Λειτουργικό σύστημα MS-DOS σκοπός του λειτουργικού συστήματος. Ιστορία της ανάπτυξης του MS-DOS

Το αρχείο βρίσκεται στο δίσκο σε συμπλέγματα, καθένα από τα οποία έχει τον δικό του αριθμό (διεύθυνση). Τα συμπλέγματα που ανήκουν στο ίδιο αρχείο μπορούν να βρίσκονται σε διαφορετικά σημεία του δίσκου. Έτσι, το αρχείο μπορεί να αποθηκευτεί στο δίσκο με τη μορφή ξεχωριστών θραυσμάτων. Σε αυτήν την περίπτωση, το αρχείο λέγεται ότι είναι κατακερματισμένο. Για να μειωθεί ο χρόνος που απαιτείται για την αναζήτηση και την ανάγνωση ενός αρχείου, είναι απαραίτητο τα συμπλέγματα που διατίθενται για την αποθήκευση του αρχείου να βρίσκονται σε μια σειρά στο δίσκο. Ειδικά προγράμματα χρησιμοποιούνται για την οργάνωση αρχείων και η διαδικασία για την οργάνωση ενός αρχείου ονομάζεται ανασυγκρότηση αρχείων.

Το λογισμικό συστήματος κάθε υπολογιστή μπορεί να χωριστεί σε δύο στοιχεία - λειτουργικό σύστημα (OS) και πακέτα λογισμικού συστήματος. Μερικά από τα προγράμματα συστήματος που απαιτούνται από έναν υπολογιστή είναι ενσωματωμένα στο μηχάνημα, και συγκεκριμένα σε ένα μέρος του υπολογιστή που ονομάζεται μνήμη μόνο για ανάγνωση (ROM). Τα προγράμματα ROM είναι μόνο για ανάγνωση. Αυτά τα προγράμματα συστημάτων που παρέχουν έλεγχο, βοήθεια και απαραίτητες υπηρεσίες σε προγράμματα εφαρμογών ονομάζονται βασικό σύστημα εισόδου/εξόδου (BIOS). Τα λειτουργικά συστήματα είναι παραδείγματα προγραμμάτων συστήματος υψηλότερου επιπέδου. λειτουργικό σύστημα - ένα σύνολο προγραμμάτων που, αλληλεπιδρώντας, διαχειρίζονται από κοινού πόρους και διαδικασίες υπολογιστή (συστήματος) που χρησιμοποιούν αυτούς τους πόρους κατά την εκτέλεση προγραμμάτων εφαρμογών.

Κύριες λειτουργίες του λειτουργικού συστήματος:

Δοκιμή (έλεγχος της σωστής λειτουργίας) του υλικού.

Αποκρυπτογράφηση και εκτέλεση εντολών που προέρχονται από τον χρήστη (από το πληκτρολόγιο) ή από τη μνήμη RAM.

Έλεγχος της λειτουργίας όλων των συσκευών και μπλοκ υπολογιστών.

Εκχώρηση πόρων μνήμης.

Παροχή της δυνατότητας σε πολλούς χρήστες να εργάζονται σε έναν υπολογιστή.

Προστασία του λογισμικού από εξωτερική επιρροή.

Συντήρηση διακοπών στη λειτουργία του υλικού.

Σκοπός και χαρακτηριστικά του MS DOS. Εκδόσεις MS DOS. Σύνθεση MS DOS;

MSDOS – Microsoft Disk Operating System, δηλ. λειτουργικό σύστημα δίσκου από τη Microsoft. λειτουργικό σύστημα MSDOSείναι το απλούστερο λειτουργικό σύστημα για υπολογιστές IBMPC. Χρησιμοποιείται σε όλα τα junior μοντέλα του IBMPC και μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε όλα τα παλαιότερα μοντέλα υπολογιστών του ίδιου τύπου.

Η πρώτη έκδοση του MS DOS είχε πολύ πιο μέτριες δυνατότητες από τα σύγχρονα λειτουργικά συστήματα. Ήταν για έναν χρήστη και υποστήριζε μόνο μονάδες δίσκου, πληκτρολόγιο και αλφαριθμητική οθόνη. Αλλά ήταν συμπαγής, είχε μάλλον μέτριες απαιτήσεις και εκτελούσε τις απαραίτητες ελάχιστες λειτουργίες για χρήστες και προγράμματα. Με την πάροδο του χρόνου, έγιναν πολλές αλλαγές στο MS DOS:

Προστέθηκε υποστήριξη για νέες συσκευές (σκληρός δίσκος, CD, εκτεταμένη μνήμη κ.λπ.) και παρέχεται επίσης η δυνατότητα υποστήριξης οποιωνδήποτε άλλων συσκευών που χρησιμοποιούν προγράμματα οδήγησης λογισμικού.

Ενεργοποιημένη υποστήριξη για ιεραρχική δομή αρχείων σε δισκέτες και σκληρούς δίσκους.

Παρέχεται υποστήριξη για εθνικά πληκτρολόγια και αλφάβητα.

Περιλαμβάνονται πολλές νέες δυνατότητες χρήστη.

Το MS DOS παρέμεινε ένα λειτουργικό σύστημα μεμονωμένων εργασιών.

Αποδείχθηκε ότι ήταν αδύνατο να ενσωματωθούν στο MS DOS αξιόπιστα μέσα για την προστασία των δεδομένων από μη εξουσιοδοτημένη πρόσβαση και την οργάνωση συλλογικής εργασίας με δεδομένα.

Τα προγράμματα DOS μπορούν να εκτελεστούν μόνο εντός των πρώτων MB μνήμης και η υπόλοιπη μνήμη μπορεί να χρησιμοποιηθεί μόνο για αποθήκευση δεδομένων.

ΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗ ΤΩΝ ΕΚΔΟΣΕΩΝ MS DOS

Εκδόσεις 1.x : Πολύ παρόμοιο με το OS CP/M. Υποστηρίχτηκε μόνο μορφή δισκέτας μονής όψης με χωρητικότητα μνήμης 160 KB (8 τομείς, 40 κομμάτια, μέγεθος τομέα 512 byte). Ξεκινώντας με την έκδοση 1.25 (PC DOS 1.0), που εμφανίστηκε τον Μάιο του 1982, εισήχθη μια μορφή δισκέτας διπλής όψης με χωρητικότητα μνήμης 320 KB.

