информатика. Игнатьева Елена Александровна, Измайлова Елена Ивановна. Информатика. Электронный ресурс методические указания
 Скачать 4.32 Mb.
|
|
1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ Целью работы является изучение функционирования опера- ционной системы MS DOS и приобретение практических навы- ков работы в ней с файлами и директориями при помощи основ- ных команд. 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ Основные понятия Назначение операционной системы При работе пользователя на компьютере часто возникает необходимость выполнить операции с прикладной программой в целом, организовать работу внешних устройств, проверить рабо- ту различных блоков, скопировать информацию и т.п. Из всего многообразия подобных операций выделяют типовые и реализу- ют их с помощью специализированных программ, принимаемых в качестве стандартных средств и поставляемых вместе с аппа- ратной частью. Программы, организующие работу устройств и не связан- ные со спецификой решаемой задачи, входят в состав комплекса программ, называемого операционной системой (ОС). ОС совокупность программных средств, обеспечивающая управление аппаратной частью компьютера и прикладными про- граммами, а также их взаимодействие между собой и пользо- вателем. ОС образует автономную среду, не связанную ни с одним из языков программирования. Любая же прикладная программа свя- зана с ОС и может эксплуатироваться только на тех компьютерах, где имеется аналогичная системная среда. Для работы с ОС необ- ходимо овладеть языком этой среды совокупностью команд, структура которых определяется синтаксисом этого языка. 18 ОС выполняет следующие функции: – управление работой каждого блока компьютера и их взаимодействием; – управление выполнением программ; – организацию хранения информации во внешней памяти; – взаимодействие пользователя с компьютером, т.е. под- держка интерфейса пользователя. Обычно ОС хранится на жестком диске или на специальном гибком диске, называемом системным. При включении компью- тера ОС автоматически загружается с диска в оперативную па- мять и занимает в ней определенное место. ОС создается не для отдельной модели компьютера, а для серии компьютеров. DOS (ДОС дисковая ОС) это имя, используемое фирмой IBM для обозначения основной ОС, которая работает на персо- нальных компьютерах (ПК) семейства IBM PC. DOS была созда- на для IBM фирмой Microsoft, одной из ведущих фирм по произ- водству программного обеспечения для ПК. Фирма Microsoft также создала версии DOS для компьютеров других семейств. Эти другие версии обычно называют MS DOS (сокращение от Microsoft DOS). Понятие файла В основе любой ОС лежит принцип организации работы внешнего устройства для хранения информации. Несмотря на то, что внешняя память может быть реализована на разных матери- альных носителях, их объединяет принятый в ОС принцип орга- низации хранения логически связанных наборов информации в виде так называемых файлов. Файл логически связанная совокупность данных, для раз- мещения которой во внешней памяти выделяется именованная область. Файл служит учетной единицей информации в ОС. Любые действия с информацией в MS DOS осуществляются над файла- ми: запись на диск, вывод на экран, ввод с клавиатуры, печать и прочее. 19 В файлах могут храниться разнообразные виды и формы представления информации: тексты, рисунки, чертежи, числа, программы, таблицы и т.п. Особенности конкретных файлов оп- ределяются форматом, под которым понимается элемент языка, в символическом виде описывающий представление информации в файле. Для характеристики файла используются следующие пара- метры: – полное имя файла; – объем файла в байтах; – дата создания файла; – время создания файла; – специальные атрибуты файла: R только для чтения, H скрытый файл, S системный файл, A архивированный файл. С понятием файла в MS DOS тесно связано понятие логиче- ского диска. Логический диск создается и управляется специаль- ной программой (драйвером). Он имеет уникальное имя, напри- мер, C, D, E, F. Логический диск может быть организован на же- стком, гибком, лазерном дисках, в оперативной памяти (элек- тронный диск) и т.