Лекции.ИНФО


Назначение операционной системы



 

При работе пользователя на компьютере часто возникает необходимость выполнить операции с прикладной программой в целом, организовать работу внешних устройств, проверить работу различных блоков, скопировать информацию и т.п. Из всего многообразия подобных операций выделяют типовые и реализуют их с помощью специализированных программ, принимаемых в качестве стандартных средств и поставляемых вместе с аппаратной частью.

Программы, организующие работу устройств и не связанные со спецификой решаемой задачи, входят в состав комплекса программ, называемого операционной системой (ОС).

ОС - совокупность программных средств, обеспечивающая управление аппаратной частью компьютера и прикладными программами, а также их взаимодействие между собой и пользователем.

ОС образует автономную среду, не связанную ни с одним из языков программирования. Любая же прикладная программа связана с ОС и может эксплуатироваться только на тех компьютерах, где имеется аналогичная системная среда. Для работы с ОС необходимо овладеть языком этой среды - совокупностью команд, структура которых определяется синтаксисом этого языка.

ОС выполняет следующие функции:

– управление работой каждого блока компьютера и их взаимодействием;

– управление выполнением программ;

– организацию хранения информации во внешней памяти;

– взаимодействие пользователя с компьютером, т.е. поддержка интерфейса пользователя.

Обычно ОС хранится на жестком диске или на специальном гибком диске, называемом системным. При включении компьютера ОС автоматически загружается с диска в оперативную память и занимает в ней определенное место. ОС создается не для отдельной модели компьютера, а для серии компьютеров.

DOS (ДОС - дисковая ОС) - это имя, используемое фирмой IBM для обозначения основной ОС, которая работает на персональных компьютерах (ПК) семейства IBM PC. DOS была создана для IBM фирмой Microsoft, одной из ведущих фирм по производству программного обеспечения для ПК. Фирма Microsoft также создала версии DOS для компьютеров других семейств. Эти другие версии обычно называют MS DOS (сокращение от Microsoft DOS).

 

Понятие файла

 

В основе любой ОС лежит принцип организации работы внешнего устройства для хранения информации. Несмотря на то, что внешняя память может быть реализована на разных материальных носителях, их объединяет принятый в ОС принцип организации хранения логически связанных наборов информации в виде так называемых файлов.

Файл - логически связанная совокупность данных, для размещения которой во внешней памяти выделяется именованная область.

Файл служит учетной единицей информации в ОС. Любые действия с информацией в MS DOS осуществляются над файлами: запись на диск, вывод на экран, ввод с клавиатуры, печать и прочее.

В файлах могут храниться разнообразные виды и формы представления информации: тексты, рисунки, чертежи, числа, программы, таблицы и т.п. Особенности конкретных файлов определяются форматом, под которым понимается элемент языка, в символическом виде описывающий представление информации в файле.

Для характеристики файла используются следующие параметры:

– полное имя файла;

– объем файла в байтах;

– дата создания файла;

– время создания файла;

– специальные атрибуты файла: R - только для чтения, H - скрытый файл, S - системный файл, A - архивированный файл.

С понятием файла в MS DOS тесно связано понятие логического диска. Логический диск создается и управляется специальной программой (драйвером). Он имеет уникальное имя, например, C, D, E, F. Логический диск может быть организован на жестком, гибком, лазерном дисках, в оперативной памяти (электронный диск) и т.п. На одном физическом диске может быть создано несколько логических дисков. В дальнейшем изложении под диском будем понимать логический диск.

 

Способы обращения к файлу

 

К файлу можно обращаться с помощью имени или с помощью полного имени. Рассмотрим эти варианты.

Правило образования имени.Имя файла уникально и служит для отличия одного файла от другого. Имя файла в MS DOS образуется не более чем из восьми символов, причем используются только буквы латинского алфавита и цифры, а первым символом обязательно должна быть буква.

В качестве имени файла можно использовать символьное имя устройства:

– PRN или LPT1 (2, 3) - принтер или любое устройство, подключенное к параллельному порту;

– CON - консоль (клавиатура при вводе и дисплей при выводе);

– COM1 (2, 3, 4) - какое-либо внешнее устройство, подключенное к последовательному порту;

– NUL - фиктивное устройство; вывод в файл NUL никуда не направляется, а просто уничтожается.

