Система прерываний - это совокупность аппаратных и программных средств, обеспечивающих процесс переключения с одной программы на другую и возврат к продолжению прерванной программы за счет операций процессора, называемых прерыванием.
Прерывание - это операция процессора, состоящая в сохранении состояния процессора, предшествовавшего прерыванию, и установлении нового состояния. Это состояние запоминается в регистрах процессора и называется - слово состояния процессора, которое состоит из последовательности битов, значение которых отражают текущее состояние процессора и выполняемой им программы. Прерывание это реакция процессора на некоторое условие, возникающее в процессоре или вне его. Реакция выражается в прекращении выполнения текущей команды для обработки возникающего условия. Прерывание иногда позволяет обработать такое условие специальной программой и вернуться к прерванной программе.
Прерывания бывают трех видов:
- аппаратные (например: нажатие клавиши);
- логическое или процессорное (например: деление на ноль);
- программные (например: команды ввода/вывода).
Каждое прерывание имеет уникальный номер от 0 до 255 и с ним связана определенная программа, призванная обслуживать возникшую ситуацию. На BIOS возложена задача обслуживать прерывания нижнего уровня, т.е. тех, которые требуют непосредственного управления аппаратными компонентами компьютера. Это прерывания с номерами от 0 до 31. Прерывания с номерами от 32 и выше относятся к прерываниям верхнего уровня и обрабатываются модулем обработки прерываний MSDOS.SYS.
BIOS является "программной оболочкой" вокруг аппаратных средств компьютера, предоставляет возможность другим программам, а также и самой операционной системе, обращаться к внешним устройствам компьютера через механизм прерываний.
2.)Блок первоначальной загрузки - очень короткая программа, которая выполняет функцию загрузчика двух модулей операционной системы - модуля расширения BIOS (IO.SYS) и модуля обработки прерываний (MSDOS.SYS). Блок первоначальной загрузки всегда расположен на нулевой дорожке диска в первом секторе.
Блок первоначальной загрузки просматривает каталог гибкого диска А, при его отсутствии - диска С, убедившись, что первые два файла являются модулями IO.SYS и MSDOS.SYS, считывает их в ОЗУ компьютера. Оба файла размещаются на диске всегда первыми, что делает диск системным, и снабжены специальным атрибутом файла, который делает их "невидимыми" (при выводе корневой директории диска на экран дисплея эти имена файлов будут отсутствовать).
3.)Модуль расширения базовой системы ввода/вывода (IO.SYS) - это файл, представляющий собой дополнение к BIOS. Он загружается в ОЗУ и остается в ней постоянно.
Расширение BIOS придает гибкость операционной системе, позволяя добавлять к BIOS драйверы, обслуживающие дополнительные устройства. Драйверы требуются в тех случаях, когда обмен информацией с устройствами должен происходить иначе, чем принято в BIOS. О необходимости подключения к операционной системе драйверов внешних устройств, а также об изменении параметров операционной системы сообщается в файле конфигурации CONFIG.SYS. Этот файл обрабатывается модулем расширения BIOS.
4.)Модуль обработки прерываний (MSDOS.SYS) является основным модулем операционной системы. Он обеспечивает взаимодействие с программами пользователя. Так же, как и модуль BIOS, модуль обработки прерываний (MSDOS.SYS) загружается в ОЗУ и остается на весь сеанс работы с компьютером.
Компонентами данного модуля являются подпрограммы, обеспечивающие работу файловой системы, информационный обмен с дисками, а также обслуживание некоторых специальных ситуаций. При обращении к этим подпрограммам из прикладной программы модуль обработки прерываний получает параметры операций и выполняет требуемые действия или преобразует полученные параметры в один или несколько запросов к модулю расширения BIOS. Функции, реализуемые модулем обработки прерываний (MSDOS.SYS), в первую очередь используются командами MS-DOS, обрабатываемыми командным процессором (DIR, COPY и т.д.), но с тем же успехом они могут вызываться прикладными программами.
5.)Командный процессор хранится в виде файла с именем COMAND.COM, обычно на том диске, с которого загружается операционная система. В отличие от рассмотренных выше двух модулей файл с командным процессором может занимать на диске любое место и трактуется как обычная программа.
Функции командного процессора заключается в следующем:
1.Прием и синтаксический разбор команд, полученных с клавиатуры или из командного файла;
2.Исполнение внутренних команд операционной системы;
3.Загрузка и исполнение внешних команд (программ) операционной системы и прикладных программ пользователя (находящихся в файлах, имеющих расширение COM.EXE и BAT).
