При организации доступа к файлу достаточно указать его полное имя;
• файл находится в пассивном каталоге одного из нижних уровней, подчиненного текущему каталогу. При организации доступа к файлу необходимо указать путь, в котором перечислены все имена каталогов нижнего уровня, лежащих на этом пути (включая каталогов котором зарегистрирован данный файл);
• файл находится в пассивном каталоге на другой ветке по отношению к местонахождению текущего каталога иерархической структуры. При организации доступа к файлу необходимо указать путь, начиная с главного каталога, т.е. с символа \. Это объясняется тем, что в иерархической структуре движение возможно только по вертикали сверху-вниз. Горизонтальные переходы из каталога в каталог недопустимы. В нижеприведенных примерах иллюстрируются возможные варианты пути.

 

Структура записей в каталоге 

   Запись о файле в каталоге содержит имя и тип файла, объем файла в байтах дату создания, время создания и еще ряд параметров, необходимых операционной системе для организации доступа.

   Запись о подкаталоге нижнего уровня в родительском каталоге содержит е г имя, признак <DIR>, дату и время создания. 

     Варианты содержимого каталога:

   1-й вариант. В каталоге хранятся только записи о файлах.

Перед записями о файлах выводится сообщение о названии каталога. В данном случае — это главный каталог гибкого диска А. В конце содержимого каталога выводится сообщение о количестве файлов, хранящихся на диске, и о свободном пространстве диска в байтах. Например, в приводимом выше каталоге выводится сообщение: 

4 file(s) 359560 bytes free

Количество файлов на диске Объем свободного пространства диска,

байт 

     2 – й вариант. В каталоге только записи о каталогах нижнего уровня.

     В конце каталога, как и в предыдущем случае, вы увидите аналогичную рассмотренной выше запись об объеме свободного пространства на диске.  

   3-й вариант. В каталоге хранятся записи как о файлах, так и о каталогах нижнего уровня. Из этой структуры видно, что в данном каталоге имеются 3 файла и каталога нижнего уровня BASIC и LEXICON. На диске свободного пространства 2,6575 Мбайт. 

Directory of С:\

command      сом          23450 12-06-96 11:45

config            sys           12600 09-25-97 09:30

kniga              txt           268500 07-03-97 10:20

BASIC                    <DIR>                                03-25-95                    11:10

LEXICON               <DIR>                                01-10-95                    10:10 
                                            3 files 2657500 bytes free

Рис. 9.7.  В главном каталоге хранятся файлы и подкаталоги 

     Рассмотренные выше три варианта представления каталогов отражают содержимое главного каталога. Структура каталогов, начиная с 1-го уровня и ниже, идентична и отличается от главного только тем, что перед записями о файлах и каталогах нижнего уровня поются две записи с многоточием.

     Точки, которые вы видите вначале, означают, что на экран вызвано содержимое под-тога (каталога 1-го уровня) KNIGA, который содержит два текстовых файла SVET и TON.

 

МОДУЛЬНАЯ СТРУКТУРА MS DOS  

Модули операционной системы MS DOS 

Понятие модуля широко используется применительно как к аппаратной, так и к программной части компьютера. 

Модуль — унифицированная самостоятельная функциональная часть системы, имеющая законченное оформление и средства сопряжения с другими функциональными узлами и модулями. 

Структуру операционной системы MS DOS образуют модули:

• BIOS (Basic Input/Output System) — базовая система ввода-вывода;
• модуль расширения — ЕМ BIOS (Extension Module BIOS) в виде файла с именем IO.SYS;
• базовый модуль (ВМ — Basic Module) дисковой операционной системы (БДОС) в виде файла с именем MSDOS.SYS;
• командный процессор или интерпретатор команд (CI — Command Interpreter) в виде файла с именем COMMAND.COM;
• внешние команды и драйверы, утилиты — файлы с расширением .COM, .EXE, .SYS:
• системный загрузчик (SB — System Bootstrap);
• инструментальные средства DOS: система программирования MS DOS QBASIC; текстовый редактор MS DOS EDITOR, обеспечивающий подготовку текстовых документов и текстов исходных программ; отладчик DEBUG для тестирования и отлаживания исполняемых файлов.

     BIOS, модуль расширения ЕМ BIOS, загружаемые (внешние) драйверы, системный загрузчик составляют машинозависимую часть операционной системы.

     Базовый модуль DOS, командный процессор, внешние команды, инструментальные средства составляют машинонезависимую часть операционной системы.

     Операционная система MS DOS, кроме модуля BIOS, хранится на внешнем носителе, обычно на жестком, реже на гибком диске. После включения компьютера в сеть начинается процесс перезаписи операционной системы MS DOS с диска в оперативную память. Этот процесс получил название загрузка операционной системы. Алгоритм загрузки будет рассмотрен далее. 