Правило образования полного имени.Полное имя более подробно характеризует файл и образуется из имени файла и типа (расширения), разделенных точкой.

Тип файла служит для характеристики хранящейся в файле информации и образуется не более чем из трех символов, причем используются (как и при образовании имени) только буквы латинского алфавита.

Пример. PRIMER.PAS - файл PRIMER для хранения программ на Паскале; STRAN.TXT - файл STRAN для хранения текста; COPY.COM - файл COPY, содержащий программу ОС по копированию файлов.

При работе на ПК установлен ряд соглашений по заданию типа файла. Часть таких соглашений приведена в таблице.

 

Соглашения по типу файлов

 

Тип Назначение
.ARJ Архивный файл
.BAK Копия файла, создаваемая при перезаписи файла
.BAT Командный файл
.COM Командный системный файл, исполняемый файл
.DAT Файл данных
.EXE Исполняемый файл
.HLP Файл для справочной информации
.LIB Библиотека программ
.PIC Данные выводимого на экран изображения
.PRN Листинг (распечатка программы)
.SYS Файлы, расширяющие возможности ОС (драйверы)
.TXT Текстовый файл

 

Часто возникает ситуация, когда надо работать не с одним файлом, а с группой файлов. Например, необходимо выполнить операции: копирование группы файлов с одного диска на другой; удаление группы файлов; перемещение группы файлов на другой диск; поиск группы файлов заданного типа и т.п.

Такие операции легко выполнять, пользуясь при формировании имен и типов файлов шаблоном.

Шаблон имени файла - специальная форма, в которой в полях имени и типа файла используются символы '*' и '?'.

Символ '*' служит для замены любой последовательности символов. В шаблоне может быть использовано в поле имени и типа по одному символу '*'.

Пример. Задав имя '*.TXT', вы обратитесь ко всем текстовым файлам. Задав имя 'SD*.*', вы обратитесь ко всем файлам, имя которых начинается с букв SD.

Символ '?' служит для замены одного символа на месте, где стоит вопросительный знак. В шаблоне может быть использовано несколько таких символов.

Пример. Имя 'RT??.PAS' позволит обратиться ко всем файлам типа PAS, имя которых состоит из четырех символов, причем первые два символа обязательно RT, а третий и четвертый - любые.

 

Характеристика MS DOS

 

Организация доступа к файлу

 

Способ хранения файлов на диске и организацию доступа к ним можно сравнить соответственно с организацией хранения книг в библиотеке и процедурой поиска нужной книги по ее шифру из каталога.

Доступ - процедура установления связи с памятью и размещенным в ней файлом для записи и чтения данных.

Директория (каталог) - справочник (список) файлов с указанием месторасположения на диске.

Различают два состояния директории - активное (текущее) и пассивное. MS DOS помнит текущую директорию на каждом логическом диске.

Текущая директория - это директория, в которой работа пользователя производится в текущее машинное время.

Пассивная директория - это директория, с которой в данный момент времени не имеется связи.

В ОС MS DOS принята иерархическая структура организации директорий (каталогов). На каждом диске всегда имеется главная (корневая) директория. Она находится на нулевом (высшем) уровне иерархии и обозначается символом '\'. Корневая директория создается при форматировании (инициализации, разметке) диска и не может быть удалена средствами MS DOS. В корневую директорию могут входить другие директории (директории первого уровня) и файлы, которые создаются и удаляются командами ОС. В свою очередь, в директории первого уровня могут входить поддиректории (директории второго уровня) и т.д.

Родительская директория - это директория, имеющая поддиректории.

Поддиректория - это директория, которая входит в другую директорию.

Как правило, употребляют термин «директория» («каталог»), подразумевая поддиректорию (подкаталог) или родительскую директорию (родительский каталог) в зависимости от контекста.

Правила наименования директорий такие же, как и правила наименования файлов. Для формального отличия от файлов обычно директориям присваивают только имена.

