Тема 1.1 Установка и настройка MS-Dos

Зачем изучать MSDOS?Кончено, резонный вопрос, но когда вы проходите в магазин, загляните, какая Операционная система считывает штрих-код и выписывает вам чек? Какая операционная система позволяет вам приобрести авиа и ЖД билеты? Какая операционная система наливает вам кофе в кофемате и обслуживает ваши банковские операции? Это с одной стороны, а с другой: все современные операционные системы защищают себя и аппаратные средства компьютера, отвечая на каждую попытку прямого вызова системных функций сообщением: "Ваша программа совершила недопустимую операцию и будет закрыта". Что не позволяет нам напрямую обращаться к аппаратуре. А это иногда необходимо, хотя бы для проверки состояния магнитного слоя HDD или восстановления данных с носителей. Защита от исполнения недопустимых операций аппаратно обеспечивается защищенным режимом работы процессоров. Помимо собственно защиты, он предоставляет ряд важных преимуществ, и потому стал основным для всех современных операционных систем. При защищенном режиме все действия прикладных пользовательских программ и самих пользователей ограничены виртуальной оболочкой, не позволяющей нарушать жизненно важные функции операционной системы. MS-DOS или его аналоги используются и по сегодняшний день, но вот грамотных специалистов нет…

Структура OS MS-DOS

В операционную систему MS DOS входят следующие основные модули:

- Базовая система ввода – вывода (BIOS);

- Блок начальной загрузки (BootRecord);

- Модуль расширения BIOS (IO.SIS);

- Модуль обработки прерываний (MS DOS.SYS);

- Командный процессор (COMMAND.COM);

- файлы-драйверы, которые после их загрузки в память обеспечивают работу таких устройств, как мышь, CD-ROM и др.

- Утилиты ОС, выполняющие различные сервисные функции (форматирование дисков и др.).

На дистрибутивных дискетах MS-DOS расположены файлы io.sys, msdos.sys, wina20.386, командный процессор command.com, файлы внешних команд операционной системы (такие, как format.com, fdisk.exe и т. п.), драйверы и другие файлы. После установки MS-DOS файлы io.sys, msdos.sys, wina20.386 и command.com переписываются в корневой каталог диска C:. Остальные файлы записываются в отдельный каталог, который по умолчанию называется dos (хотя при установке вы можете указать другое имя). Дополнительно в корневом каталоге формируются два текстовых файла с именами config.sys и autoexec.bat.

Для чего предназначены файлы, расположенные в корневом каталоге диска C:?

Файлы io.sys, msdos.sys и command.com являются основными компонентами MS-DOS. Опишем назначение этих и других файлов более подробно.

IO.SYS

Файл io.sys содержит расширение базовой системы ввода/вывода BIOS (BasicInput/OutputSystem) и является интерфейсом между операционной системой и BIOS. Расширение используется операционной системой для взаимодействия с аппаратурой компьютера и BIOS. Для того чтобы максимально уменьшить зависимость программ от особенностей аппаратного обеспечения компьютера используется многоступенчатая схема доступа программ к устройствам ввода/вывода. Согласно этой схеме программа никогда (в идеальном случае) не обращается непосредственно к портам аппаратуры. Вместо этого она взывает программное прерывание с нужным номером и запрашивает ту или иную функцию, загружая соответствующим образом регистры процессора. Все программные прерывания можно разделить на две группы.

Первая группа - это прерывания базовой системы ввода/вывода BIOS. Обработчик этих прерываний записан в микросхеме постоянного запоминающего устройства (ПЗУ), расположенной на основной плате компьютера (motherboard). Обработчики прерываний BIOS работают с портами ввода/вывода стандартных устройств компьютера и обслуживают соответствующие аппаратные прерывания. В мире выпускается очень много различных моделей основных плат для компьютеров, совместимых в той или иной степени с IBM PC. Использование BIOS позволяет до некоторой степени стандартизовать программный интерфейс с аппаратурой, так как производитель основной платы может учесть в BIOS все аппаратные особенности.

Вторая группа - прерывания MS-DOS. Обработчики этих прерываний находятся в файлах io.sys и msdos.sys.

Расширение базовой системы ввода/вывода MS-DOS, расположенное в файле io.sys, является как бы прослойкой между операционной системой MS-DOS и BIOS. Для выполнения операций ввода/вывода ядро MS-DOS обращается как к самой базовой системе ввода/вывода BIOS, так и к ее расширению, загружаемому в оперативную память из файла io.sys.