Εκδόσεις 2.x : Μάρτιος, 1983 Πρόσθετα χαρακτηριστικά: εργασία με σκληρούς δίσκους (HDD); ιεραρχική δομή συστήματος αρχείων. Εργαλεία ανακατεύθυνσης εισόδου/εξόδου (δανεισμένα από το UNIX την έννοια των προγραμμάτων οδήγησης περιφερειακών συσκευών που μπορούν να εγκατασταθούν, τα οποία επέτρεψαν τη γρήγορη προσαρμογή του λειτουργικού συστήματος σε διάφορες διαμορφώσεις υλικού). Μορφή δισκέτας 360 KB (9 τομείς, 40 κομμάτια, μέγεθος τομέα 512 byte)

Εκδόσεις 3.x : Αύγουστος, 1984 Πρόσθετα χαρακτηριστικά: Μορφή δισκέτας 1,2 MB,

Δισκέτες 3,5" (μορφή 720 KB) (ξεκινώντας από την έκδοση 3.2), χωρισμός του σκληρού δίσκου σε λογικούς δίσκους (μέγεθος έως 32 MB), που επέτρεψε τη χρήση σκληρών δίσκων με μέγεθος μεγαλύτερο από 32 MB, βελτιωμένη υποστήριξη για εθνικούς χαρακτήρες σύνολα Υποστήριξη για δίκτυα υπολογιστών (αδύναμα , ξεκινώντας από την έκδοση 3.1), εντολές (προγράμματα): LABEL, ATTRIB, εντολές (προγράμματα): XCOPY, REPLACE (ξεκινώντας από την έκδοση 3.3),

Το MS DOS 3.3 είναι μακράν το πιο ευρέως χρησιμοποιούμενο στο IBM PC XT και στο IBM PC AT-286 με χωρητικότητα μνήμης που δεν υπερβαίνει τα 640 KB.

Εκδόσεις 4.x : Νοέμβριος, 1988 Πρόσθετα χαρακτηριστικά: υποστήριξη για γραφικούς προσαρμογείς βίντεο EGA, VGA, χωρητικότητα λογικής δίσκου - μεγαλύτερη από 32 MB, υποστήριξη για το πρότυπο LIM / EMS, το οποίο επέτρεψε τη φόρτωση ορισμένων τμημάτων του MS DOS σε πρόσθετη μνήμη,

Πρόγραμμα κελύφους Dos-Shell. Παρόλα αυτά, οι εκδόσεις 4.x του MS DOS δεν χρησιμοποιούνται ευρέως.

Έκδοση 5.0 : Ιούλιος, 1991 Πρόσθετα χαρακτηριστικά: αποτελεσματική χρήση μνήμης RAM, πρόσθετα βοηθητικά προγράμματα, δυνατότητα φόρτωσης του πυρήνα MS DOS στη μνήμη HMA (High Memory Area) στον υπολογιστή IBM PC AT-286 και άνω, δυνατότητα φόρτωσης προγραμμάτων οδήγησης περιφερειακών συσκευών σε Μνήμη UMB σε IBM PC AT-386 και νεότερη έκδοση,

έως 620 KB χώρου διευθύνσεων (0-640 KB) μνήμης RAM διατίθεται για προγράμματα εφαρμογών,

Υποστήριξη σκληρού δίσκου έως 2 GB, μορφή 2,88 MB για δισκέτες 3,5"

Έκδοση 6.0 : Μάρτιος, 1993 Πρόσθετα χαρακτηριστικά: αποτελεσματική χρήση μνήμης RAM, πρόσθετα βοηθητικά προγράμματα, λογισμικό για τη βελτιστοποίηση του συστήματος αρχείων σε λογικούς δίσκους (DEFRAG), εντολές (προγράμματα) που έχουν χάσει τη συνάφειά τους έχουν αφαιρεθεί, ειδικά. Πρόγραμμα MEMMAKER - βελτιστοποίηση της θέσης των εγκατεστημένων προγραμμάτων στη μνήμη RAM, αρχεία πολλαπλών ρυθμίσεων ONFIG.sys, σύστημα προστασίας από ιούς (αδύναμο), αύξηση του διαθέσιμου χώρου στο δίσκο (DoubleSpace),

μέσα για τη ρύθμιση της κατανάλωσης ενέργειας του υπολογιστή (LapTop, NoteBook)

Έκδοση 6.2 : Οκτώβριος, 1993. Όλες οι βελτιώσεις αφορούν την αύξηση της αξιοπιστίας της εργασίας με δεδομένα σε επίπεδο συστήματος αρχείων. Πρόσθετα χαρακτηριστικά: αυξημένη απόδοση υπαρχουσών εντολών (προγραμμάτων), αποθήκευση CD-ROM, απόρριψη του DoubleSpace χωρίς απώλεια πληροφοριών, αναγνώριση και παράκαμψη φυσικών ελαττωμάτων του HDD και του FDD, αναγνώριση και εξάλειψη ελαττωμάτων στο σύστημα αρχείων, συμπεριλαμβανομένου του "συμπιεσμένου" DoubleSpace, βήμα προς βήμα εκτέλεση οποιουδήποτε αρχείου *.bat, συμπεριλαμβανομένου του AutoExec.bat,

Από τι αποτελείται το λειτουργικό σύστημα MS-DOS;

Το λειτουργικό σύστημα MS-DOS αποτελείται από πολλά διαφορετικά αρχεία. Περιλαμβάνουν τα πραγματικά αρχεία του λειτουργικού συστήματος IO.SYS, MSDOS.SYS και τον επεξεργαστή εντολών COMMAND.COM. Εκτός από αυτά τα τρία αρχεία, τα οποία αντιπροσωπεύουν έναν πυρήνα MS-DOS που λειτουργεί, η διανομή του λειτουργικού συστήματος περιλαμβάνει αρχεία των λεγόμενων εξωτερικών εντολών, για παράδειγμα FORMAT, FDISK, SYS, προγράμματα οδήγησης για διάφορες συσκευές και ορισμένα άλλα αρχεία.

