Диски физические и логические

Все, кто работают с компьютером, привыкли ценить рабочее место на жестком диске. Чем больше диск, тем больше полезных и интересных программ и данных можно на нем разместить. С другой стороны, получается, что чем больше жесткий диск, тем больше места на нем пропадает впустую из-за несовершенной системы адресации файлов.
Для борьбы с нерациональными потерями жесткий диск разбивают на несколько разделов. Для этого есть специальные программы. Например, на жестком диске, имеющем размер 2 Гбайт, создают четыре раздела по 0,5 Гбайт. Каждый такой раздел можно рассматривать как один отдельный логический жесткий диск. Обычный жесткий диск – это устройство физическое. Его можно установить или удалить. Логический жесткий диск нельзя потрогать руками – физически он не существует. Это просто один из разделов физического диска. Работая с компьютером, мы не замечаем разницу между физическими и логическим дисками. Каждый логический диск имеет собственную таблицу размещения файлов, поэтому на нем действует своя система адресации. В итоге потери из-за размеров кластеров становятся меньше.
Имена дисков
Каждый диск, присутствующий на компьютере, имеет уникальное имя. Неважно, что это за диск: физический, или логический, или еще какой забегая вперед, скажем, что бывают и другие виды дисков) – у него обязательно должно быть имя. Имя диска состоит из одной буквы английского алфавита и двоеточия, например А: или, скажем, F:. Когда на компьютере устанавливается новый жесткий диск, он получает букву, следующую за последней использованной буквой. То же самое происходит и при создании нового логического диска на уже установленном физическом диске. Буквой А: общепринято обозначать дисковод для гибких дисков. Буквой С: обозначается первый жесткий диск. Следующий диск получает букву D:, потом Е: и так далее. Здесь пропущена буква В:. Она зарезервирована на тот случай, что в компьютере может быть не один, а два дисковода гибких дисков.

Адрес файла. Понятие о каталоге

Тот факт, что на жестком диске (физическом или логическом) можно сохранить более 65 тысяч разных файлов, еще не означает, что именно так и надо поступать. В портфель тоже можно положить пятьсот отдельных листочков, но так не делают. С тетрадками и книжками работать удобнее.
Для удобства работы с файлами на диске создаются каталоги. Если внутри одного каталога лежит другой, то их имена отделяются друг от друга обратной косой чертой (\). Каждый сам создает себе на диске такие каталоги, какие ему удобны. Например, на диске С: можно создать следующие каталоги: С:\Проекты С:\Статьи С:\Архивы
Если каталог лежит внутри другого каталога, он называется вложенным.
В каталоге С:\Проекты можно создать, например, каталоги \Авиация, \Космос, \Компьютеры, а внутри каталога \Космос можно создать каталоги \Венера. \Mapc и прочие. Тогда файл, в котором хранится картинка с вулканами Венеры, полученная из Интернета, может иметь следующий адрес: С:\Проекты\Космос\Венера\имя файла
Адрес файла еще называют путем доступа к файлу или путем поиска файла. Зная такой адрес (путь), нетрудно найти любой файл из имеющихся на компьютере. Надо только знать, где что лежит. Но это уже задача не для компьютера, а для человека. Если мы иногда наводим порядок в ящике письменного стола или в портфеле, то почему бы и не наводить порядок на жестком диске, раскладывая файлы по тем каталогам, в которых их удобнее хранить.

