2.2. Модульная структура ос ms – dos

ОС MS – DOS построена по модульному принципу.

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

Структуру ОС MS – DOS образуют следующие модули:

• BIOS ( Basic Input / Output System ) – базовая система ввода-вывода;

• системный загрузчик SB (System Bootstrap );

• расширение BIOS’a – EMBIOS (Extension Module BIOS)

• базовый модуль ВМ дисковой операционной системы (Basic Module);

• командный процессор или интерпретатор команд CI ( Command Interpreter );

• внешние команды, драйверы, утилиты;

• инструментальные средства DOS:

Основным механизмом функционирования MS-DOS является система прерываний.

Прерывания – это процедуры, которые ЭВМ вызывает для выполнения определенной задачи.

Существуют аппаратные, логические и программные прерывания.

Аппаратные прерывания инициируются аппаратурой, например, сигнал от принтера, нажатие клавиши на клавиатуре т.п.

Логические прерывания возникают при нестандартных ситуациях в работе микропроцессора, например, деление на ноль, переполнение регистров и т.п.

Программные прерывания инициируются программами, т.е. появляются, когда одна программа требует обслуживания со стороны другой программы.

Каждое прерывание имеет свой уникальный номер и с ним связана определенная подпрограмма. Аппаратные прерывания имеют низшие (младшие) номера и обслуживаются BIOS’ом. Логические и программные прерывания относятся к верхнему уровню, имеют большие номера и обслуживаются базовым модулем.

Базовая система ввода-вывода – самый близкий к аппаратуре компонент DOS. BIOS находится в ПЗУ. Поэтому он, с одной стороны, является частью аппаратуры, а с другой – частью ОС. BIOS остается постоянным независимо от типа ОС. Но так как без него ОС не функционирует, то он считается ее компонентом.

Основная функция BIOS – это управление основными периферийными устройствами (ПУ), входящими в комплект ПК: монитором, клавиатурой, дисководами, таймером.

Дополнительные функции реализуются BIOS’ом при включении ПК на этапе загрузки:

поиск на гибком (жестком) диске программы – загрузчика ОС и загрузка ее в ОЗУ;

тестирование аппаратной части (источника питания, микропроцессора, памяти, таймера, видеосистемы, клавиатуры, дисководов, портов);

инициализация векторов прерываний нижнего уровня.

BIOS содержит: драйверы основных ПУ, тестовые программы для контроля работоспособности аппаратуры, программу начальной загрузки.

Драйвер – это программа операционной системы для управления работой периферийного устройства (ПУ). Каждое ПУ имеет свой драйвер. Функции драйвера:

- прием и обработка запроса (управляющего сигнала), который поступает к данному ПУ;

- преобразование запроса о необходимости связи с этим устройством в серию команд управления им;

- обработка сигнала прерывания, который поступает от соответствующего этому драйверу ПУ.

Системный загрузчик – программа (512 байт), которая всегда размещается на 0 дорожке в 0 секторе диска (boot record). Основное назначение – найти и загрузить (переписать) с диска в ОЗУ два файла IO.SYS и MSDOS.SYS. Эта процедура осуществляется в определенном порядке, и файлы занимают свое фиксированное место в ОЗУ. Если эти файлы не обнаружены, то SB выдает сообщение, и работа ЭВМ приостанавливается.

Кроме того, функцией загрузчика является запуск модуля расширения BIOS’а.

Модуль расширения BIOS’а хранится на диске в файле IO.SYS после корневого каталога (объем 40 Кбайт для версии 6.22). Основная функция – повышает гибкость ОС при обращении к ПУ. Позволяет легко модифицировать параметры ОС, используя файл конфигурации CONFIG.SYS, в котором указываются имена драйверов новых подключаемых внешних устройств. Сами драйверы в виде файлов размещаются на диске.

Функции модуля на этапе загрузки:

- определение состояния аппаратуры;

- конфигурирование MS-DOS по указаниям CONFIG.SYS;

- инициализация и переустановка некоторых векторов прерываний нижнего уровня;

- запуск базового модуля DOS;

Базовый модуль располагается в виде файла MSDOS.SYS на системном диске, следом за файлом IO.SYS (38 Кбайт для версии 6.22). Он не имеет жесткой привязки к аппаратуре. Основная функция – управление ресурсами компьютера, файловой системой на дисковом пространстве и управление работой программ при помощи системы прерываний (в процессе нормальной работы ПК).

Функции на этапе загрузки: считывание в память и запуск командного процессора, инициализация векторов прерывания верхнего уровня.

Командный процессор – предназначен для поддержки пользовательского интерфейса DOS. Располагается на системном диске в любом месте в виде файла COMMAND.COM.

Командный процессор (КП) состоит из двух модулей – резидентного и транзитного. Резидентный модуль хранится в ОЗУ постоянно после загрузки ОС. Транзитный модуль может вытесняться из ОЗУ прикладной программой, если ей не хватает памяти для работы. Транзитный модуль содержит исполнитель внутренних команд и загрузчик программ в ОЗУ для выполнения.

Основные функции КП в процессе нормальной работы ПК:

- прием и анализ команд, введенных с клавиатуры или из командного файла (*.bat);

- выполнение внутренних команд;

- загрузка программ в ОЗУ для выполнения;

- обработка прерываний по завершении задачи.

Функция КП на этапе загрузки – выполнение файла автонастройки AUTOEXEC.BAT.

КП выдает на экран приглашение к работе (C:\>). Если вводят резидентную команду, то КП ее расшифровывает и сразу выполняет. Если вводят транзитную команду (программу), то он загружает ее в ОЗУ, подключая базовый модуль и модуль расширения BIOS’а, и передает управление этой команде (программе). По окончании работы команды (программы) управление возвращается к КП.

ОС MS-DOS имеет внутренние и внешние команды. Внутренние команды содержатся в командном процессоре. Внешние команды оформлены в виде отдельных программ и называются утилитами ОС. Они дополняют пользовательский интерфейс системы. Далее рассматриваются только внутренние команды.