10. Состав ms-dos.
На базовую систему ввода/вывода (BIOS) возложены следующие функции:
при загрузке ОС - контроль работоспособности устройств компьютера (тестирование) и инициализация процесса загрузки программ ОС, т.е. считывание информации с диска и размещение ее в оперативной памяти компьютера.
управление работой стандартных внешних устройств компьютера (монитор, клавиатура, винчестер).
Для реализации этих функций базовая система ввода/вывода включает в себя программы тестирования оборудования компьютера, программу начальной загрузки и драйверы стандартных внешних устройств компьютера. Драйвер - программа, которая управляет работой соответствующего внешнего устройства и предназначена для:
приема запросов от выполняемой программы на обращение к внешнему устройству
преобразования этого запроса в команды управления устройством
обработки запросов, поступающих от самого устройства
Следовательно, драйвер - промежуточное звено между выполняемой программой и внешним устройством, к которому эта программа обращается. Программы тестирования предназначены для проверки работоспособности основного оборудования компьютера сразу после включения питания. Программа начальной загрузки служит для считывания с магнитного диска в оперативную память системного загрузчика (программы загрузки конкретной ОС). Все программы BIOS расположены в ПЗУ компьютера => с одной стороны BIOS -часть компьютера, а с другой - компонент любой ОС, запускаемой на данном компьютере.
Модуль расширения - надстройка над BIOS, которая выполняет следующие функции:
в процессе загрузки ОС выполняет логическую замену драйверов хранящихся в BIOS и подключение, если требуется, новых драйверов.
организация интерфейса с BIOS.
Модуль расширения BIOS хранится на системном диске в виде файла с именем io.sys и является неотъемлемой частью MS-DOS.
Внешние драйверы устройств - это те драйверы, которые не вошли в состав BIOS. Это чаще всего драйверы мыши, принтера, таймера. Все внешние драйверы хранятся на дисках в виде отдельных файлов и являются компонентами DOS. Информация о необходимости подключения того или иного внешнего драйвера хранится в специальном файле с именем config.sys, который должен быть расположен на системном диске.
Системный загрузчик предназначен для считывания и размещения в ОП компьютера модуля расширения и базового модуля MS-DOS. Системный загрузчик - это программа, которая размещена в самом начале системного диска и предназначена для того, чтобы вывести на экран сообщение о попытке загрузить MS-DOS с не системного диска. Таким образом системный загрузчик, BIOS, модуль расширения и подключенные внешние драйверы устройств составляют программное обеспечение единой системы компьютера, получившей название: "система ввода/вывода". Ее основная цель - обмен информацией между оперативной памятью и внешними устройствами компьютера. Программы системы ввода/вывода (кроме системного загрузчика) постоянно, в процессе работы, находятся в оперативной памяти.
Базовый модуль MS-DOS является центром системы ввода/вывода и реализует основные функции по управлению всеми ресурсами компьютера и выполняемыми программами. Базовый модуль хранится на системном диске в виде файла с именем msdos.sys. После загрузки базового модуля он постоянно находится в оперативной памяти компьютера.
Командный процессор (интерпретатор) предназначен для организации взаимодействия пользователя с компьютером, т.е. пользователь дает указание MS-DOS на выполнение тех или иных действий посредством ввода с клавиатуры соответствующих команд. Функции:
обрабатывает файл с именем autoexec.bat
воспринимает вводимые пользователем команды, проверяет их синтаксис
выполняет внутренние команды
обрабатывает командные файлы
Командный процессор находится на системном диске в виде файла с именем command.com.
Утилиты MS-DOS. Реализуют выполнение внешних команд. Внешние, т.к. для их выполнения программа подгружается в оперативную память (ОП) по требованию пользователя (format, copydisk). Утилиты могут находиться в виде программных файлов на любом диске. При этом имя файла, как правило, дублирует имя команды.
Вывод: ОС получила название "дисковой", потому что изначально все ее элементы (модули) за исключением BIOS находятся на магнитных дисках. При этом на системном диске должны быть расположены:
системный загрузчик
модуль расширения (io.sys)
базовый модуль (msdos.sys)
командный интерпретатор (command.com)
файлы конфигурации (config.sys)
файл автозагрузки (autoexec.bat)
Модульная
структура MS-DOS значительно облегчает
ее модификацию, т.е. она открыта для
наращивания своих возможностей.