Форматирование диска

Выше уже говорилось, что на каждом логическом диске отводится специальное место для записи адресов файлов. Однако чтобы по этому адресу можно было на самом деле найти файл, необходимо как-то разместить все эти файлы. Чтобы информацию можно было найти, у каждого файла должен быть свой адрес. И каждый дом, квартира имеет свой почтовый адрес. Иначе почтальон не смог бы приносить нам почту. Аналогично на жестком и гибком диске есть свои дома и улицы. С этой целью диск форматируют. Диск разбивают на дорожки, а дорожки. В свою очередь – на секторы. Размер каждого сектора стандартен и равен 512 байтам. На гибком диске две стороны по 80 дорожек, на каждой дорожек по 18 секторов. Всего получается 2х80х18х512=1,44 Мб. Каждый файл теперь имеет свой собственный адрес. Например, пятая дорожка, 13 сектор. Как места в кинотеатре.. Если нужен этот файл, необходимо обратиться к нему, используя его "почтовый адрес". Для этого нужно стать файловым почтальоном. Однако такой путь неудобен. Хорошо, если файлов один или несколько, а если их тысячи? Поэтому была написана специальная программа, которая переводила имена файлов в номера дорожек и секторов. Эта программа и стала дисковой операционной системой. Она могла не только обращаться к уже существующим файлам, но также и создавать новые, копировать их, следить за тем, чтобы в одном месте не было двух разных файлов.
Для компьютеров IBM PC основной операционной системой стала MS-DOS, работали с которой в режиме командной строки. Когда файлов стало слишком много, для них придумали каталоги, т.е. своего рода микрорайоны. Однако с течением времени работать с ДОС стало довольно трудно, слишком много команд. Возникла потребность в программе-посреднике. Так появились и.н. программы-оболочки.

Запуск компьютера

Информация хранится на жестком диске. Она также может храниться на гибком диске, компакт-диске, DVD. А какие еще есть устройства хранения информации в РС?
ОЗУ (RAM) – оперативное запоминающее устройство, представляющее собой быструю память на электронных микросхемах. Но при выключенном компьютере в ней ничего нет.
Что же происходит при включении компьютера? У процессора есть специальная ножка, которая называется RESET. В момент включения РС на эту ножку поступает сигнал и по этой команде процессор обращается в специально выделенную ячейку памяти. Однако в ОЗУ в это время ничего нет. А зачем идти в тот магазин, в котором ничего нет? Поэтому в момент включения процессор обращается к другой специальной микросхеме, которая называется ПЗУ – постоянное запоминающее устройство или BIOS – binary input-output system. Это постоянная память, программу для которой записывают на заводе. Работа этих программ отображается на мониторе в момент включения РС – это бегущие белые строки на черном экране. Прежде всего проверяется оперативная память – сколько ее и в порядке ли она. Затем проверяется наличие жестких дисков, клавиатуры, других устройств. Работа BIOS завершается передачей управления тем, что в ОЗУ с жесткого диска загружается специальный пакет программ, который называется операционной системой. Далее все управление ресурсами компьютера и обеспечение взаимодействия всех программных процессов осуществляется операционной системой.

Программы и данные

Данные – это сигналы информации, запомненные в виде байтов и записанные в виде файлов. Когда данные надо обработать, они вызываются в оперативную память на временное хранение.
Для работы с данными существует специальная микросхема, которая называется микропроцессор или просто процессор. Процессор – это сердце компьютера. Это он вызывает данные с диска в оперативную память, забирает их к себе, обрабатывает, а потом опять отправляет в оперативную память и сохраняет в виде файлов на жестком диске. Для того чтобы процессор всегда знал, что и с какими данными надо сделать, он должен непрерывно получать поток команд (их называют инструкциями процессора). Инструкции процессора записаны в программах. Программа – это упорядоченный набор инструкций. Здесь важно обратить внимание на слово упорядоченный, поскольку порядок следования инструкций очень важен для правильной работы программы.
Как выглядят программы
Как выглядят данные, мы знаем – это байты, состоящие из восьми битов и имеющие значения от 0 до 255. На диске они хранятся в виде файлов, а в оперативной памяти – в ячейках. Одна ячейка – один байт. Программы, как это ни странно, выглядят точно так же, как данные. Программа состоит из инструкций, а инструкции записываются байтами. В оперативной памяти эти байты точно так же хранятся в ячейках, а на жестком диске они, как и данные, записаны в виде файлов. Файлы, в которых записаны программы, называются программными файлами.
Как процессор различает программы и данные
Во-первых, программные файлы имеют некоторые особенности в записи своего имени, а, во-вторых, у них есть специальные "пометки" в начале файла. Компьютер отличает программы от данных по имени и формату файла.