В результате применения такой многоступенчатой схемы была достигнута потрясающая совместимость операционной системы MS-DOS с аппаратурой. MS-DOS способна работать практически на любом компьютере, созданном любой фирмой. Лишь бы этот компьютер был хоть немного совместим с IBM PC.

MSDOS.SYS

Файл msdos.sys является в некотором смысле набором программ обработки прерываний, в частности прерывания INT 21h. Это ядро операционной системы. Программы MS-DOS обращаются к прерыванию INT 21h в тех случаях, когда им нужно получить обслуживание от операционной системы. Например, заказать блок памяти, открыть файл или прочитать его содержимое, и т. д.

COMMAND.COM

Файл command.com - это так называемый командный процессор. Командный процессор предназначен для организации диалога с пользователем компьютера. Он анализирует введенные команды и организует их выполнение. Так называемые внутренние команды (dir, copy и т. д.) обрабатываются именно командным процессором. Не ищите в каталоге dos файлы программ с именами dir.exe или copy.com - таких файлов там нет. Внутренние команды потому и называются внутренними, что их обработчик находится в самой операционной системе. Точнее говоря, в файле command.com, который является важнейшей компонентой операционной системы MS-DOS. Программист может написать свой собственный командный процессор и подключить его вместо стандартного. Новый командный процессор должен выполнять все функции, которые раньше выполняла стандартная программа command.com.

CONFIG.SYS

Файл config.sys представляет собой текстовый файл, предназначенный для определения конфигурации MS-DOS, а также для загрузки драйверов и резидентных программ. Он создается автоматически программой установки MS-DOS и затем при необходимости редактируется пользователем. Для редактирования файла можно использовать текстовый редактор edit, который входит в состав MS-DOS.

AUTOEXEC.BAT

Называемый пакетный файл. Этот текстовый файл с расширением имени .bat в каждой своей строке содержит вызов внутренней или внешней команды MS-DOS, а также специальные операторы. На этапе установки MS-DOS в корневом каталоге диска C: создается пакетный файл с именем autoexec.bat. Этот файл запускается сразу после загрузки MS-DOS и содержит команды определения среды выполнения программ, а также вызовы инициализирующих и резидентных программ.

Драйверы

Драйверы представляют собой программы, обслуживающие различную аппаратуру. Кроме этого, в виде драйверов могут быть оформлены различные расширения MS-DOS, такие как система динамического сжатия данных на диске или система управления расширенной памятью. Обычно драйверы находятся в файлах, имеющих расширение имени .sys, хотя есть и драйверы, встроенные в MS-DOS. Драйвер подключается к операционной системе MS-DOS с помощью оператора device, расположенного в файле config.sys. Загрузочный файл драйвера имеет специальный формат. Драйверы легко решают проблемы использования новой аппаратуры - достаточно написать для нового устройства драйвер и подключить его к операционной системе. Прикладные программы и операционная система взаимодействуют с устройствами через драйвер, поэтому в них не нужно вносить изменения при подключении нового устройства. Например, новое дисковое устройство может иметь другое количество дорожек и секторов, другие управляющие команды. Все это учитывается драйвером и базовой системой ввода/вывода BIOS, а прикладная программа будет работать с новым диском, как и раньше, используя прерывания BIOS и MS-DOS.

Внешние команды

Файлы внешних команд операционной системы содержат программы, предназначенные для выполнения разнообразных операций, таких как форматирование дисков, сортировка файлов, печать текстов и других. Например программа fdisk предназначена для подготовки жесткого диска к работе. Она разбивает диск на участки, называемые разделами. На одном физическом диске могут быть разделы, принадлежащие разным операционным системам. Один из разделов всегда активный, так как операционная система загружается только из активного раздела. Программа fdisk позволяет создать для MS-DOS первичный и вторичный раздел. В первичном разделе располагается системный диск C:, с которого выполняется загрузка операционной системы, вторичный раздел может быть разделен на логические диски (D:, E:, F: и т. д.). Диски, расположенные во вторичном разделе, не могут быть системными. Заметим, что старые версии MS-DOS (до версии 4.0) позволяли создавать логические диски размером не более 32 Мбайт. Это связано с тем, что эти версии использовали 16-разрядную адресацию секторов диска, что недостаточно для дисков больших размеров.