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 постоянной. Поэтому BIOS, являясь неизменяемой частью персонального компьютера, с той стороны, может рассматриваться как компонент аппаратной части, а с другой стороны как компонент любой операционной системы, в том числе и MS DOS. Строго говоря, BIOS не входит в состав MS DOS, но, учитывая, что без этого модуля функционирование операционной системы невозможно, будем считать его компонентом ее структуры.

 

Структуру операционной системы MS DOS образуют модули (рис.1):

1. модуль расширения — ЕМ BIOS (Extension Module BIOS) в виде файла с именем IO. SYS;

Модуль расширения базовой системы ввода-вывода EM BIOS придает гибкост ь операционной системе при обращении к внешним устройствам, а при необходи­мости и перекрывает (блокирует) функции постоянного модуля BIOS. Он хранится на диске в виде файла IO.SYS после главного каталога в заранее выделенном фиксированном месте. Объем этого файла небольшой, например, для MS DOS версии 6.22 он равен 40 Кбайт.

Наличие модуля расширения позволяет легко провести модификацию параметров операционной системы, используя файл конфигурации CONFIG.SYS, который хранится в главном каталоге. При подключении новых внешних устройств в этом файле указываются имена новых драйверов, управляющих их работой. Сами драйверы в виде файлов размеща­ются на диске.

После загрузки (переписи) операционной системы в оперативную память осуществляется поиск на диске файла CONFIG.SYS, где должны быть указаны необходимые драйверы, модуль расширения осуществляет их подключение.

Основная функция модуля расширения в процессе нормальной работы компьютера — это увеличение возможностей BIOS.

2. базовый модуль (ВМ — Basic Module) дисковой операционной системы (БДОС) в виде файла с именем MSDOS. SYS;

Базовый модуль располагается в виде файла MSDOS.SYS на системном диске в специально выделенном для него месте вслед за файлом модуля расширения IO.SYS. Объем файл а MSDOS.SYS для версии 6.22 — 38 Кбайт. Базовый модуль не имеет жесткой привязки к аппаратной части и при необходимости может быть заменен на другой файл.

Основная функция базового модуля в процессе нормальной работы компьютера — уп­равление ресурсами компьютера, файловой системой на дисковом пространстве и управление работой программ при помощи системы прерываний.

Пример 1. Программы, входящие в структуру базового модуля DOS, должны обес­печивать:

§ создание файла: присвоение имени, расположение его на диске, определение заня­того им объема дискового пространства;

§ наличие сведений о занятых и свободных участках дискового пространства;

§ управление областями оперативной памяти и др.

3. командный процессор или интерпретатор команд (CI — Command Interpreter) в виде файла с именем COMMAND. COM;

Командный процессор, иногда называемый процессором консольных команд, предназначен для поддержки пользовательского интерфейса DOS. Он представляет собой обычный файл COMMAND.COM и располагается на системном диске в любом месте пространства, выделенного под файлы. Так, для MS DOS версии 6.22 объем COMMAND.COM равен 55 Кбайтам.

Командный процессор состоит из двух модулей — резидентного и транзитного. Резидентный модуль хранится в оперативной памяти постоянно после загрузки oneрационной системы. Транзитный модуль может вытесняться из оперативной памяти на диск прикладной программой, если ей для работы не хватает памяти. После окончания работы такой программы транзитный модуль вновь восстанавливается на прежнем месте оперативной памяти путем считывания его с диска. Транзитный модуль содержит исполнитель внутренних команд и загрузчик программ в оперативную память для выполнения.

Взаимодействие с командным процессором осуществляется при помощи команд. Под командой понимается указание на выполнение некоторого действия. Команды бывают двух типов: резидентные (внутренние) и транзитные (внешние). Резидентные команды входят в состав самого командного процессора. Транзитные команды являются файлами типа ЕХЕ или СОМ, входящими в состав операционной системы DOS и хранящи­мися в обычном каталоге, как правило, с именем DOS.

Примечание. Прежде чем воспользоваться внешней командой, надо удостовериться в ее наличии на диске, а затем только ввес­ти ее в командную строку.