Το αρχείο IO.SYS περιέχει μια επέκταση στο βασικό σύστημα εισόδου/εξόδου και χρησιμοποιείται από το λειτουργικό σύστημα για αλληλεπίδραση με το υλικό του υπολογιστή και το BIOS.

Το αρχείο MSDOS.SYS είναι κατά μία έννοια ένα σύνολο προγραμμάτων χειρισμού διακοπών, ιδιαίτερα η διακοπή INT 21H.

Ο επεξεργαστής εντολών COMMAND.COM έχει σχεδιαστεί για να οργανώνει έναν διάλογο με τον χρήστη του υπολογιστή. Αναλύει εντολές που εισάγει ο χρήστης και οργανώνει την εκτέλεσή τους. Οι λεγόμενες εσωτερικές εντολές - DIR, COPY κ.λπ. επεξεργάζονται από τον επεξεργαστή εντολών.

Οι υπόλοιπες εντολές του λειτουργικού συστήματος ονομάζονται εξωτερικές εντολές. Οι εξωτερικές εντολές ονομάζονται έτσι επειδή βρίσκονται σε ξεχωριστά αρχεία. Τα αρχεία εντολών του εξωτερικού λειτουργικού συστήματος περιέχουν βοηθητικά προγράμματα για την εκτέλεση ποικίλων λειτουργιών, όπως μορφοποίηση δίσκων, ταξινόμηση αρχείων και εκτύπωση κειμένων.

Τα προγράμματα οδήγησης (συνήθως αρχεία με επέκταση SYS ή EXE) είναι προγράμματα που υποστηρίζουν διάφορα υλικά. Η χρήση προγραμμάτων οδήγησης λύνει εύκολα τα προβλήματα χρήσης νέου εξοπλισμού - απλώς συνδέστε το κατάλληλο πρόγραμμα οδήγησης στο λειτουργικό σύστημα.

Τα προγράμματα εφαρμογών αλληλεπιδρούν με τη συσκευή μέσω του προγράμματος οδήγησης, επομένως δεν θα αλλάξουν όταν αλλάξει το υλικό. Για παράδειγμα, μια νέα συσκευή δίσκου μπορεί να έχει διαφορετικό αριθμό κομματιών και τομέων και διαφορετικές εντολές ελέγχου. Όλα αυτά λαμβάνονται υπόψη από το πρόγραμμα οδήγησης και το πρόγραμμα εφαρμογής θα λειτουργεί με τον νέο δίσκο όπως πριν, χρησιμοποιώντας διακοπές DOS.

Τα αρχεία του λειτουργικού συστήματος IO.SYS, MSDOS.SYS και COMMAND.COM πρέπει να εγγραφούν σε μια συγκεκριμένη θέση στο δίσκο. Δεν χρειάζεται να αντιγραφούν σε άλλους καταλόγους στο δίσκο.

Όταν το μηχάνημα είναι ενεργοποιημένο (ή γίνεται επανεκκίνηση του συστήματος), ο έλεγχος μεταφέρεται στο πρόγραμμα ROM (μόνο για ανάγνωση μνήμης). Το πρόγραμμα ελέγχει τη σωστή δομή της εγγραφής εκκίνησης του λειτουργικού συστήματος στο δίσκο συστήματος. Εάν η εγγραφή βρεθεί και δεν περιέχει σφάλματα, τότε φορτώνεται στη μνήμη και λαμβάνει έλεγχο.

Η καταχώρηση έναρξης ελέγχει εάν τα αρχεία IO.SYS και MSDOS.SYS είναι τα πρώτα αρχεία στο δίσκο. Εάν το αποτέλεσμα της δοκιμής είναι θετικό, τότε τα αρχεία φορτώνονται στη μνήμη και επιλέγεται η ελεύθερη ενότητα με τη χαμηλότερη διεύθυνση. Στη συνέχεια, ο έλεγχος μεταφέρεται στη μονάδα προετοιμασίας του αρχείου IO.SYS. Εάν τα αρχεία είναι γραμμένα σε διαφορετική θέση ή δεν βρίσκονται στο δίσκο, εμφανίζεται ένα μήνυμα στην οθόνη:

Δίσκος εκτός συστήματος Αντικαταστήστε και πατήστε οποιοδήποτε πλήκτρο

Η μονάδα προετοιμασίας μεταφέρει τον έλεγχο στο αρχείο MSDOS.SYS, το οποίο καθορίζει τις αρχικές παραμέτρους της προσωρινής μνήμης δίσκου και της περιοχής μπλοκ ελέγχου δεδομένων που χρησιμοποιούνται κατά την εκτέλεση προγραμμάτων υπηρεσίας. Τα προγράμματα αρχείων καθορίζουν επίσης την κατάσταση και αρχικοποιούν τον ηλεκτρονικό εξοπλισμό του υπολογιστή. Μετά από αυτό, ο έλεγχος επιστρέφει στη μονάδα αρχικοποίησης IO.SYS.

Η μονάδα προετοιμασίας ελέγχει την παρουσία του αρχείου CONFIG.SYS στον ριζικό κατάλογο του δίσκου συστήματος. Εάν βρεθεί ένα αρχείο και περιέχει δεδομένα σχετικά με τις διαθέσιμες μονάδες δίσκου, τότε οι καθορισμένες μονάδες δίσκου αποθηκεύονται στη μνήμη.

