Операционные системы 5. Структура и функции Операционной системы
 Скачать 82.5 Kb.
|
Структура и функции Операционной системыMS DOS.
Основными компонентами MS DOS являются: Базовая система ввода-вывода — BIOS (Basic Input/Output System); Системный загрузчик SB (Svstem Bootstrap) — размещается в блоке начальной загрузки (Boot Record); Модуль расширения BIOS — располагается в скрытом файле IO.sys; Модуль обработки прерываний — скрытый файл MSDOS.sys; Командный процессор — файл command.com; Утилиты, реализующие выполнение внешних команд MS DOS — файлы с расширением СОМ, например format.com; Драйверы устройств — размещаются в виде файлов на диске; Информация о желательных параметрах настройки MS DOS — при необходимости задается в файле конфигурации config.sys; Командный файл, при необходимости выполняемый для настройки параметров и конфигурирования MS DOS имеет имя autoexec.bat. Базовая система ввода-вывода находится в ПЗУ компьютера и устанавливает связь между обладающими некоторыми фирменными особенностями техническими средствами и стандартизированным программным обеспечением, а именно с операционной системой. Ее назначение состоит в выполнении наиболее простых и универсальных функций операционной системы, связанных с вводом-выводом. BIOS в ПЗУ содержит также тест функционирования компьютера, проверяющий работу памяти и устройств при включении питания. Кроме того, он содержит программу вызова загрузчика ОС. BIOS в ПЗУ является общей и неизменяемой частью всех возможных операционных систем для данной модели ПЭВМ. Системный загрузчик предназначен для считывания в оперативную память модуля расширения BIOS и модуля обработки прерываний. Модуль расширения BIOS (файл IO.SYS) придает гибкость операционной системе, позволяет управлять с ее помощью набором аппаратных средств ПЭВМ, наиболее точно удовлетворяющим замыслу разработчиков ОС. Этот модуль сравнительно легко можно модифицировать с учетом нужд конкретной версии MS DOS. Этот модуль позволяет перекрыть функции BIOS в ПЗУ и обеспечивает возможность подключения дополнительных драйверов (программ обслуживания внешних устройств). Модуль обработки прерываний (файл MSDOS.SYS) образует верхний уровень операционной системы, с которым взаимодействует большинство прикладных программ. Компонентами данного модуля являются программы, обеспечивающие работу файловой системы, устройств ввода/вывода (клавиатуры, дисплея, принтера, портов), обслуживания некоторых ситуаций, связанных с завершением программ, их принудительным прерыванием и обработкой ошибок. Командный процессор (файл command.com) на диске может занимать любое место и по сути представляет собой выполнимую программу. Командный процессор выполняет следующие функции: Прием и разбор команд, полученных с клавиатуры или из командного файла; Выполнение встроенных команд MS DOS, находящихся внутри файла COMMAND.COM; Загрузка и выполнение внешних команд MS DOS (утилит) и прикладных программ, хранящихся в виде файлов типа com и ехе. При загрузке в ОЗУ командный процессор распадается на две части: резидентную (постоянно размещаемую в оперативной памяти) и нерезидентную (периодически изменяемую путем передачи данных между ОЗУ и диском). Резидентная часть содержит подпрограммы стандартной обработки прерываний с номерами 22h...24h. Здесь же находятся, программа подзагрузки нерезидентной части в ОЗУ и подпрограмма инициализации, обрабатывающая файл автозапуска autoexec.bat при запуске машины. Утилиты, или внешние команды MS DOS, представляют собой программы, поставляемые вместе с операционной системой в виде файлов. Они выполняют различные обслуживающие действия, например, форматирование дискет, проверку дисков и т. д. Драйверы устройств представляют собой программы, дополняющие систему ввода вывода MS DOS и обеспечивающие обслуживание новых устройств или нестандартное использование имеющихся устройств. В частности, с помощью драйверов, например драйвера ansi.sys, обеспечивается требуемый способ формирования символов и вывода их на принтер. Драйверы загружаются в ОЗУ при загрузке операционной системы, а их имена указываются в файле конфигурации config.sys. Загрузка и схема работыПроцесс запуска ПЭВМ и подготовки ОС к работе включает следующие шаги: 1. При включении ПЭВМ управление передается BIOS. Она выполняет тестирование памяти, проверку состояния аппаратуры и инициализирует устройства. Параметры конфигурации компьютера извлекаются из так называемой энергонезависимой памяти (CMOS). При необходимости перед началом инициализации устройств нажатием клавиши можно передать управление программе изменения параметров конфигурации. 