Лекция 3 Лекция 4. Системное программное обеспечение

 

Операционная система MS DOS

Перечислим основные составные части MS DOS:
1) Модуль расширения системы ввода/вывода (IO.SYS).
2) Базовый модуль операционной системы (MSDOS.SYS).
3) Командный процессор (или командная оболочка) (COMMAND.COM).
4) Внешние команды и драйверы, утилиты – файлы с расширением *.COM, *.EXE, *.SYS.
5) В отдельную составную часть могут быть выделены инструментальные средства DOS (система программирования, текстовый редактор, отладчик DEBUG, реализующий простейшие функции тестирования и отладки программ).
В основу разделения DOS на перечисленные блоки был положен принцип модульности: разработчиками в идеологию системы была изначально заложена возможность относительно безболезненной замены одного блока при сохранении неизменными остальных. Взаимодействие пользователя с операционной системой осуществляется с помощью командной строки. В начале командной стоки всегда имеется приглашение (к вводу команды) в MS DOS. По умолчанию в качестве приглашения выводятся имена текущих диска (логического устройства) и каталога. Приглашение заканчива-ется символом >. В принципе, по желанию пользователя его внешний вид может быть заменен. Простейший вид командной строки: C:\DIR Работа в ОС MS DOS организуется с помощью команд, которые вызывают определенную последовательность действий компьютера. Ввод команды осуществляется в командной строке в соответствии со следующими правилами:
а) команда DOS состоит из имени команды (вводится латинскими буквами, регистр значения не имеет) и отделенных от него пробелом параметров (ключей, опций), уточняющих действия команды;
б) формат параметров определяется исключительно внутренней логикой работы команды. В некоторых случаях они могут просто отсутствовать. Имена файлов могут входить в состав параметров. При вводе команды пользователем управление передается командному процессору Command.com, первой функцией которого является синтаксический анализ. Можно сформулировать несколько принципов классификации команд ОС MS DOS: 1) по способу реализации: резидентные (внутренние, настроенные); транзитные (внешние, утилиты, обслуживающие); 2) по функциональному назначению: команды для работы с каталогами, с файлами, с дисками, для управления памятью и устройствами, для конфигурирования системы и др. Резидентные (встроенные) команды входят в состав командного процессора COMMAND.COM и после окончания загрузки ОС MS DOS располагаются в оперативной памяти, доступны в любой момент времени. В качестве примера встроенных команд могут быть названы:
DIR – выводит информацию каталогов логических устройств;
COPY – выполняет операции копирования файлов и каталогов;
CLS – очищает содержимое экрана;
TIME – ввод (корректировка) текущего времени.
Транзитные команды (утилиты) реализуются в виде файлов с расширением *.com или *.exe. С точки зрения процедуры запуска они ни чем не отличаются от любых других служебных и прикладных программ, не входящих в ОС. Среди наиболее «популярных» DOS-утилит могут быть названы:
FORMAT – программа форматирования внешних запоминающих устройств;
SCANDISK – служебная программа проверки состояния дисков и т.д.
Особенностью MS DOS является то, что любая строка, не распознанная синтаксическим анализатором в качестве команды, считается именем файла, содержащим программу (служебную или прикладную), которую следует выполнять. Если такой файл не удается найти, то выводится сообщение: Bad command or file name (имя команды или файла указано неправильно).
Программные оболочки.
Управление компьютером при помощи команд DOS требует определенной квалификации. Для того, чтобы сделать общение с компьютером более простым, разработаны специальные программы-оболочки. Программа-оболочка – это такая программа, которая позволяет пользователю осуществлять действия по управлению ресурсами компьютера в рамках более развитого интерфейса (более удобного и интуитивно понятного). К числу наиболее популярных оболочек относится пакет Norton Commander фирмы Symantec