ΑρχείαΜία από τις κύριες αρμοδιότητες του MS-DOS είναι η συντήρηση (αποθήκευση, δημιουργία, καταστροφή κ.λπ.) αρχείων. Ένα αρχείο στο MS-DOS είναι παρόμοιο με οποιοδήποτε αρχείο. Αυτό είναι ένα σύνολο αλληλένδετων δεδομένων που βρίσκονται σε ένα ειδικά καθορισμένο μέρος. Σε αντίθεση με τα συνηθισμένα έγγραφα που είναι αποθηκευμένα σε ειδικούς φακέλους αρχειοθέτησης ή χρηματοκιβώτια, τα αρχεία MS-DOS αποθηκεύονται σε δίσκους. Όταν ένα αρχείο υποβάλλεται σε επεξεργασία, φορτώνεται στη μνήμη RAM του μηχανήματος. Τόσο η φόρτωση στη μνήμη όσο και η αποθήκευση αρχείων είναι λειτουργίες του λειτουργικού συστήματος.

Αναγνώριση αρχείουΚάθε αρχείο στο MS-DOS πρέπει να έχει ένα όνομα. Το όνομα του αρχείου μπορεί να είναι απλό ή σύνθετο. Ένα σύνθετο όνομα αποτελείται από ένα βασικό (απλό) όνομα και μια επέκταση. Το αρχείο αναγνωρίζεται από το λειτουργικό σύστημα με το όνομά του. Τα ονόματα ορισμένων αρχείων, για παράδειγμα αυτά στη δισκέτα του συστήματος, είναι προκαθορισμένα. Είναι δεσμευμένα από το λειτουργικό σύστημα. Τα ονόματα των υπόλοιπων αρχείων εκχωρούνται από τον χρήστη. Συνήθως προσπαθούν να βρουν ένα όνομα που να αντικατοπτρίζει τον σκοπό των πληροφοριών μέσα στο αρχείο. Η επέκταση χρησιμοποιείται για να υποδείξει τον τύπο του αρχείου, για παράδειγμα, αρχείο κειμένου ή δεδομένων. Μπορεί επίσης να χρησιμεύσει για τον εντοπισμό αρχείων με παρόμοια σημασία, για παράδειγμα, για τη διαφοροποίηση αρχείων με προσωπική και επαγγελματική αλληλογραφία Όταν ένα αρχείο γράφεται στο δίσκο, το όνομά του τοποθετείται αυτόματα σε μια περιοχή της μνήμης του δίσκου που ονομάζεται κατάλογος. ή κατάλογο).

Εξυπηρέτηση αρχείων στο MSDOSΤο σύστημα διαχείρισης αρχείων στο MS-DOS βασίζεται στη χρήση δεδομένων καταλόγου (ή καταλόγου) στο δίσκο. Ένας κατάλογος είναι μια περιοχή μνήμης σε έναν δίσκο που εκχωρείται κατά τη διαδικασία μορφοποίησης. Ένας κατάλογος είναι ένας πίνακας όπου εισάγονται δεδομένα σχετικά με αρχεία που είναι αποθηκευμένα στο δίσκο. Κάθε αρχείο στον κατάλογο αντιστοιχεί σε μία καταχώρηση Η καταχώριση καταλόγου περιλαμβάνει τις ακόλουθες πληροφορίες: το πλήρες όνομα του αρχείου (όνομα και επέκταση), την ημερομηνία και την ώρα της δημιουργίας ή της τελευταίας τροποποίησης, την ποσότητα της μνήμης που καταλαμβάνεται σε byte. καθώς και ορισμένες πρόσθετες πληροφορίες που χρησιμοποιούνται κατά την εξυπηρέτηση του αρχείου από το λειτουργικό σύστημα.

Κομμάτια και τομείςΓια να εγγραφούν δεδομένα σε έναν δίσκο, η επιφάνειά του πρέπει να είναι δομημένη - δηλ. χωρίζονται σε τομείς και πίστες. Τα TRACKS είναι ομόκεντροι κύκλοι που καλύπτουν την επιφάνεια του δίσκου Στο κομμάτι που βρίσκεται πιο κοντά στην άκρη του δίσκου εκχωρείται ο αριθμός 0, στο επόμενο - 1, κ.λπ. Εάν η δισκέτα είναι διπλής όψης, τότε και οι δύο πλευρές της είναι αριθμημένες. . Ο αριθμός της πρώτης πλευράς είναι 0, ο αριθμός της δεύτερης είναι 1.

Κάθε κομμάτι χωρίζεται σε τμήματα που ονομάζονται τομείς. Στους τομείς εκχωρούνται επίσης αριθμοί. Στον πρώτο τομέα στην πίστα εκχωρείται ο αριθμός 1, ο δεύτερος - 2 κ.λπ. Συνήθως ένας τομέας καταλαμβάνει 512 byte.

Σκληροί δίσκοιΈνας σκληρός δίσκος αποτελείται από μία ή περισσότερες στρογγυλές πιατέλες. Και οι δύο επιφάνειες της πλάκας χρησιμοποιούνται για την αποθήκευση πληροφοριών. Κάθε επιφάνεια χωρίζεται σε ίχνη, πίστες, με τη σειρά τους, σε τομείς. Διαδρομές ίσης ακτίνας σχηματίζουν έναν κύλινδρο. Έτσι, όλα τα μηδενικά ίχνη αποτελούν τον κύλινδρο αριθμό μηδέν, τα ίχνη με τον αριθμό 1 τον κύλινδρο αριθμό 1, κ.λπ.

Πίνακας εκχώρησης αρχείων και καταλόγουΗ εντολή FORMAT δημιουργεί έναν πίνακα εκχώρησης αρχείων (FAT) και καταλόγους δίσκων. Και οι δύο αυτές δομές σχετίζονται στενά με την οργάνωση της πρόσβασης στα αρχεία. Υπάρχουν δύο αντίγραφα FAT σε κάθε μονάδα δίσκου. Αυτός ο πίνακας έχει εξαιρετική σημασία κατά την προβολή αρχείων, επομένως εάν χαθεί το πρώτο αντίγραφο του FAT, το σύστημα αποκτά πρόσβαση στο δεύτερο.

Σε μια τυπική δισκέτα με 8 τομείς ανά κομμάτι, το FAT καταλαμβάνει 1 τομέα. Σε μια τυπική δισκέτα με 9 τομείς, εκχωρούνται 2 τομείς ανά κομμάτι για τον πίνακα.

