Раздел 4. Работа в операционных системах и средах

1. Модули MSDOS. Машинно-зависимые и машинно-независимые части MSDOS

2. BIOS, как модуль MSDOS: назначение и функции ссылка

BIOS (Basic Input/Output System — базовая система ввода/вывода) — это программа, предназначенная для первоначального запуска компьютера, настройки оборудования и обеспечения функций ввода/вывода. BIOS записывается в микросхему постоянной памяти, которая расположена на системной плате. Изначально основным назначением BIOS было обслуживание устройств ввода/ вывода (клавиатуры, экрана и дисковых накопителей), поэтому ее и назвали «базовая система ввода/вывода». В современных компьютерах BIOS выполняет несколько функций. □ Запуск компьютера и процедура самотестирования (Power-On Self Test — POST). Программа, расположенная в микросхеме BIOS, загружается первой после включения питания компьютера. Она детектирует и проверяет установленное оборудование, настраивает устройства и готовит их к работе. Если во время самотестирования будет обнаружена неисправность оборудования, то процедура POST будет остановлена с выводом соответствующего сообщения или звукового сигнала. Если же все проверки прошли успешно, самотестирование завершается вызовом встроенной подпрограммы для загрузки операционной системы. Процедура POST далее будет рассмотрена более подробно. □ Настройка параметров системы с помощью программы BIOS Setup. Во время процедуры POST оборудование настраивается в соответствии с параметрами BIOS, хранящимися в специальной CMOS-памяти. Изменяя эти параметры, пользователи могут настраивать работу отдельных устройств и системы в целом по своему усмотрению. Редактируются они в специальной программе настройки, которую также называют BIOS Setup или CMOS Setup. Настройке системы с помощью программы BIOS Setup будет посвящена большая часть этой книги. Изменяя параметры BIOS, вы сможете добиться оптимальной работы всех компонентов системы, однако к этому следует основательно подготовиться, поскольку ошибочные значения приводят к тому, что система будет работать нестабильно или не будет работать вообще. Обо всем этом вы узнаете из последующих глав книги. □ Поддержка функций ввода/вывода с помощью программных прерываний BIOS. В составе системной BIOS есть встроенные функции для работы с клавиатурой, видеоадаптером, дисководами, жесткими дисками, портами ввода/вывода и др. Эти функции широко используются в операционных системах, подобных MS-DOS, и практически не используются в современных версиях Windows.

3. Boot Record, IO.SYS, MSDOS.SYS, Command.com, как модули MSDOS. Местонахождение, название, размер, функции каждого модуля

1.Главная загрузочная запись (англ. master boot record, MBR) — Блок начальной загрузки - это код и данные, необходимые для последующей загрузки операционной системы и расположенные в первых физических секторах (чаще всего в самом первом) на жёстком диске или другом устройстве хранения информации.

MBR содержит небольшой фрагмент исполняемого кода, таблицу разделов (partition table) и специальную сигнатуру.

Функция MBR — «переход» в тот раздел жёсткого диска, с которого следует исполнять «дальнейший код» (обычно — загружать ОС). На «стадии MBR» происходит выбор раздела диска, загрузка кода ОС происходит на более поздних этапах алгоритма.

В процессе запуска компьютера, после окончания начального теста (Power-on self-test — POST), Базовая система ввода-вывода (BIOS) загружает «код MBR» в оперативную память (в IBM PC обычно с адреса 0000:7c00) и передаёт управление находящемуся в MBR загрузочному коду.

IO.SYS — Модуль расширения BIOS. Содержит драйверы устройств (подпрограммы для работы с устройствами) для MS-DOS и код первичной настройки DOS.[1]

Во время загрузки компьютера содержимое первого сектора загрузочного диска загружается в память и ему передаётся управление. Если это загрузочный сектор DOS, то он загружает IO.SYS в память (в разных версиях DOS детали этой процедуры отличаются) и передаёт ему управление. Затем IO.SYS:

• Инициализирует драйверы для консоли, диска, последовательного порта и т. д.

• В MS-DOS загружает ядро DOS из MSDOS.SYS и инициализирует его. IO.SYS из комплекта Windows 9x уже содержит ядро DOS в себе, а файл MSDOS.SYS является текстовым файлом, где можно указывать настройки системы.

• Обрабатывает файл CONFIG.SYS.

