Лабораторная работа № 1

по курсу «Операционные системы».

Операционная система MS-DOS.

Теоретическая часть.

Краткая характеристика.

Это однозадачная однопользовательская операционная система.

Первая версия системы появилась в 1981 году.

Расшифровка названия: MicroSoft Disk Operating System (Дисковая операционная система фирмы Майкрософт).

Аппаратная платформа: данная система была разработана специально для работы с персональными компьютерами IBM PC. В дальнейшем, с развитием платформы IBM PC (IBM PC XT/AT, PC AT-286, PC AT-386) выпускались новые версии системы с поддержкой аппаратных усовершенствований платформы.

История развития системы и ключевые особенности версий:

1981 г. – версия 1.0: высокая схожесть с лидером предыдущего поколения ОС, системой CP/M (Control Program for Microprocessors); поддержка работы с дискетами 5,25” (первые версии IBM PC не имели в своем составе жесткого диска); работа с памятью до 640 Кб.

1983 г. – версия 2.0: работа с жесткими дисками; иерархическая файловая система (поддержка многоуровневых каталогов и файлов); реализация поддержки периферийных устройств через установку драйверов и их прописывания в файле CONFIG.SYS.

1985 г. – версия 3.30. Является базовой или эталонной версией системы. Большинство программ для MS-DOS в качестве минимальных требований указывают наличие ОС версии 3.30. Особенности:

- поддержка дискет 3,5”;

- разбиение HDD на логические диски(размером до 32 Мб), что дало возможность использовать HDD большего, чем 32 Мб объема;

- улучшена поддержка национальных наборов символов (реализация многоязычности)

- минимальная поддержка компьютерных сетей.

1988 г. – версия 4.0: поддержка графических видеоадаптеров EGA,VGA; объем логических дисков - более 32 Мб; поддержка памяти свыше 640 Кб (для систем PC AT-386) для загрузки частей системы.

1991 г. – версия 5.0: дополнительные сервисные программы; улучшенное управление памятью; возможность загрузки ядра MS-DOS, в HMA-память (High Memory Area, от 640 до 1024 Кб ) на IBM PC AT-286 и выше; возможность загрузки драйверов периферийных устройств в UMB-память ( свыше 1024 Кб) на IBM PC AT-386 и выше; для прикладных программ отводится до 620 Кб адресного пространства (0-640 Кб) ОЗУ; поддержка HDD до 2 Гб.

1993 г. – версия 6.2. Последняя «отдельная» версия системы. Последующие версии входили в состав OC Windows 95/98/Me. Является исправленной и дополненной, «окончательной» версией системы. Убраны устаревшие команды, улучшена эффективность работы с памятью, добавлена новая функциональность (программное сжатие дисков DoubleSpace, выбор варианта загрузки через меню в файле CONFIG.SYS, добавлена антивирусная утилита).

Совместимые системы: DR-DOS (разработка компании Digital Research), PC-DOS (IBM), PTS-DOS (PhysTechSoft – Физтехсофт). Последняя до сих пор используется, например, для предустановки на ноутбуки.

Архитектура MS-DOS.

MS-DOS состоит из следующих компонент :

- блок начальной загрузки(размещается в 1-м секторе 0-дорожки 0-стороны системной дискеты),

- модуль взаимодействия с BIOS (IO.sys для версии 5.0 и выше),

- модуль обработки прерываний (MSDOS.sys для версии 5.0 и выше),

- командный процессор (COMMAND.com)

- внешние команды (программы) MS-DOS,

- драйверы устройств,

- файл Config.sys,

- файл AutoExec.bat,

Блок начальной загрузки + IO.sys + MSDOS.sys = ядро MS-DOS.

Блок начальной загрузки :

Размещается :

в 1-м секторе 0-дорожки 0-стороны системной дискеты,

в 1-м секторе HDD-диска, в разделе, отведенном под DOS.

Просматривает КОРНЕВОЙ каталог системного диска. Проверяет, являются ли первые два файла в каталоге - файлами IO.sys и MSDOS.sys. Если ДА - загружает их в ОЗУ и передает управление MS-DOS. Если НЕТ - сообщение на экране и ожидание нажатия какой-либо клавиши Пользователем :

Non-System disk or disk error

Replace and press any key when ready

Не системный диск или ошибка диска

Замените и нажмите какую-либо клавишу, когда будет готово.

Именно поэтому, при "изготовлении" системной дискеты - необходимо переносить файлы IO.sys и MSDOS.sys на системную дискету с помощью спец.программы SYS.com.

IO.sys :

Это резидентный модуль (всегда находится в ОЗУ после загрузки, пока включен PC).

Взаимодействует с BIOS. Расширяет возможности BIOS или изменяет ее свойства (где необходимо) с помощью дополнительных драйверов.

MSDOS.sys :

Это резидентный модуль.

Обеспечивает интерфейс высокого уровня для прикладных программ, содержит программные средства для управления файлами, устройствами ввода-вывода, обработка исключительных ситуаций (ошибок) и др.

Прикладная программа вызывает функции этого модуля через механизм прерываний (программные прерывания), MSDOS.sys транслирует (переводит) запрос прикладной программы в один или несколько вызовов (IO.sys+BIOS).

Командный процессор(COMMAND.com) :

Отдельный модуль MS-DOS. Этот модуль может быть заменен на другой,

более удобный.

Предназначение:

- прием команд с клавиатуры или из *.bat – файлов (внутренних и внешних команд) и их выполнение,

- выполнение команд файла AutoExec.bat при загрузке MS-DOS,

- загрузка в ОЗУ и запуск на выполнение прикладных программ в среде MS-DOS

Внутренние команды MS-DOS - команды, которые выполняются непосредственно командным процессором MS-DOS.