О системе прерываний 

Основным механизмом функционирования MS DOS является система прерываний. 

Прерывания — это процедуры, которые компьютер вызывает для выполнения определенной задачи. 

     Существуют аппаратные, логические и программные прерывания.

     Аппаратные прерывания инициируются аппаратурой, например сигналом от принтера, нажатием клавиши на клавиатуре, сигналом от таймера и другими причинами.

     Логические прерывания возникают при нестандартных ситуациях в работе микропроцессора, например деление на нуль, переполнение регистров и др.

     Программные  прерывания  инициируются программами, т.е. появляются, да одна программа хочет получить сервис со стороны другой программы, например доступ к определенным аппаратным средствам.

     Каждое прерывание имеет уникальный номер, и с ним связана определенная подпрограмм. Когда вызывается прерывание, процессор оставляет свою работу и выполняет пре-е. Затем загружается адрес программы обработки прерывания и ей передается управление. После окончания ее работы управление передается основной программе, которая была прервана. Аппаратные прерывания относятся к прерываниям низшего уровня, им присвоены младшие номера, и обслуживает их базовая система ввода-вывода. Логические и программные прерывания относят к верхнему уровню, они имеют большие номера, и их обживает в основном базовый модуль DOS. 

Функции и назначение базовой системы ввода-вывода BIOS 

Базовая система ввода-вывода BIOS —самый близкий к аппаратуре компонент DOS. BIOS находится в постоянной памяти, которая входит в комплект поставки персонального компьютера. Тип операционной системы может изменяться, a BIOS остается постоянным. Поэтому BIOS, являясь неизменяемой частью персонального компьютера, с одной стороны, может рассматриваться как компонент аппаратной части, а с другой стороны как компонент любой операционной системы, в том числе и MS DOS. Строго говоря, S не входит в состав MS DOS, но, учитывая, что без этого модуля функционирование операционной системы невозможно, будем считать его компонентом ее структуры. 

     Основная функция BIOS реализуется в процессе нормальной работы персонального компьютера. Это — управление стандартными внешними (периферийными) устройствами, входящими в состав комплекта персонального компьютера конкретной модели, а именно: дисплеем, клавиатурой, дисководами, принтером, таймером. Выделение BIOS в отдельный аппаратно-программный модуль позволяет обеспечить независимость программного обеспечения от специфики конкретной модели персонального компьютера.

     Вспомогательные функции BIOS реализуются при включении персонального компьютера на этапе загрузки и состоят в следующем:

• поиск сначала на гибком, а затем на жестком диске программы-загрузчика операционной системы и загрузка с диска в оперативную память;
• тестирование аппаратной части, в том числе и оперативной памяти, а при обнаружении неисправности индикация сообщения;
• инициализация векторов прерываний нижнего уровня.

     BIOS содержит: специальные программы (драйверы) по управлению работой стандартными внешними устройствами; тестовые программы для контроля работоспособности аппаратуры; программу начальной загрузки операционной системы. 

Драйвер — программа, расширяющая возможности операционной системы.

Драйвер устройства — программа операционной системы для управления работой периферийными устройствами: дисководами, дисплеем, клавиатурой, принтером, манипулятором "мышь" и пр. 

     Драйвер устройства должен учитывать специфику работы внешнего устройства, все тонкости его функционирования. Поэтому каждому устройству должен соответствовать свой драйвер.

Функции драйвера устройства состоят в следующем:

• прием и обработка запроса (управляющего сигнала), который поступает к данному периферийному устройству;
• преобразование запроса о необходимости связи с этим устройством в серию команд управления им, с учетом всех деталей конструкции и особенностей его работы;
• обработка сигнала прерывания, который поступает от соответствующего этому драйверу периферийного устройства.

 

Пример: После нажатия клавиши на клавиатуре соответствующий драйвер выполняет обработку сигнала, проверяет, нажималась ли управляющая клавиша, управляет обработкой при смене регистров клавиатуры. Причем обращаем ваше внимание, что подобные операции являются стандартными для любой программы и никакого отношения к сути решаемой задачи не имеют. Драйверы выполняют только стандартные функции управления вводом-выводом. 

     Драйверами также считаются программы, обеспечивающие управление расширенной памятью, а также создание и обслуживание виртуальных устройств, например электронного диска — имитации гибкого диска в оперативной памяти.

     Драйверы могут быть либо стандартными, либо загружаемыми.

   Стандартные (внутренние) драйверы — это программы, которые находятся внутри BIOS или его модуля расширения ЕМ BIOS и служат для управления внешними устройствами, входящими в стандартный комплект поставки персонального компьютера. Эти драйверы подключаются к системе автоматически после перехода компьютера в нормальное рабочее состояние.