• Загружает COMMAND.COM (или другую оболочку операционной системы, которая указана в CONFIG.SYS).

• В Windows 9x отображает экран загрузки. Если присутствует файл Logo.sys, то для отображения заставки используется он.[2]

• В клонах MS-DOS загрузочный файл с ядром системы может называться иначе. Например, в PC DOS и DR-DOS файл называется IBMBIO.COM, в FreeDOS — KERNEL.SYS.

MS DOS.SYS - Модуль обработки прерываний, расположенный в корневом каталоге загрузочного устройства. Файл MSDOS.SYS реализует основные высокоуровневые услуги MSDOS

4. Команды MSDOS: классификация, формат, назначение. Команды для создания командных файлов

Работа с файлами

Создать файл: copy con <имя файла>

Редактирование файла: edit <имя файла>

Копировать файл: copy <что> <куда>

Переместить файл: move <что> <куда>

Удалить файл: del <имя файла>

Объединение файлов: copy <имя 1> + <имя 2> <имя конечного файла >

Сохранить файл: ctrl+z “enter”

Работа с каталогами

Создать каталог: md <имя каталога>

Просмотр содержимого каталога: dir <имя каталога>

Сменить каталог: cd <имя каталога>

Удалить каталог(пустой): rd <имя каталога>

Удалить каталог(не пустой): rd /s <имя каталога>

Переименовать каталог : ren <старое имя> <новое имя>

Копировать каталог: xcopy <что> <куда>

Просмотр содержимого: type <имя каталога>

Дерево каталогов: tree

Системные

Сменить диск: z:\windows> s: “enter”

Перенаправить с добавлением: <что> >> <куда>

5. Организация файловой системы на физическом уровне. Структура магнитного диска. Форматирование низкого и высокого уровня.

6. Организация файловой системы на логическом уровне. Структура Boot Record

7. Организация файловой системы на логическом уровне. Таблица распределения файлов (FAT). Структура элемента каталога.

8. Организация файловой системы на логическом уровне. Структура элемента каталога FAT

9. Сетевые операционные системы (СОС). Функциональные компоненты СОС

10. Одноранговые и двуранговые СОС

11. Сетевые службы и сервисы. Достоинства и недостатки каждого вида организации

12. Конфигурирование ОС. Реестр ОС

13. Обеспечение безопасности ОС. Журнал приложений, системный журнал, журнал безопасности

14. Оснастки безопасности системы. Назначение и преимущества использования оснасток

15. Файловая система WINDOWS NT. Физическая организация NTFS. Структура тома NTFS. Нумерация кластеров.

16. Файловая система WINDOWS NT. Физическая организация NTFS. Файлы и каталоги NTFS. Атрибуты

17. Архитектура ОС UNIX. Основные компоненты ОС в сравнении с FAT и NTFS

18. Архитектура ОС UNIX. Структура элемента каталога в сравнении со структурой элементов каталогов FAT и NTFS

19. Команды ОС UNIX. Режим детального просмотра содержимого каталога. Назначение и лишение прав для пользователя.

Назначение и лишение прав для пользователя.

Первый символ в строке указывает на тип файла. К примеру, каталоги обозначаются символом d. В нашем примере каталогами являются два первых элемента списка. Обычные файлы помечаются дефисом (-). Следующие девять символов определяют права доступа к файлу или каталогу. Эти символы разбиваются на три группы по три символа в каждой

Флаг	Описание
-	Отсутствие флага
l - лат. «л»	Символическая ссылка (symbolic link)
d	Директория (directory)
b	Блочное устройство (block device)
c	Символьное устройство (character device)
p	Канал, устройство fifo (fifo device)
s	Unix сокет (unix domain socket)

OCT	BIN	Mask	Комментарий
0	000	- - -	отсутствие прав
1	001	- - x	права на выполнение
2	010	- w -	права на запись
3	011	- w x	права на запись и выполнение
4	100	r - -	права на чтение
5	101	r - x	права на чтение и выполнение
6	110	r w -	права на чтение и запись
7	111	r w x	полные права