Δομή καταλόγουΈνας κατάλογος είναι ένας πίνακας που περιγράφει τα περιεχόμενα ενός δίσκου. Κάθε αρχείο στον πίνακα αντιστοιχεί σε μία καταχώρηση. Μια εγγραφή καταλαμβάνει 32 byte, χωρισμένα σε 8 ενότητες ή πεδία. Κάθε πεδίο καταγράφει πληροφορίες που χρησιμοποιούνται από το σύστημα κατά την συντήρηση του αρχείου.

Συντήρηση αρχείων συστήματοςΤο MS-DOS παρέχει δύο τεχνολογίες εξυπηρέτησης αρχείων. Το πρώτο αναπτύχθηκε κατά τη δημιουργία των εκδόσεων 1.X. Αυτή η τεχνολογία βασίζεται στη χρήση δομών δεδομένων που ονομάζονται μπλοκ ελέγχου αρχείων (FCB). Εκείνη την εποχή, η συντριπτική πλειονότητα των υπολογιστών έτρεχε το λειτουργικό σύστημα CPM. Τα μπλοκ FCB εξασφάλιζαν τη συμβατότητα των αρχείων MS-DOS με αρχεία αυτού του συστήματος. Κατά την ανάπτυξη των εκδόσεων 2.X του MS-DOS, όταν προτάθηκε μια ιεραρχική δομή οργάνωσης αρχείων, αναπτύχθηκε μια δεύτερη τεχνολογία για τη διατήρησή τους. Βασίζεται στη χρήση αναφορών στην εγγραφή ελέγχου αρχείων και δεν απαιτεί την οργάνωση FCB. Αφού αυτή η τεχνολογία δοκιμάστηκε στο λειτουργικό σύστημα UNIX, έγινε ευρέως διαδεδομένη.

Οργάνωση μνήμης

Η μνήμη αποτελείται από μεγάλο αριθμό μεμονωμένων στοιχείων, καθένα από τα οποία έχει σχεδιαστεί για να αποθηκεύει μια ελάχιστη μονάδα πληροφοριών - 1 byte. Κάθε στοιχείο έχει μια μοναδική αριθμητική διεύθυνση. Στο πρώτο στοιχείο εκχωρείται διεύθυνση 0, στο δεύτερο - 1, κ.λπ., συμπεριλαμβανομένου του τελευταίου στοιχείου, η διεύθυνση του οποίου καθορίζεται από τον συνολικό αριθμό στοιχείων μνήμης μείον ένα. Συνήθως η διεύθυνση καθορίζεται από έναν δεκαεξαδικό αριθμό (στο κείμενο, οι δεκαεξαδικοί αριθμοί σημειώνονται με κεφαλαίο "H", για παράδειγμα, 10H).

ΤμήματαΟ επεξεργαστής ενός υπολογιστή (CPU) διαιρεί τη μνήμη σε μπλοκ που ονομάζονται τμήματα. Κάθε τμήμα καταλαμβάνει 64 K και κάθε τμήμα έχει μια μοναδική αριθμητική διεύθυνση. Ο επεξεργαστής έχει τέσσερις καταχωρητές τμημάτων. Το μητρώο είναι μια εσωτερική δομή που έχει σχεδιαστεί για την αποθήκευση πληροφοριών. Οι καταχωρητές τμημάτων έχουν σχεδιαστεί για να αποθηκεύουν τις διευθύνσεις μεμονωμένων τμημάτων. Ονομάζονται CS (Code Segment), DS (Data Segment), SS (Stack Segment) και ES (Spare Segment). Εκτός από αυτά που υποδεικνύονται, ο επεξεργαστής έχει 9 ακόμη καταχωρητές. Σε αυτό το σημείο, πρέπει να σημειωθούν οι καταχωρητές IP (δείκτης εντολών) και SP (δείκτης στοίβας). Οι καταχωρητές CS και IP που συνδυάζονται μαζί συνθέτουν τη μεγάλη διεύθυνση της εντολής που θα εκτελεστεί στη συνέχεια. Οι καταχωρητές SS και SP σε ζεύγη αποτελούν τη διεύθυνση μεγάλης στοίβας.

Πρόσβαση στη μνήμηΗ πρόσβαση στα κελιά μνήμης πραγματοποιείται συνδέοντας τα περιεχόμενα ενός καταχωρητή τμημάτων με τα περιεχόμενα ενός ή άλλου καταχωρητή. Με αυτόν τον τρόπο προσδιορίζεται η διεύθυνση της απαιτούμενης περιοχής μνήμης. Για παράδειγμα, η διεύθυνση της επόμενης εντολής καθορίζεται από τα περιεχόμενα των καταχωρητών CS και IP (γραμμένο "CS:IP"). Αφού εκτελεστεί μια εντολή και αφαιρεθεί από τη μνήμη, τα περιεχόμενα της IP αλλάζουν έτσι ώστε οι καταχωρητές CS:IP να περιέχουν τη διεύθυνση της εντολής που θα εκτελεστεί μετά από αυτήν. Η μέθοδος συνδυασμού καταχωρητών για τον προσδιορισμό της διεύθυνσης ενός κελιού μνήμης δεν επιβάλλει περιορισμούς στην ποσότητα της διαθέσιμης μνήμης. Το ανώτερο όριο εξαρτάται από τη φυσική δομή της μνήμης (δηλαδή, τον συνολικό αριθμό των κελιών). Οι πρώτες εκδόσεις του MS-DOS αναπτύχθηκαν για τον επεξεργαστή Intel 8088. Κάθε καταχωρητής αυτού του επεξεργαστή έχει σχεδιαστεί για να αποθηκεύει έναν αριθμό 16-bit. Δηλαδή, η CPU 8088 συνδυάζει τα περιεχόμενα ενός καταχωρητή τμήματος (ας πούμε CS) με τα περιεχόμενα ενός άλλου καταχωρητή (ας πούμε IP) για να παράγει μια διεύθυνση μνήμης 20-bit, η οποία περιορίζει τη διαθέσιμη μνήμη σε 2x20 byte ή 1 MB. Αργότερα, εμφανίστηκαν βελτιωμένες εκδόσεις του MS-DOS και, κατά συνέπεια, βελτιωμένοι επεξεργαστές CPU 80286 και 80386, επιτρέποντας πρόσβαση σε κελιά που βρίσκονται πέρα ​​από τα όρια των πρώτων MB μνήμης. Ωστόσο, το όριο του 1 MB δεν έχει ξεπεραστεί ακόμη (τουλάχιστον στην έκδοση 3.3), το οποίο είναι ένα από τα κύρια μειονεκτήματα του λειτουργικού συστήματος.