Основные функции командного процессора в процессе нормальной работы компьюте­ра состоят в следующем:

§ приеме и анализе команд, введенных с клавиатуры или из командного файла;

§ выполнении внутренних команд;

§ загрузке программ в память для выполнения;

§ обработке прерываний по завершении задачи.

При нормальном функционировании операционной системы командный процессор, выдает на экран приглашение к работе, например С:\. В ответ на это приглашение вы вводите имя программы или команды, а командный процессор расшифровывает символы вве­денного имени и продолжает работу по одному из следующих вариантов:

§ в случае резидентной команды он сразу приступает к ее выполнению;

§ в случае транзитной команды или любой другой программы он загружает ее в опера­тивную память, подключая для этого два других модуля операционной системы: базо­вый модуль БДОС и модуль расширения BIOS, и передает этой программе или команде управление.

После окончания работы введенной команды (программы) управление вновь возвра­щается командному процессору.

4. внешние команды, утилиты — файлы с расширением.СОМ,.ЕХЕ,

5. драйверы - файлы с расширением SYS или СОМ,.ЕХЕ

Загружаемые драйверы подключаются к системе только тогда, когда они указаны в файле конфигурации CONFIG.SYS. Возможность использования загружаемых драйверов облегчает адаптацию операционной системы к новым внешним устройствам.

6. системный загрузчик (SB — System Bootstrap);

Основное назначение этой небольшой программы состоит в поиске и перезаписи (загрузке) с диска в оперативную память двух файлов — IO.SYS и MSDOS.SYS. Поиск этих модулей и их загрузка в оперативную память осуществляются в определенном порядке, поэтому на диске и в оперативной памяти они занимают фиксированное место и следуют один за другим. Если блок начальной загрузки не обнаружит этих модулей на диске, то он выдает соответствующее сообщение и работа компьютера приостанавливается. Кроме того, функцией загрузчика является запуск модуля расширения BIOS.

7. 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 сглаживания исполняемых файлов.

Рис. 1. Модульная структура операционной системы MS DOS

 

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.

 

Порядок загрузки MS-DOS

1) Системный загрузчик

2) IO.SYS

Функции модуля расширения на этапе загрузки состоят в следующем:

§ определение состояния оборудования;

§ конфигурирование MS DOS по указаниям в файле CONFIG.SYS;

§ инициализация и переустановка некоторых векторов прерываний нижнего уровня;

§ запуск базового модуля DOS.

Примечание. Подключая новое внешнее устройство, следует по­заботиться о наличии соответствующего драйвера. Установка нового драйвера должна быть сделана в файле конфигурации CONFIG.SYS.

3) MSDOS.SYS

Функциями базового модуля на этапе загрузки являются: считывание в память и за­пуск командного процессора, инициализация векторов прерываний верхнего уровня.

4) COMMAND.COM

Основная функция командного процессора на этапе загрузки — это выполнение файла автонастройки AUTOEXEC.BAT.

Файловая система MS-DOS

§ Имя файла может содержать не более 8 символов.

§ НЕЛЬЗЯ: знаки арифметических операций, пробела, отношений, пунктуации.

§ Расширение файла содержит не более 3 символов

§ Расширение от имени отделяется точкой.

Групповые спецификации (маска файла)

При операциях с группой файлов, поиске файлов используются символы для создания маски файла:

«*» - заменяет любое число символов в имени файла или его расширении;

«?» – заменяет один произвольный символ

Пример 2: *.doc – файл с любым именем и расширением doc;

n*g.* - все файлы, имя которых состоит из любого числа символов, начинается на «n» и заканчивается на «g»

n?g.* - все файлы, имя которых состоит из 3-х символов начинается на «n» и заканчивается на «g»

Примечание. Для ОС MS-DOS «*» и «?» заменяют только английские буквы

 

1.4.2 Общие сведения о командах MS-DOS

Команды — способ общения пользователя с компьютером в операционной системе.

Работа на компьютере в операционной системе MS DOS организуется командами. Они вызывают определенное действие в компьютере: организуют передачу информации; выра­батывают необходимый управляющий сигнал; подключают внешнее устройство для орга­низации процесса ввода-вывода информации и т.д.

Ввод команды MS DOS осуществляется в командной строке в соответствии с определенными правилами, заданными в виде формата.