Доступ к содержимому файла организован из главной директории через цепочку соподчиненных директорий n-го уровня. В директориях любого уровня могут храниться записи как о файлах, так и о директориях нижнего уровня.

Описанный принцип организации доступа к файлу через директорию является основой файловой системы.

Файловая система - часть ОС, управляющая размещением и доступом к файлам и директориям на диске.

С понятием файловой системы связано понятие файловой структуры диска, под которой понимают, как размещаются на диске директории, файлы, ОС, а также какие для них выделены объемы памяти.

Доступ к файлу можно организовать следующим образом:

– если имя файла зарегистрировано в текущей директории, то достаточно указать только его имя (полное имя);

– если имя файла зарегистрировано в пассивной директории, то, находясь в текущей директории, нужно указать еще и путь.

Путь - цепочка соподчиненных директорий, которую необходимо пройти по иерархической структуре к директории, где зарегистрирован искомый файл.

При задании пути имена директорий записываются в порядке следования и отделяются друг от друга символом '\'.

Взаимодействие пользователя с ОС осуществляется с помощью командной строки, индицируемой на экране дисплея. В начале командной строки всегда имеется приглашение, которое заканчивается символом '>'. В приглашении может быть отражено: имя текущего диска, имя текущей директории, символы-разделители, текущее время и дата, путь.

Приглашение ОС - индикация на экране дисплея информации, означающей готовность ОС к вводу команд пользователя.

Возможны три варианта организации пути доступа к файлу в зависимости от места его расположения. Файл находится в текущей директории (путь отсутствует). При организации доступа к файлу достаточно указать его полное имя.

1. Файл находится в пассивной директории одного из нижних уровней, подчиненного текущей директории. При организации доступа к файлу необходимо указать путь, в котором перечислены имена всех директорий нижнего уровня, лежащих на этом пути (включая директорию, в которой находится данный файл).

2. Файл находится в пассивной директории на другой ветке по отношению к местонахождению текущей директории. Здесь необходимо указать путь, начиная с корневой директории, то есть с символа '\'. Горизонтальные переходы из директории в директорию недопустимы.

 

Модули ОС MS DOS

 

Понятие модуля широко используется применительно как к аппаратной, так и к программной части компьютера.

Модуль - унифицированная самостоятельная функциональная часть системы, имеющая законченное оформление и средства сопряжения с другими функциональными узлами и модулями.

Структуру ОС MS DOS образуют следующие модули:

1) BIOS (Basic Input/Output System) - базовая система ввода-вывода;

2) модуль расширения -EM BIOS (Extension Module BIOS) в виде файла с именем IO.SYS;

3) системный загрузчик (SB - System Bootstrap);

4) внешние драйверы - файлы с расширением .COM, .EXE, .SYS;

5) базовый модуль (BM - Basic Module) в виде файла с именем MSDOS.SYS;

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

7) внешние команды, утилиты - файлы с расширением .COM, .EXE, .SYS;

8) инструментальные средства DOS: система программирования MS DOS QBASIC; текстовый редактор MS DOS EDITOR; отладчик DEBUG для тестирования и отладки исполняемых файлов.

Первые четыре модуля составляют машинозависимую часть ОС, а последние четыре модуля - машинонезависимую часть ОС.

 

Система прерываний

 

Основным механизмом функционирования MS DOS является система прерываний.

Прерывания - это процедуры, которые компьютер вызывает для выполнения определенной задачи.

Различают аппаратные, логические и программные прерывания.

Аппаратные прерывания инициируются аппаратурой, например, сигналом от принтера, нажатием клавиши на клавиатуре, сигналом от таймера и т.д.

Логические прерывания возникают при нестандартных ситуациях в работе микропроцессора, например, деление на ноль, переполнение регистров и т.д.

Программные прерывания инициируются программами, т.е. возникают, когда программа ждет получения сервиса со стороны другой программы, например, доступ к определенным аппаратным средствам.

 









Читайте также:

Последнее изменение этой страницы: 2016-03-22; Просмотров: 61;


lektsia.info 2017 год. Все права принадлежат их авторам! Главная