Η πρόσβαση στη μνήμη οργανώνεται συνδέοντας τα περιεχόμενα ενός από τους καταχωρητές τμημάτων με τα περιεχόμενα ενός από τους υπόλοιπους καταχωρητές. Η τιμή του καταχωρητή τμήματος ονομάζεται διεύθυνση τμήματος. Η τιμή των υπόλοιπων καταχωρητών σε αυτήν την περίπτωση ονομάζεται σχετική διεύθυνση του κελιού μνήμης (από την αρχή του τμήματος) ή σύντομη διεύθυνση του. Έτσι, η διεύθυνση byte υπολογίζεται πολλαπλασιάζοντας τη διεύθυνση τμήματος επί 16 και προσθέτοντας τη σύντομη διεύθυνση στην τιμή που προκύπτει.

Μητρώα τμημάτωνΟι καταχωρητές τμημάτων χρησιμοποιούνται για την αναγνώριση ενός τμήματος μνήμης. Ένα τμήμα είναι ένα συνεχόμενο μπλοκ μνήμης, μήκους 64 K Οι καταχωρητές τμήματος χρησιμοποιούνται σε συνδυασμό με έναν καταχωρητή δείκτη ή καταχωρητές ευρετηρίου και σε αυτή την περίπτωση προσδιορίζουν ένα συγκεκριμένο κελί μνήμης.

Υπάρχουν τέσσερις καταχωρητές τμημάτων συνολικά. Ο καταχωρητής CS χρησιμοποιείται συνήθως για την αναγνώριση του μπλοκ μνήμης στο οποίο είναι αποθηκευμένος ο κώδικας του προγράμματος. Ο καταχωρητής DS προσδιορίζει τη θέση μνήμης στην οποία βρίσκονται τα δεδομένα αυτού του προγράμματος. Ο καταχωρητής SS χρησιμοποιείται για την οργάνωση της πρόσβασης στη στοίβα. (Μια στοίβα είναι μια προσωρινά κατανεμημένη περιοχή μνήμης που παρέχει τη διεπαφή «MS-DOS-εφαρμογή προγράμματος»). Καταχώρηση ES - καταχώρηση πρόσθετου (ή εφεδρικού) τμήματος. Του ανατίθενται διάφορες λειτουργίες, μερικές από τις οποίες αναλύονται παρακάτω.

Μητρώα στοίβαςΥπάρχουν δύο καταχωρητές στοίβας. Χρησιμοποιούνται σε συνδυασμό με τον καταχωρητή SS και καθορίζουν τη θέση της στοίβας. Ο καταχωρητής SP ονομάζεται δείκτης έναρξης στοίβας και σε συνδυασμό με τον καταχωρητή SS προσδιορίζει το πρώτο byte της στοίβας. Ο καταχωρητής BP ονομάζεται δείκτης βάσης στοίβας και, σε συνδυασμό με τον καταχωρητή SS, προσδιορίζει το τελευταίο byte της στοίβας.

Μητρώα ευρετηρίουΥπάρχουν επίσης δύο καταχωρητές ευρετηρίου. Οι καταχωρητές SI και DI χρησιμοποιούνται σε συνδυασμό με έναν από τους καταχωρητές τμημάτων και καθορίζουν τη θέση ενός συγκεκριμένου κελιού μνήμης. Ο καταχωρητής SI συνήθως συνδυάζεται με τον καταχωρητή DS, ο καταχωρητής DI με τον καταχωρητή ES.

Μητρώα γενικής χρήσηςΟι καταχωρητές γενικής χρήσης περιλαμβάνουν τους καταχωρητές AX, BX, CX και DX (υπάρχουν τέσσερις από αυτούς). Πρόκειται για πολυλειτουργικά μητρώα.

Ο καταχωρητής δείκτη εντολών IP χρησιμοποιείται συνήθως σε συνδυασμό με τον καταχωρητή CS και καθορίζει τη διεύθυνση της επόμενης εντολής.

Καταχώριση σημαίας κατάστασης

Ο καταχωρητής σημαιών περιέχει συνήθως εννέα σημαίες κατάστασης επεξεργαστή (κάθε σημαία καταλαμβάνει 1 bit). Αυτές οι σημαίες καθορίζουν το αποτέλεσμα συγκεκριμένων λειτουργιών που εκτελούνται στο πλαίσιο του MS-DOS. Καταχωρητές μνήμης Ένας καταχωρητής μνήμης περιέχει 2 byte δεδομένων (ή 16 bit). Στην πραγματικότητα, οι καταχωρητές γενικής χρήσης είναι ενός byte. Έτσι, ο καταχωρητής AX περιλαμβάνει τον καταχωρητή AH (που αποτελεί το υψηλό byte του καταχωρητή AX) και τον καταχωρητή AL (που αποτελεί το χαμηλό byte του καταχωρητή AX). Ομοίως, οι καταχωρητές BH, BL, CH, CL, DH και DL είναι ενός byte.

Προγράμματα οδήγησης MSDOSΤα δύο πιο σημαντικά στοιχεία του ηλεκτρονικού υλικού ενός υπολογιστή είναι η κεντρική μονάδα επεξεργασίας (CPU) και η μνήμη του. Τα υπόλοιπα στοιχεία (μονάδες δίσκου, πληκτρολόγιο, οθόνες, εκτυπωτές κ.λπ.) είναι εξωτερικά του υπολογιστή. Αυτά τα εξωτερικά εξαρτήματα του ηλεκτρονικού εξοπλισμού ονομάζονται ΠΕΡΙΦΕΡΕΙΑΚΕΣ ΣΥΣΚΕΥΕΣ ή απλά ΣΥΣΚΕΥΕΣ.