п. На одном физическом диске может быть создано несколько логических дисков. В дальнейшем изложении под диском будем понимать логический диск. Способы обращения к файлу К файлу можно обращаться с помощью имени или с помо- щью полного имени. Рассмотрим эти варианты. Правило образования имени. Имя файла уникально и слу- жит для отличия одного файла от другого. Имя файла в MS DOS образуется не более чем из восьми символов, причем использу- ются только буквы латинского алфавита и цифры, а первым символом обязательно должна быть буква. В качестве имени файла можно использовать символьное имя устройства: – PRN или LPT1 (2, 3) принтер или любое устройство, подключенное к параллельному порту; – CON консоль (клавиатура при вводе и дисплей при вы- воде); 20 – COM1 (2, 3, 4) какое-либо внешнее устройство, под- ключенное к последовательному порту; – NUL фиктивное устройство; вывод в файл NUL никуда не направляется, а просто уничтожается. Правило образования полного имени. Полное имя более подробно характеризует файл и образуется из имени файла и ти- па (расширения), разделенных точкой. Тип файла служит для характеристики хранящейся в файле информации и образуется не более чем из трех символов, причем используются (как и при образовании имени) только буквы ла- тинского алфавита. Пример. PRIMER.PAS файл PRIMER для хранения про- грамм на Паскале; STRAN.TXT файл STRAN для хранения тек- ста; COPY.COM файл COPY, содержащий программу ОС по копированию файлов. При работе на ПК установлен ряд соглашений по заданию типа файла. Часть таких соглашений приведена в таблице. Соглашения по типу файлов Тип Назначение .ARJ Архивный файл .BAK Копия файла, создаваемая при перезаписи файла .BAT Командный файл .COM Командный системный файл, исполняемый файл .DAT Файл данных .EXE Исполняемый файл .HLP Файл для справочной информации .LIB Библиотека программ .PIC Данные выводимого на экран изображения .PRN Листинг (распечатка программы) .SYS Файлы, расширяющие возможности ОС (драйверы) .TXT Текстовый файл Часто возникает ситуация, когда надо работать не с одним файлом, а с группой файлов. Например, необходимо выполнить операции: копирование группы файлов с одного диска на другой; 21 удаление группы файлов; перемещение группы файлов на другой диск; поиск группы файлов заданного типа и т.п. Такие операции легко выполнять, пользуясь при формиро- вании имен и типов файлов шаблоном. Шаблон имени файла специальная форма, в которой в полях имени и типа файла используются символы '*' и '?'. Символ '*' служит для замены любой последовательности символов. В шаблоне может быть использовано в поле имени и типа по одному символу '*'. Пример. Задав имя '*.TXT', вы обратитесь ко всем тексто- вым файлам. Задав имя 'SD*.*', вы обратитесь ко всем файлам, имя которых начинается с букв SD. Символ '?' служит для замены одного символа на месте, где стоит вопросительный знак. В шаблоне может быть исполь- зовано несколько таких символов. Пример. Имя 'RT ??.PAS' позволит обратиться ко всем фай- лам типа PAS, имя которых состоит из четырех символов, причем первые два символа обязательно RT, а третий и четвертый лю- бые. Характеристика MS DOS Организация доступа к файлу Способ хранения файлов на диске и организацию доступа к ним можно сравнить соответственно с организацией хранения книг в библиотеке и процедурой поиска нужной книги по ее шифру из каталога. Доступ процедура установления связи с памятью и раз- мещенным в ней файлом для записи и чтения данных. Директория (каталог) справочник (список) файлов с ука- занием месторасположения на диске. Различают два состояния директории активное (текущее) и пассивное. MS DOS помнит текущую директорию на каждом логическом диске. Текущая директория это директория, в которой работа пользователя производится в текущее машинное время. 22 Пассивная директория это директория, с которой в данный момент времени не имеется связи. В ОС MS DOS принята иерархическая структура организации директорий (каталогов). На каждом диске всегда имеется главная (корневая) директория. Она находится на нулевом (высшем) уровне иерархии и обозначается символом '\'. Корневая директория создается при форматировании (инициализации, разметке) диска и не может быть удалена средствами MS DOS. В корневую директорию могут входить другие директории (директории первого уровня) и файлы, которые создаются и удаляются командами ОС. В свою очередь, в директории первого уровня могут входить поддиректории (ди- ректории второго уровня) и т.