Некоторые команды (TYPE, DIR и другие) командный процессор выполняет сам. Такие команды называются внутренними. Для выполнения остальных (внешних) команд пользователя командный процессор ищет на дисках программу с соответствующем именем (например, FORMAT), и если находит ее, то загружает в память и передает ей управление. По окончании работы программы командный процессор удаляет программу из памяти и выводит сообщение о готовности к выполнению команд (приглашение MS-DOS).
Запуск прикладной программы осуществляется так же, как обращение к внешней команде. В функции командного процессора входит также исполнение командных файлов. Один из них, а именно файл с именем AUTOEXEC.BAT выполняется автоматически после загрузки операционной системы. Когда в качестве команды дается имя командного файла (файла имеющего расширение BAT), командный процессор начинает последовательно читать и интерпретировать содержащиеся в нем строки, каждая из которых может содержать одну команду, метку или комментарий. Если в очередной строке стоит команда, осуществляющая вызов некоторой программы, то выполнение командного файла приостанавливается и начинается работа вызванной программы. После ее завершения продолжается выполнение командного файла.
При загрузке в память компьютера командный процессор распадается на две части: резидентную (постоянно находящуюся в памяти) и нерезидентную, которая располагается в область памяти, доступной любой программе пользователя.
Таким образом, любая программа может занять эту область памяти, "затеряв" (уничтожив) нерезидентную часть командного процессора. По окончании работы такой программы управление всегда возвращается в резидентную часть командного процессора, который восстанавливает нерезидентную часть, загружая ее с системного диска. Поэтому предпочтительнее иметь файл COMMAND.COM на жестком диске, в этом случае не требуется установка системного гибкого диска.
6.)Внешние команды операционной системы реализуются программами, которые хранятся на диске в виде отдельных файлов.
В состав MS-DOS входит более трех десятков программ, предназначенных для различных целей.
Примеры некоторых внешних команд операционной системы:
FORMAT.COM - форматирование гибких дисков;
CHDISK.COM - проверка дисков на правильность файловой структуры;
MODE.COM - установка режимов работы устройств;
FDISK.EXE - разметка жесткого диска;
GRAPHICS.COM - подготовка к печати графической копии экрана.
7.)Драйверы устройств - это специальные резидентные программы, которые дополняют систему ввода/вывода и обеспечивают обслуживание дополнительных внешних устройств или нестандартное использование имеющихся устройств. Драйверы хранятся в файлах имена, которых имеют расширение SYS. Они загружаются в память компьютера при загрузке операционной системы. Необходимость и порядок загрузки указываются в специальном файле SONFIG.SYS. Такое подключение драйверов облегчает добавление новых устройств и позволят делать это, не затрагивая системные файлы IO.SYS и MSDOS.SYS.
В компьютере обычно имеется несколько накопителей на магнитных дисках. Все они имеют свои имена в виде латинских букв. Буквы А и В — имена дисководов. Начиная с С именуются жесткие диски, а затем CD–ROM.
Файловая система - это совокупность именованных наборов данных и программ на внешних носителях, структуру и организацию которых поддерживает MS-DOS. Структура файловой системы определяет удобство работы, скорость доступа к файлам и т.д.
Вся информация на дисках хранится в виде файлов.
Файл — совокупность логически связанных данных. Это может быть текст книги, программа, коды графического изображения и т.д. Каждый файл имеет имя, которое состоит из двух частей: собственно имени и расширения. Правила построения имени зависят от используемой ОС.
Для ОС MS-DOS длина файла мажет быть от 1 до 8 латинских символов и цифр. Кроме того, в имя можно включать некоторые спецсимволы (!%$# и т.д.) Расширение начинается с точки, за которой следуют от 0 до 3 символов, то есть расширение может отсутствовать.
Для Windows имя может состоять из 1 — 255 любых символов. Расширением считается часть имени после последней точки. Регистр букв не различается.
Расширение, как правило, определяет содержание файла. Со временем сложились стандартные расширения файлов:
txt, doc — текстовые документы,
exe, com — исполняемые файлы,
bat — командный файл,
bmp, jpg — файлы графических изображений и т.д.
При использовании имен файлов в качестве параметров команд MS-DOS необходимо указывать адрес или путь к файлу.
Путем к файлу называется цепочка символов, начиная с имени дисковода, корневого каталога и последующих подкаталогов вплоть до каталога, содержащего необходимый файл.
Имя дисковода - это одна из букв латинского алфавита. Персональный компьютер имеет несколько накопителей на магнитных носителях, исходя из этого, в MS-DOS принято обозначать A: - гибкий диск, C: D: и т.д. - жесткие диски.
Каталог - это справочник файлов и библиотек со ссылками на их расположение, содержащее информацию о файлах (имя, тип, размеры в байтах, дата и время создания, атрибуты) и других каталогах, называемых подкаталогами, используется операционной системой для определения местоположения файла.