Командная строка — строка экрана, начинающаяся с приглашения опера­ционной системы.

Пример1: С:\>_

Формат команды — правило формирования команды пользователем с клавиатуры.

При формировании команды в соответствии с установленным форматом запомните правила:

§ формат команды состоит из имени команды латинскими буквами (без типа) и отделен­ных от нее одним пробелом параметров, уточняющих ее действие;

§ параметрами могут быть: имя дисковода, полное имя файла, тип файла, ключ

§ ключ отделяется от данных знаком «/»;

§ присутствие параметров в формате часто бывает необязательным, что указывается с помощью квадратных скобок[ ].

Обобщенный формат команды можно представить в следующем виде:

Приглашение>Команда [Данные/Ключ]

[Данные/Ключ] – параметры команды

Пример 2.

Эта команда вызывает с помощью параметра D:\BOOK\*.TXT на экран записи обо всех файлах типа.ТХТ из каталога первого уровня BOOK логического диска D. Вызов записей производится постранично, на что указывает ключ /Р. Для продолжения просмотра надо нажать любую клавишу.

Процедура ввода команды состоит в следующем.

1. В соответствии с форматом в командной строке вы набираете ее имя и необходимые параметры.

2. Нажимаете клавишу ввода, что служит сигналом начала анализа ее структуры: при отсутствии ошибок в формате команды будет выполнено указанное действие; при наличии ошибок на экране выдается сообщение

Bad command or file name

(Неверная команда или имя файла)

По функциональному назначению классификация команд может быть сделана условно вследствие разнообразных возможностей многих команд. Основным функциональным признаком может служить объект, с которым производятся различные действия, например каталог, файл, диск. В этом случае выделяются следующие группы команд: для работы с каталогами, для работы с файлами, для работы с дисками, управления памятью или устройствами, конфигурирования системы и др.

Подробные сведения о каждой команде можно получить двумя способами:

§ введя команду HELP, которая подключает справочную систему по всем командам;

§ введя имя команды, затем через пробел символы (ключ) /?.

Запуск и выполнение команд

Любая команда, вводимая пользователем, указывает на необходи­мость выполнения либо внутренней, либо внешней команды DOS, ли­бо других программ или командных файлов.

Для выполнения внутренней или внешней команды DOS необходи­мо ввести имя этой команды и ее параметры.

Поиск выполняемой программы. Когда пользователь вводит ко­манду, которая не относится к числу внутренних команд DOS, команд­ный процессор ищет программу с именем, указанным в команде. Поиск проводится среди файлов со следующими расширениями:

.СОМ        — программные файлы;

.ЕХЕ           — программные файлы (в другом формате);

.ВАТ    - пакетные командные файлы.

Расширение имени файла (т.е..СОМ,.ЕХЕ и.ВАТ) можно не указывать.

Поиск выполняется в том порядке, в котором эти расширения пере­числены выше. Если пользователь не указал, в каком каталоге следует искать программу, то поиск производится в текущем каталоге и в ката­логах, заданных командой DOS Path.

Если нужная программа в этих каталогах не найдена, то на экран выводится сообщение

Bad command or file name

 (Неверное имя команды или. программы)

Например, если пользователь ввел команду PROG, то командный процессор будет искать в текущем каталоге и в каталогах, заданных командой DOS Path, файл с именем PROG.COM, или PROG.EXE, или PROG.BAT. Если найденный файл имеет расширение.СОМ или.ЕХЕ, то командный процессор выполняет загрузку этого файла в память и передает ему управление, чтобы этот файл мог выполнить свою рабо­ту. Если найденный файл имеет расширение.ВАТ, т.е. является ко­мандным файлом, то он содержит в формате текстового файла (в коде ASCII) последовательность команд, которые должны выполняться так, как будто они вводятся с клавиатуры.

Пример. пусть текущий каталог — C:\DOC\WORK, а надо выполнить про­грамму HYPHEN, находящуюся в каталоге C:\DOC\PROG, и указать параметры программы PAPER.DOC /Р. Тогда для выполнения этой программы необходимо выполнить команду:

c:\doc\prog\hyphen paper.doc / р или ..\prog\hyphen paper.doc / р

 

1.4.3 Команды общесистемного назначения