Модули операционной системы MS DOS

Понятие модуля широко используется применительно как к аппаратной, так и к программ-
ной части компьютера.

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

Структуру операционной системы MS DOS образуют модули (рис. 9.9):

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

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

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

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

ш внешние команды и драйверы, утилиты — файлы с расширением .COM, .EXE, .SYS;

Рис. 9.9.Модульная структура операционной системы MS DOS

• системный загрузчик (SB — System Bootstrap);

I инструментальные средства DOS: система программирования MS DOS QBASIC; текс-
товый редактор MS DOS EDITOR, обеспечивающий подготовку текстовых докумен-
тов и текстов исходных программ; отладчик DEBUG для тестирования и отлаживания
исполняемых файлов.

BIOS, модуль расширения ЕМ BIOS, загружаемые (внешние) драйверы, системный за-
грузчик составляют машинозависимую часть операционной системы.

Базовый модуль DOS, командный процессор, внешние команды, инструментальные
средства составляют машин он еэависимую часть операционной системы.

Операционная система MS DOS, кроме модуля BIOS, хранится на внешнем носителе,
обычно на жестком, реже на гибком диске. После включения компьютера в сеть начинается
процесс перезаписи операционной системы MS DOS с диска в оперативную память. Этот
процесс получил название загрузка операционной системы. Алгоритм загруз-
ки будет рассмотрен далее.

О системе прерываний

Основным механизмом функционирования MS DOS является система прерываний.

Прерывания— это процедуры, которые компьютер вызывает для выпол-
нения определенной задачи.

Существуют аппаратные, логические и программные прерывания.

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

Логические прерывания возникают при нестандартных ситуациях в работе
(ропроцессора, например деление на нуль, переполнение регистров и др.

Программные прерывания инициируются программами, т.е. появляются,
гда одна программа хочет получить сервис со стороны другой программы, например до-

к определенным аппаратным средствам.

Каждое прерывание имеет уникальный номер, и с ним связана определенная подпро-
ша. Когда вызывается прерывание, процессор оставляет свою работу и выполняет пре-
рывание. Затем загружается адрес программы обработки прерывания и ей передается
управление. После окончания ее работы управление передается основной программе, кото-
рая была прервана. Аппаратные прерывания относятся к прерываниям низшего уровня, им
присвоены младшие номера, и обслуживает их базовая система ввода-вывода. Логические и
программные прерывания относят к верхнему уровню, они имеют большие номера, и их об-
служивает в основном базовый модуль DOS.

Функции и назначение базовой системы ввода-вывода BIOS

Базовая система ввода-вывода BIOS —самый близкий к аппаратуре компо-
нент DOS. BIOS находится в постоянной памяти, которая входит в комплект поставки пер-
сонального компьютера. Тип операционной системы может изменяться, a BIOS остается
постоянным. Поэтому BIOS, являясь неизменяемой частью персонального компьютера, с
одной стороны, может рассматриваться как компонент аппаратной части, а с другой сторо-
ны, 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.

Основная функция BIOS реализуется в процессе нормальной работы персонального
компьютера. Это — управление стандартными внешними (периферийными) устройствами,
входящими в состав комплекта персонального компьютера конкретной модели, а именно:
дисплеем, клавиатурой, дисководами, принтером, таймером. Выделение BIOS в отдельный
аппаратно-программный модуль позволяет обеспечить независимость программного обес-
печения от специфики конкретной модели персонального компьютера.

Вспомогательные функции BIOS реализуются при включении персонального компью-
тера на этапе загрузки и состоят в следующем:

• поиск сначала на гибком, а затем на жестком диске программы-загрузчика операцион-
ной системы и загрузка с диска в оперативную память;

ш тестирование аппаратной части, в том числе и оперативной памяти, а при обнаруже-
нии неисправности индикация сообщения;

• инициализация векторов прерываний нижнего уровня.

BIOS содержит: специальные программы (драйверы) по управлению работой стан-
дартными внешними устройствами; тестовые программы для контроля работоспособности
аппаратуры; программу начальной загрузки операционной системы.

Драйвер— программа, расширяющая возможности операционной сис-
темы.

Драйвер устройства— программа операционной системы для управления
работой периферийными устройствами: дисководами, дисплеем, клавиату-
рой, принтером, манипулятором "мышь" и пр.

Драйвер устройства должен учитывать специфику работы внешнего устройства, все
тонкости его функционирования. Поэтому каждому устройству должен соответствовать
свой драйвер.

Функции драйвера устройства состоят в следующем:

• прием и обработка запроса (управляющего сигнала), который поступает к данному пе-
риферийному устройству;

• преобразование запроса о необходимости связи с этим устройством в серию команд
управления им, с учетом всех деталей конструкции и особенностей его работы;

• обработка сигнала прерывания, который поступает от соответствующего этому драй-
веру периферийного устройства.

Пример9.13. После нажатия клавиши на клавиатуре соответствующий драйвер вы-
полняет обработку сигнала, проверяет, нажималась ли управляющая клавиша, управ-
ляет обработкой при смене регистров клавиатуры. Причем обращаем ваше внимание,
что подобные операции являются стандартными для любой программы и никакого от-
ношения к сути решаемой задачи не имеют. Драйверы выполняют только стандарт-
ные функции управления вводом-выводом.

Драйверами также считаются программы, обеспечивающие управление расширенной
памятью, а также создание и обслуживание виртуальных устройств, например электронного
диска — имитации гибкого диска в оперативной памяти.

Драйверы могут быть либо стандартными, либо загружаемыми.

Стандартные (внутренние) драйверы —это программы, которые на-
ходятся внутри BIOS или его модуля расширения ЕМ BIOS и служат для управления
внешними устройствами, входящими в стандартный комплект поставки персонального ком-
пьютера. Эти драйверы подключаются к системе автоматически после перехода компьюте-
ра в нормальное рабочее состояние.

Загружаемые (внешние, устанавливаемые) драйверы —это про-
фаммы, хранящиеся на диске и предназначенные для управления внешними устройствами,
которые отличаются от стандартных либо по своим техническим параметрам, либо осо-
режимами эксплуатации. Загружаемые драйверы подключаются к системе только
ада, когда они указаны в файле конфигурации CONFIG.SYS. Возможность использования
каемых драйверов облегчает адаптацию операционной системы к новым внешним
ойствам.

Постоянный модуль BIOS хранится в постоянной памяти и не может быть изменен
i обычных условиях эксплуатации. Записывается он в постоянную память только при из-
эвлении персонального компьютера. Однако необходимость изменения содержимого
вполне вероятна и может быть вызвана следующими причинами: подключением к
опальному компьютеру новых внешних устройств и использованием нестандартного
иного процессора и др.