Η σύνδεση μεταξύ του μηχανήματος και της περιφερειακής συσκευής πραγματοποιείται με αυστηρά καθορισμένη σειρά. Κάθε περιφερειακή συσκευή στο λειτουργικό σύστημα έχει ένα αντίστοιχο πρόγραμμα που είναι υπεύθυνο για την επαφή της με τον υπολογιστή. Αυτά τα προγράμματα ονομάζονται DRIVERS.

Εφαρμογή προγραμμάτων οδήγησηςΜία από τις κύριες λειτουργίες του λειτουργικού συστήματος είναι να παρέχει μια ομάδα λειτουργικών προγραμμάτων οδήγησης διαθέσιμα σε προγράμματα συστήματος και εφαρμογών. Εάν ένα πρόγραμμα που εκτελείται χρειάζεται επαφή με μια περιφερειακή συσκευή, λέει στο λειτουργικό σύστημα ποια συσκευή χρειάζεται και το MS-DOS του παρέχει το κατάλληλο πρόγραμμα οδήγησης.

Συσκευές μετάδοσης δεδομένων χαρακτήρα προς χαρακτήρα και μπλοκ προς μπλοκΟι συσκευές μετάδοσης δεδομένων χαρακτήρα προς χαρακτήρα μεταδίδουν πληροφορίες έναν χαρακτήρα κάθε φορά. Αυτές οι συσκευές περιλαμβάνουν σειριακές και παράλληλες θύρες προσαρμογέα και οθόνες. Στο MS-DOS, καθεμία από αυτές τις συσκευές έχει ένα συγκεκριμένο όνομα (όνομα). Το πρόγραμμα οδήγησης MS-DOS μπορεί να ελέγξει μόνο μία συσκευή χαρακτήρα προς χαρακτήρα. Οι συσκευές μετάδοσης δεδομένων μπλοκ προς μπλοκ στέλνουν πληροφορίες σε μπλοκ. Κάθε μπλοκ είναι συνήθως 512 byte. Αυτές οι συσκευές περιλαμβάνουν μονάδες δισκέτας, μονάδες σκληρού δίσκου και άλλες συσκευές αποθήκευσης. Οι συσκευές μεταφοράς μπλοκ δεν έχουν συγκεκριμένο όνομα. Το πρόγραμμα οδήγησης MS-DOS μπορεί να εξυπηρετήσει πολλές συσκευές μπλοκ προς μπλοκ

ΔιακόπτειΜια διακοπή είναι ένα σήμα που προέρχεται από προγράμματα λογισμικού ή παράγεται από ηλεκτρονικό εξοπλισμό. Ένα σήμα διακοπής ειδοποιεί τον επεξεργαστή (CPU) να εκτελέσει ορισμένες λειτουργίες. Για παράδειγμα, όταν πατάτε οποιοδήποτε πλήκτρο, παράγεται ένα σήμα διακοπής από το πληκτρολόγιο (δηλαδή από τον ηλεκτρονικό εξοπλισμό), προειδοποιώντας τον επεξεργαστή σχετικά με την εισαγωγή δεδομένων από το πληκτρολόγιο.

Κάθε τύπος διακοπής αντιστοιχεί σε έναν συγκεκριμένο σειριακό αριθμό (μια διακοπή πληκτρολογίου, για παράδειγμα, ορίζεται με τον αριθμό 9). Χρησιμοποιώντας αυτόν τον αριθμό, ο επεξεργαστής διακρίνει ποιος χειριστής πρέπει να κληθεί για να επεξεργαστεί το σήμα διακοπής. Κατά σύμβαση, οι αριθμοί διακοπής παρουσιάζονται σε δεκαεξαδική μορφή.

Οι διακοπές με αριθμό 20Н-2FH προορίζονται για χρήση συστήματος. Αυτό σημαίνει ότι τα προγράμματα εφαρμογών που έχουν σχεδιαστεί για να αλληλεπιδρούν με το λογισμικό συστήματος μπορούν να έχουν πρόσβαση σε αυτές τις διακοπές μόνο σε ειδικές περιπτώσεις που ορίζονται από το λειτουργικό σύστημα. Τις περισσότερες φορές, η διακοπή 21 ωρών χρησιμοποιείται προγραμματικά - ο διαχειριστής λειτουργιών.

Διευθυντής λειτουργιώνΗ διακοπή 21H ονομάζεται "διαχειριστής λειτουργιών". Ο διαχειριστής λειτουργιών είναι υπεύθυνος για την εκτέλεση του μεγαλύτερου μέρους της εργασίας στο MS-DOS. Οι αρμοδιότητές του περιλαμβάνουν την παροχή πρόσβασης στις λειτουργίες του συστήματος. Κάθε συνάρτηση εκτελεί μια συγκεκριμένη εργασία, όπως το άνοιγμα ενός αρχείου, η εμφάνιση μιας συμβολοσειράς χαρακτήρων στην οθόνη εμφάνισης, η εκχώρηση ενός μπλοκ μνήμης ή η εμφάνιση της εκτελούμενης έκδοσης του MS-DOS. Οι συναρτήσεις διαφοροποιούνται επίσης με αριθμούς.