На каждом диске имеется один главный или КОРНЕВОЙ каталог. Каталоги, входящие в корневой каталог называются подкаталогами 1-го уровня. Каталоги, входящие в состав подкаталога 1-го уровня называются подкаталогами 2-го уровня и т.д. Каждый подкаталог является оглавлением, содержащим перечень имен файлов и подкаталогов, возможны варианты, когда в оглавлении имеются только имена файлов. Организация файловой системы в виде подкаталогов удобна для сортировки информации по различным темам. Разбиение на подкаталоги зависит от желания пользователя компьютером.
Все пространство любого диска разбито на концентрические дорожки, которые делятся на секторы. Для создания дорожек и секторов используется программа диск нужно отформатировать специальной программой. При этом на диск записываются электронные метки дорожек и секторов, и выделяется служебное место на диске. Программа также проверяет его работоспособность и помечает плохое блоки.
Процесс форматирования делится на 2 этапа: низкого (физическое) и высокого (логическое) уровня. При физическом форматировании на диск наносятся электронные метки для указания мест дорожек и секторов. Логическое форматирование разбивает все пространство диска на кластеры и обеспечивает выделение служебных мест на диске.
Кластер — группа смежных секторов, имеющая уникальный номер. Кластеры размещаются так, чтобы минимизировать перемещение головок при работе с многосторонними носителями.
При форматировании вся имеющаяся информация на диске теряется. ОС MS-DOS выполняет форматирование командой Format N:. Здесь N: – имя диска. При этом для гибких дисков выполняются обе стадии форматирования, а для жестких — только вторая, считается, что первая уже выполнена. Принудительно можно заставить программу выполнять полное форматирование (ключ /u).
Работа пользователя с ОС заключается во вводе команд в текстовом режиме с помощью командной строки.
В начале командной строки располагается приглашение ОС, которое, как правило, содержит имя текущего диска и каталога. Например:
C:\TEXT>
Текущим называется диск или каталог, с которым работает пользователь в данный момент. Справа от угловой скобки мерцает курсор.
В общем виде любая команда выглядит так:
C:\TEXT>ИмяПрограммы Параметры /ключ1 /ключ2
Обязательная часть команды — имя программы (команды), которую надлежит выполнить системе. Некоторые программы (команды) нуждаются в дополнительной информации, которую они получают из параметров. Параметры отделяются от имени программы и друг от друга одним или несколькими пробелами. Помимо параметров команды могут использовать ключи, которые модифицируют действие команд. Каждый ключ указывается после слэша (/). Набирать команду можно и большими, и маленькими буквами. Ввод команды заканчивается нажатием Enter.
Рассмотрим теперь команды для работы с каталогами.
Для смены текущего диска необходимо набрать
Например: b:
Для смены текущего каталога служит команда
В квадратные скобки будем брать необязательные части команды. Путь — это указание, через какие каталоги начиная с корневого или текущего необходимо пройти, чтобы попасть в требуемый каталог. Если Путь начинается с символа \, то каталоги отсчитываются от корневого. В противном случае — от текущего.
СD \ — переход в корневой каталог,
CD .. — переход в надкаталог.
Например: cd d:\games\poker.
Просмотр содержимого каталога осуществляется командой
DIR [Диск:Путь]
Команда сообщает имя, расширение, дату создания или обновления файлов и подкаталогов.
Некоторые полезные ключи команды DIR:
/р — поэкранный вывод,
/w — выводить кратко,
/? — вызов помощи.
Например: dir c:\Program /p,
dir c:\Program /w,
dir c:\Program /p /w.
Команда dir без параметров выводит содержание текущего каталога.
Создание нового каталога осуществляется командой
MD [Диск:]Путь
Здесь Путь — путь к новому каталогу.
Удаление пустого каталога осуществляется командой
RD [Диск:]Путь
Если каталог не пуст, то удаления не происходит. Необходимо сначала очистить каталог — удалить из него все файлы и подкаталоги или воспользоваться другой командой удаления.
Удаление непустого каталога осуществляется командой
deltree [Диск:]Путь
Команда PATH.
Можно установить список каталогов, в которых ОС будет искать программы с помощью команды
PATH СписокКаталогов через точку с запятой
Например: PATH c:\dos;c:\Program;d:\Games.
PATH; — устанавливает только текущий каталог для поиска,
PATH — выводит информацию и текущих установках.
Если программа находится в одном из каталогов, указанных в команде PATH, то для запуска программы достаточно набрать в командной строке имя программы и нажать Enter, в противном случае для запуска программы необходимо указывать полный путь к файлу программы.