д. Родительская директория это директория, имеющая поддиректории. Поддиректория это директория, которая входит в дру- гую директорию. Как правило, употребляют термин "директория" ("ката- лог"), подразумевая поддиректорию (подкаталог) или родитель- скую директорию (родительский каталог) в зависимости от кон- текста. Правила наименования директорий такие же, как и правила наименования файлов. Для формального отличия от файлов обычно директориям присваивают только имена. Доступ к содержимому файла организован из главной ди- ректории через цепочку соподчиненных директорий n-го уровня. В директориях любого уровня могут храниться записи как о фай- лах, так и о директориях нижнего уровня. Описанный принцип организации доступа к файлу через ди- ректорию является основой файловой системы. Файловая система часть ОС, управляющая размещением и доступом к файлам и директориям на диске. С понятием файловой системы связано понятие файловой структуры диска, под которой понимают, как размещаются на диске директории, файлы, ОС, а также какие для них выделены объемы памяти. Доступ к файлу можно организовать следующим образом: 23 – если имя файла зарегистрировано в текущей директории, то достаточно указать только его имя (полное имя); – если имя файла зарегистрировано в пассивной директо- рии, то, находясь в текущей директории, нужно указать еще и путь. Путь цепочка соподчиненных директорий, которую необ- ходимо пройти по иерархической структуре к директории, где зарегистрирован искомый файл. При задании пути имена директорий записываются в поряд- ке следования и отделяются друг от друга символом '\'. Взаимодействие пользователя с ОС осуществляется с помо- щью командной строки, индицируемой на экране дисплея. В на- чале командной строки всегда имеется приглашение, которое за- канчивается символом '>'. В приглашении может быть отражено: имя текущего диска, имя текущей директории, символы- разделители, текущее время и дата, путь. Приглашение ОС индикация на экране дисплея информа- ции, означающей готовность ОС к вводу команд пользователя. Возможны три варианта организации пути доступа к файлу в зависимости от места его расположения. Файл находится в те- кущей директории (путь отсутствует). При организации доступа к файлу достаточно указать его полное имя. 1. Файл находится в пассивной директории одного из ниж- них уровней, подчиненного текущей директории. При организа- ции доступа к файлу необходимо указать путь, в котором пере- числены имена всех директорий нижнего уровня, лежащих на этом пути (включая директорию, в которой находится данный файл). 2. Файл находится в пассивной директории на другой ветке по отношению к местонахождению текущей директории. Здесь необходимо указать путь, начиная с корневой директории, то есть с символа '\'. Горизонтальные переходы из директории в директо- рию недопустимы. 24 Модульная структура MS DOS Модули ОС MS DOS Понятие модуля широко используется применительно как к аппаратной, так и к программной части компьютера. Модуль унифицированная самостоятельная функциональ- ная часть системы, имеющая законченное оформление и средст- ва сопряжения с другими функциональными узлами и модулями. Структуру ОС MS DOS образуют следующие модули: 1) BIOS (Basic Input/Output System) базовая система ввода- вывода; 2) модуль расширения EM BIOS (Extension Module BIOS) в виде файла с именем IO.SYS; 3) системный загрузчик (SB System Bootstrap); 4) внешние драйверы файлы с расширением .COM, .EXE, .SYS; 5) базовый модуль (BM Basic Module) в виде файла с име- нем MSDOS.SYS; 6) командный процессор или интерпретатор команд (CI Command Interpreter) в виде файла с именем COMMAND.COM; 7) внешние команды, утилиты файлы с расширением .COM, .EXE, .SYS; 8) инструментальные средства DOS: система программиро- вания MS DOS QBASIC; текстовый редактор MS DOS EDITOR; отладчик DEBUG для тестирования и отладки исполняемых фай- лов. Первые четыре модуля составляют машинозависимую часть ОС, а последние четыре модуля машинонезависимую часть ОС. 25 Система прерываний Основным механизмом функционирования MS DOS являет- ся система прерываний. Прерывания это процедуры, которые компьютер вызы- вает для выполнения определенной задачи. Различают аппаратные, логические и программные преры- вания. Аппаратные прерывания инициируются аппаратурой, на- пример, сигналом от принтера, нажатием клавиши на клавиатуре, сигналом от таймера и т.