Για να αποκτήσετε πρόσβαση μέσω προγραμματισμού σε μια συνάρτηση συστήματος, πρέπει να κάνετε τα εξής: (1) να γράψετε τον αριθμό της αντίστοιχης συνάρτησης στον καταχωρητή AN. (2) γράψτε τις απαραίτητες παραμέτρους για τη λειτουργία της συνάρτησης στους κατάλληλους καταχωρητές. (3) προκαλούν διακοπή 21 ωρών. Κατά την πρόσβαση στη διακοπή 21 ωρών, ο έλεγχος μεταφέρεται στο MS-DOS. Το λειτουργικό σύστημα χρησιμοποιεί την τιμή του καταχωρητή AH για να καθορίσει ποια συνάρτηση πρέπει να εκτελεστεί. Στη συνέχεια, οι τιμές των παραμέτρων διαβάζονται από τους υπόλοιπους (πλήρης καθορισμένους για κάθε συνάρτηση) καταχωρητές και μετά εκτελείται η απαιτούμενη συνάρτηση. Το MS-DOS τοποθετεί τις παραμέτρους που επιστρέφονται από τη συνάρτηση στους κατάλληλους καταχωρητές και επιστρέφει τον έλεγχο στο πρόγραμμα κλήσης. Το πρόγραμμα εξετάζει τους καταχωρητές και αναλύει το αποτέλεσμα της συνάρτησης.

Δεσμευμένες λειτουργίεςΟρισμένες λειτουργίες επισημαίνονται ως "δεσμευμένες για χρήση συστήματος". Αυτές οι λειτουργίες χρησιμοποιούνται από το λειτουργικό σύστημα, αλλά η IBM και η Microsoft αρνούνται να τις εξετάσουν στην επίσημη βιβλιογραφία. Χάρη στις προσπάθειες των προγραμματιστών, ο σκοπός ορισμένων από αυτούς έγινε γνωστός. Οι χρήστες που χρησιμοποιούν αυτές τις λειτουργίες συχνά τις αποκαλούν ως "επισήμως χωρίς έγγραφα" και όχι ως "δεσμευμένες".

Κωδικός σφάλματοςΠολλές λειτουργίες των εκδόσεων MS-DOS ορίζουν την τρέχουσα σημαία του επεξεργαστή και επιστρέφουν έναν κωδικό σφάλματος στον καταχωρητή AX, εάν προέκυψε σφάλμα κατά την κλήση της συνάρτησης Από ειδικούς πίνακες μπορείτε να μάθετε την αιτία του σφάλματος.

Η έννοια του συστήματος, οι τρέχοντες και οι λογικοί δίσκοι. Προτροπή DOS.

Λογική κίνησηή τόμος (αγγλικός τόμος) - μέρος της μακροπρόθεσμης μνήμης του υπολογιστή, που θεωρείται ως σύνολο για ευκολία στη χρήση.

Όταν το DOS είναι έτοιμο να αλληλεπιδράσει με τον χρήστη, εμφανίζεται πρόσκληση,για παράδειγμα A> ή C:\>. Αυτό σημαίνει ότι το DOS είναι έτοιμο να λάβει εντολές. Όταν ο χρήστης αλληλεπιδρά με ένα πρόγραμμα διαφορετικό από το DOS, τότε δεν υπάρχει ερώτηση DOS. Ωστόσο, τα περισσότερα προγράμματα επικοινωνούν με τον χρήστη όχι χρησιμοποιώντας εντολές, αλλά μέσω μενού, αιτημάτων, πατώντας ορισμένους συνδυασμούς πλήκτρων κ.λπ. Η προτροπή DOS περιέχει συνήθως πληροφορίες σχετικά με τον τρέχοντα κατάλογο. Αλλά μερικές φορές περιλαμβάνει επίσης πληροφορίες για την τρέχουσα ώρα της ημέρας. Ο τύπος του μηνύματος μπορεί να αλλάξει χρησιμοποιώντας την εντολή DOS Prompt.

Η έννοια του πυρήνα του DOS, οι κύριες λειτουργίες των ενοτήτων του πυρήνα.

Ο πυρήνας MS DOS υλοποιεί το σύστημα MS DOS, το οποίο είναι ένα ειδικό πρόγραμμα που παρέχεται από τη Microsoft και περιλαμβάνει ένα σύνολο βοηθητικών προγραμμάτων ανεξάρτητα από το υλικό που ονομάζονται λειτουργίες συστήματος. Αυτά περιλαμβάνουν: 1. Διαχείριση αρχείων και αρχείων. 2. Διαχείριση μνήμης. 3. Συσκευή εισόδου/εξόδου προσανατολισμένη στους χαρακτήρες. 4. Δημιουργία άλλων εργασιών. 5. Πρόσβαση στο ρολόι πραγματικού χρόνου. Ο πυρήνας του MS DOS διαβάζεται στη μνήμη κατά την προετοιμασία του συστήματος από το αρχείο MSDOS.SYS που βρίσκεται στον δίσκο εκκίνησης.

Σκοπός αρχείων config.sysΚαι autoexec.bat;

Τα αρχεία config.sys και autoexec.bat παίζουν σημαντικό ρόλο στη δημιουργία της διαμόρφωσης DOS. Όταν το DOS εκκινεί, διαβάζει τα αρχεία config.sys και autoexec.bat από τον ριζικό κατάλογο του δίσκου εκκίνησης και εκτελεί τις εντολές που περιέχονται εκεί. Το αρχείο config.sys είναι ένα αρχείο κειμένου που περιέχει ειδικές εντολές για τη ρύθμιση της διαμόρφωσης DOS: σύνδεση διαφόρων προγραμμάτων οδήγησης, προσδιορισμός του μεγέθους των πινάκων συστήματος DOS κ.λπ. Οι εντολές που καθορίζονται στο αρχείο config.sys εκτελούνται κατά τη διαδικασία εκκίνησης του DOS.

Όταν τελειώσει η εκτέλεση του αρχείου config.sys, το αρχείο εντολής autoexec.bat εκτελείται αυτόματα εάν υπάρχει στον ριζικό κατάλογο του δίσκου εκκίνησης. Συνήθως, το αρχείο autoexec.bat περιέχει εντολές για την εκκίνηση εγκατεστημένων προγραμμάτων και άλλων προγραμμάτων που είναι χρήσιμα να εκτελούνται κάθε φορά που εκκινείται το DOS, καθώς και εντολές για τον ορισμό μεταβλητών περιβάλλοντος DOS, καθορίζοντας τη λίστα των καταλόγων στους οποίους θα αναζητήσετε προγράμματα εκκίνησης και ορίζοντας τη μορφή προτροπής DOS.