Команды OC UNIX:

ls – список файлов и каталогов ls -al – форматированный список со скрытыми каталогами и файлами cd dir – сменить директорию на dir cd – сменить на домашний каталог pwd – показать текущий каталог mkdir dir – создать каталог dir rm file – удалить file rm -r dir – удалить каталог dir rm -f file – удалить форсированно file rm -rf dir – удалить форсированно каталог dir cp file1 file2 – скопировать file1 в file2 cp -r dir1 dir2 – скопировать dir1 в dir2; создаст каталог dir2, если он не существует mv file1 file2 – переименовать или переместить file1 в file2. если file2 существующий каталог - переместить file1 в каталог file2 ln -s file link – создать символическую ссылку link к файлу file touch file – создать file cat > file – направить стандартный ввод в file more file – вывести содержимое file head file – вывести первые 10 строк file tail file – вывести последние 10 строк file tail -f file – вывести содержимое file по мере роста, начинает с последних 10 строк

20. Процессы ОС UNIX: родительские и порожденные, системные, пользовательские, демоны. Идентификатор процесса. Состояния процесса

Системные процессы. Системные процессы являются частью ядра и всегда расположены в оперативной памяти. Системные процессы не имеют соответствующих им  программ в виде исполняемых файлов и запускаются особым образом при инициализации ядра системы. Выполняемые инструкции и данные этих процессов находятся в ядре системы, таким образом они могут вызывать функции и обращаться к данным, недоступным для остальных процессов. Системными процессами являются: shed (диспетчер свопинга), vhand (диспетчер страничного замещения), bdfflush (диспетчер буферного кэша) и kmadaemon (диспетчер памяти ядра). К системным процессам следует отнести init, являющийся прародителем всех остальных процессов в UNIX. Хотя init не является частью ядра, и его запуск происходит из исполняемого файла (/etc/init), его работа жизненно важна для функционирования всей системы в целом.

Демоны. Демоны — это неинтерактивные процессы, которые запускаются обычным образом — путем загрузки в память соответствующих им программ (исполняемых файлов), и выполняются в фоновом режиме. Обычно демоны запускаются при инициализации системы (но после инициализации ядра,) и обеспечивают работу различных подсистем UNIX: системы терминального доступа, системы печати, системы сетевого доступа и сетевых услуг и т. п. Демоны не связаны ни с одним пользовательским сеансом работы и не могут непосредственно управляться пользователем. Большую часть времени демоны ожидают пока тот или иной процесс запросит определенную услугу, например, доступ к файловому архиву или печать документа.

Пользовательские процессы:

• защищены от других пользовательских процессов;

• не имеют доступа к процедурам ядра, кроме как через системные вызовы;

• не могут непосредственно обращаться к пространству памяти ядра.

Пользовательский процесс работает в режиме ядра, когда начинает выполнять код ядра через системный вызов и могут выполняться как в интерактивном, так и в фоновом режиме, но в любом случае время их жизни (и выполнения) ограничено сеансом работы пользователя. При выходе из системы все пользовательские процессы будут уничтожены.

Новый процесс создается в UNIX только путем системного вызова fork. Процесс, сделавший вызов fork, называется родительским, а вновь созданный процесс - порожденным. Новый процесс является точной копией родительского.

Идентификатор процесса. Каждый процесс имеет уникальный идентификатор PID, позволяющий ядру системы различать процессы. Когда создается новый процесс, ядро присваивает ему следующий свободный (т.е. не ассоциированный ни с каким процессом) идентификатор. Присвоение идентификатора обычно происходит по возрастающий, т.е. идентификатор нового процесса больше, чем идентификатор процесса, созданного перед ним. Если идентификатор достигает максимального значения (обычно - 65737), следующий процесс получит минимальный свободный PID и цикл повторяется. Когда процесс завершает работу, ядро освобождает использовавшийся им идентификатор.

Состояния процессов. Выполнение - активное состояние процесса, во время которого процесс обладает всеми необходимыми ресурсами и непосредственно выполняется процессором;

Ожидание - пассивное состояние процесса, процесс заблокирован, он не может выполняться по своим внутренним причинам, он ждет осуществления некоторого события, например, завершения операции ввода-вывода, получения сообщения от другого процесса, освобождения какого-либо необходимого ему ресурса;

Готовность - также пассивное состояние процесса, но в этом случае процесс заблокирован в связи с внешними по отношению к нему обстоятельствами: процесс имеет все требуемые для него ресурсы, он готов выполняться, однако процессор занят выполнением другого процесса.

21. OS ANDROID. Архитектура и преимущества