2. Управление конфигурацией ПЭВМ (задание параметров жесткого диска, указание привода для системного диска, задание пароля и др.) выполняется с помощью программы Setup. 3. Вызов загрузчика и загрузка ОС с помощью системного загрузчика 4. Установка драйверов, задание окружения, путей поиска файлов, числа буферов, числа одновременно открываемых файлов, кодовой таблицы и т. п. выполняются с помощью файлов автозапуска autoexec.bat и конфигурации config.sys. Схематично взаимодействие прикладных программ с аппаратно-программным обеспечением ПЭВМ показано на рисунке.  Файловая система является одной из важнейших подсистем, поскольку вся информация на внешних носителях хранится в виде файлов. Обращения к файловой системе прикладные программы через функции прерываний MS DOS. С их помощью выполняются все файловые операции: создание и удаление файлов и каталогов, запись и чтение данных, получение справочной информации и другие. Файловая система работает с внешними накопителями с помощью драйверов, последние, в свою очередь, пользуются помощью BIOS. Система управления памятью используется для распределения основной памяти выполняемым программам. Управление памятью MS DOS выполняет с помощью блоков управления памятью — МСВ (Memory Control Block). Память разбивается на блоки. Каждому блоку предшествует МСВ, в котором записываются характеристики этого блока. Для вновь запускаемой программы выделяется нужное количество блоков. При освобождении памяти и при выполнении новых запросов на выделение памяти также используются МСВ с проверкой правильности их содержимого. Система управления программами при запуске обеспечивает выполнение нескольких операций. Сначала она обращается к системе управления памятью для подготовки нужного количества блоков. С помощью файловой системы файл с программой загружается в основную память. При необходимости (это касается только программ типа ехе) программа настраивается на физический адрес размещения, затем ей передается управление. С помощью системы управления программами решаются также задачи запуска оверлейных программ (программ с перекрытиями) и задачи обеспечения работы резидентных программ (постоянно присутствующих в основной памяти). Система связи с драйверами устройств. В MS DOS предполагается, что прикладные программы не должны непосредственно вызывать драйверы устройств. По-видимому, такой запрет введен для обеспечения совместимости различных версий MS DOS. Поэтому операции ввода/вывода в прикладных программах, как правило, выполняются через обращения к MS DOS, которая при необходимости обращается за помощью к драйверам. Характеристика командРазличают команды MS DOS двух типов: внутренние и внешние. Внутренние команды содержатся внутри и выполняются командным процессором. Для примера отметим, что к основным внутренним командам можно отнести следующие команды для работы с файлами и каталогами: CD — смена и показ имени текущего каталога; COPY — копирование файлов; DEL — удаление файлов; DIR — выдача списка имен файлов и подкаталогов текущего каталога; MD — создание каталога. Внешние команды (утилиты) MS DOS поставляются вместе с операционной системой в виде отдельных файлов. К ним, например, относятся такие важные команды: DISKCOMP — сравнение дискет; DISKCOPY — копирование дискет; FDISK — разметка жесткого диска; FORMAT — форматирование дисков и дискет; SYS — создание системной дискеты путем копирования системных файлов. Справочная системаВ MS DOS 6.2/6.22 вызов справки выполняется заданием в командной строке команды Help. В результате появляется диалоговое окно. В нем содержится полный список команд DOS.При выборе любой из команд (с помощью мыши или клавиш перемещения курсора) в окне появляется поясняющая информация. В ней содержится три раздела: Перемещение по справочной системе выполняется путем выбора нужных команд, в рамках справки для выбранной команды можно выбирать разделы для просмотра. Возврат на предыдущий уровень справочной системы выполняется с помощью клавиши |