Уровни
вложенности элементов MS-DOS.
На
внутреннем уровне находятся программы,
управляющие аппаратурой, а на внешнем
- средства для организации диалога с
пользователями. Основная часть MS-DOS -
промежуточные уровни, которые управляют
файловой системой, выполнением и
взаимодействием программ, использованием
памяти.
11. Разделы диска. Организация FAT. Каждый диск или раздел жесткого диска разбивается на 4 области:
Резервируемая область.
Область FAT.
Область корневого каталога (\).
Область файлов и подкаталогов пользователя.
FAT (таблица распределения файлов) - отображает использование всего дискового пространства в области файлов и подкаталогов (4), включая пространство, занятое файлами, свободное пространство и неиспользуемое пространство. В любом диске имеется 2 копии таблицы FAT на случай повреждения первой. Размер FAT зависит от объема диска. Кластер - минимальная единица распределения дискового пространства, выдаваемая под запись файла. Пространство, принадлежащее файлу отображается в виде цепочки из номеров кластеров, отданных под запись этого файла, цепочка хранится в FAT. Она указывает на следующую запись в цепочке. Когда создается или расширяется файл, DOS выделяет кластеры файлу с помощью поиска в FAT неиспользуемых кластеров и включает их в цепочку, и наоборот, когда размер файла сокращается, DOS освобождает кластеры, выделенные ранее файлу, путем обнуления соответствующих записей в FAT. Удаленный файл можно восстановить до тех пор, пока его кластеры не будут отданы под запись другого файла. Возможные значения в записях FAT:
0 - свободный кластер
FFF0 - FFF6 - кластер зарезервирован
FFF7 - дефектный кластер
FFF8 - FFFH - последний кластер файла.
Все остальные значения говорят, что кластер занят под файл. Корневой каталог - самый главный каталог на диске и используется в качестве оглавления, где определяется каждый файл и подкаталог пользователя на диске. Создается программой format и обозначается "\". Фрагментация файлов возникает в результате модификации файловой структуры. Фрагментация увеличивает время доступа к файлу и уменьшает производительность компьютера. Для того, чтобы устранить фрагментацию используются специальные программы (например, Defrag), которые перемещают файлы и каталоги и дефрагментируют их. Логические и физические дефекты диска (файловой структуры).
Логические дефекты связаны с повреждением файловой структуры или компонентов в системной области диска. Они возникают из-за сбоев оборудования, внезапного выключения компьютера или ошибок программ. Логические дефекты ведут к:
захламлению дискового пространства, т.е. когда кластеры заняты, но из каталогов недоступны
невозможности доступа к файловой структуре или диску в целом
взаимовлиянию файлов, т.е. когда файлы имеют общий кластер
Физические дефекты возникают из-за механических повреждений или старения магнитного диска. В результате чего сектора диска перестают читаться. Кластер, содержащий дефектный сектор объявляется дефектным и чтению не подлежит. Физические дефекты приводят к невозможности доступа к фрагментам файловой структуры или к диску в целом. Для устранения логических дефектов диска предназначена программа Scandisk. Ее функции:
тестирование на дефекты
устранение логических дефектов на диске
проверка файловой структуры диска (FAT)
формирование отчета о состоянии диска
Форматирование диска (FORMAT) бывает трех видов:
Безусловное. format A: /U Действия:
разбивка дискеты на сектора
тестирование на наличие дефектных секторов
создание двух копий FAT
регистрация дефектных секторов
формирование пустого корневого каталога
Это форматирование используется для полного уничтожения данных с дискеты.
Безопасное. format A: Действия:
тестирование поверхности диска на наличие дефектных секторов без перезаписи содержимого
сохранение на диске содержимого FAT и корневого каталога (они помещаются в последний кластер дискеты)
забивка FAT нулями
очистка корневого каталога
Быстрое. format A: /Q Действия:
производится инициализация системной области с предварительным сохранением