д. Логические прерывания возникают при нестандартных си- туациях в работе микропроцессора, например, деление на ноль, переполнение регистров и т.д. Программные прерывания инициируются программами, т.е. возникают, когда программа ждет получения сервиса со стороны другой программы, например, доступ к определенным аппарат- ным средствам. Функции и назначение базовой системы ввода-вывода BIOS находится в постоянной памяти, которая входит в комплект поставки ПК. Тип ОС может изменяться, а BIOS оста- ется постоянным. BIOS устанавливает связь между техническими средствами и стандартизированным программным обеспечением (ПО), а именно ОС. BIOS содержит специальные программы (драйверы) по управлению работой стандартными внешними устройствами. Назначение BIOS состоит в выполнении наиболее простых и универсальных функций ОС, связанных с вводом-выводом. BIOS содержит также: тест функционирования ПК, проверяющий ра- боту памяти и устройств после включения питания, программу загрузки ОС. BIOS – общая (неизменяемая) часть всех ОС для данной модели ПК. Системный загрузчик считывает в оператив- ную память модуль расширения BIOS и модуль обработки пре- рываний. Функции и назначение модуля расширения BIOS Модуль расширения BIOS придает гибкость ОС, позволяет управлять с ее помощью набором аппаратных средств ПК. Этот 26 модуль можно модифицировать с учетом необходимых нужд конкретной версии MS DOS. Модуль позволяет перекрыть функции BIOS в постоянном запоминающем устройстве и обеспечивает возможность подклю- чения дополнительных драйверов (программ обслуживания внешних устройств). Основная функция этого модуля – это уве- личение возможностей BIOS. Функции и назначение базового модуля Основная функция базового модуля – управление ресурсами ПК, файловой системой, работой программ при помощи системы прерываний. Функциями базового модуля на этапе загрузки яв- ляются: считывание в память и запуск командного процессора, инициализация векторов прерываний верхнего уровня. Функции и назначение командного процессора Командный процессор на диске может занимать любое ме- сто и, по сути, представляет собой выполнимую программу. Ко- мандный процессор выполняет в ПК следующие функции: – прием и разбор команд с клавиатуры или из командного файла; – выполнение команд MS DOS, находящихся внутри файла COMMAND.СОМ; – загрузка и выполнение внешних команд MS DOS (ути- лит) и прикладных программ, хранящихся в виде файлов с рас- ширением СОМ и EXE. Программы с расширением СОМ не требуют настройки адресов после их загрузки в оперативную память, а с расширени- ем ЕХЕ настраиваются по месту размещения (для них задаются соответствующие адреса сегментов). При загрузке в оперативную память командный процессор распадается на две части: – резидентную, постоянно размещаемую в оперативной памяти; – нерезидентную (транзитную), периодически изменяемую путем передачи данных между оперативной памятью и диском. Резидентная часть содержит подпрограммы стандартной об- работки прерываний. Здесь же находятся: программа подзагрузки 27 нерезидентной части в оперативную память и подпрограмма, об- рабатывающая файл AUTOEXEC.BAT при запуске ПК. Назначение загрузчика Загрузчик BOOT RECORD (модуль начальной загрузки) всегда размещается на диске в нулевом секторе. Основное назна- чение загрузчика – поиск и перезапись (загрузка) с диска в опера- тивную память двух файлов IO.SYS и MSDOS.SYS, а также за- пуск модуля расширения базовой системы ввода-вывода. Утилиты, внешние команды и драйверы Утилиты обслуживающие программы, поставляемые вместе с ОС в виде файлов и предоставляющие пользователю сервисные услуги (форматирование дискет, проверку дисков и т.д.). Внешней командой принято считать программу, выдающую пользователю ряд простых запросов или выполняющуюся авто- матически без специально организованного интерфейса пользо- вателя. MS DOS имеет определенный перечень внешних команд. |