Внешние команды MS-DOS - отдельные программы, которые для выполнения

загружаются командным процессором MS-DOS в ОЗУ.

*.bat-файл(Batch-файл) - спец.текстовый файл, содержащий команду или группу команд MS-DOS (или вызовов программ), которые выполняются последовательно или в более сложном порядке.

Драйверы устройств :

Специальные резидентные программы, которые управляют внешними устройствами. Драйверы загружаются в ОЗУ в том порядке, как они указаны в файле CONFIG.sys.

CONFIG.sys :

Специальный текстовый файл, где содержится информация о подгружаемых дополнительных драйверах и некоторая другая информация, касающаяся непосредственно MS-DOS и выполняемых в ее среде прикладных программ.

MS-DOS выполняет этот файл автоматически, сразу после загрузки COMMAND.com.

AUTOEXEC.bat :

Специальный текстовый файл, где содержится дополнительная настроечная информация.

MS-DOS выполняет этот файл автоматически, сразу после выполнения CONFIG.sys.

Начальная загрузка ms-dos

1. При включении PC вначале выполняются программы BIOS.

2. После тестирования и других действий процедура POST (из модуля BIOS) осуществляет поиск и загрузку блока начальной загрузки :

- вначале производится поиск на устройстве A:

(если не найдено - поиск на устройстве C и других дисках).

3. Блок начальной загрузки производит поиск в корневом каталоге системной дискеты (диска) файлов IO.sys и MSDOS.sys (эти файлы должны быть первыми и именно в таком порядке).

4. Блок начальной загрузки производит загрузку файла IO.sys и передает ему управление.

5. IO.sys :

- загружает и настраивает MSDOS.sys,

- определяет состояние подключенных устройств,

- инициализирует подключенные устройства,

- загружает необходимые драйверы устройств,

- передает управление MSDOS.sys.

6. MSDOS.sys :

- инициализирует(настраивает) свои внутренние рабочие таблицы,

- загружает драйверы, указанные в файле config.sys,

- загружает командный процессор (файл COMMAND.com)

7. Командный процессор “выполняет” команды, указанные в файле autoexec.bat

8. Командный процессор выдает на экран монитора системную подсказку MS-DOS и ожидает команд Пользователя.

Основы работы в ms-dos.

1. Общие сведения о командах

Диалог пользователя с MS DOS осуществляется в форме команд. Операционная система готова к диалогу, если на экране имеется приглашение A: или C:>. Команда состоит из имени команды и параметров, разделенных пробелами. Команда может набираться как прописными так и строчными латинскими буквами, а завершается нажатием клавиши <ENTER>.Синтаксис структуры команды MS DOS удобно представить в форме Бэкуса-Наура:

<команда>::= <имя команды> <пробел> <параметр 1> <пробел> <параметр 2> <пробел> <параметр i>

<параметр i>::=<устройство> | <имя каталога> | <путь> | <спецификация файла> | <переключатель>

В качестве параметров команд выступают имена устройств, каталогов, имена файлов, путей доступа к файлам и переключатели ,уточняющие действие команды.

2. Основные соглашения MS DOS и WINDOWS об именах файлов и устройств

2.1. Имя устройства

В состав компьютера входит множество устройств, к некоторым из них можно обращаться через команды ОС. К таким устройствам относятся внешние запоминающие устройства (ВЗУ), клавиатура, монитор, принтер, порты.

В качестве ВЗУ используются устройства хранения информации на магнитных, лазерных и магнитооптических дисках, которые обозначаются буквами латинского алфавита. Имена A: и B: зарезервированы за гибкими магнитными дисками. Обратите внимание: после имени диска обязательно ставится двоеточие!

Для смены текущего диска достаточно набрать его имя в командной строке. Например: A: - переключение на работу с гибким диском.

Клавиатура и монитор являются устройствами системного ввода и вывода, для обозначения которых в информатике применяется специальный термин «консоль», поэтому для обращения к этим устройствам используется групповое имя CON. При вводе информации консолью является клавиатура, а при выводе – монитор.

Обмен данными с внешним миром компьютер реализует через специальные устройства, получившие название портов. Для ОС порты и устройства, подключаемые через соответствующий порт к компьютеру, имеют одинаковое имя. В системе известны следующие имена портов:

COM1 - COM3 – устройства (порты) с последовательным интерфейсом;

LPT1 - LPT3 – устройства (порты) с параллельным интерфейсом.

Для принтера в системе зарезервировано имя PRN, а поскольку принтер обычно подключается через параллельный порт, то к нему можно обратиться и по имени порта, например, LPT1

В ОС имеется также зарезервированное имя для фиктивного устройста NUL, которое удобно использовать в командах переназначения вывода.

2.2. Имя файла

Синтаксис имени файла:

<имя файла>::=<имя>.<расширение>

Имя файла MS DOS содержит от 1 до 8 символов, а расширение - от 0 до 3 символов. Допустимы прописные и строчные буквы латиницы и кириллицы, цифры, знаки пунктуации и специальные символы: $, #, &, @, !, %, (, ), {, }, ~, ^, -, _. В системе WINDOWS 95/98/2000 имя файла может содержать до 255 символов.

Имена файлов не должны совпадать с именами устройств, зарезервированными в системе.

2.3. Имя каталога

Каталог - специальное место на диске, в котором хранятся имена файлов и основные сведения о них. В каждом каталоге - множество файлов, но каждый файл регистрируется только в одном каталоге. Каждый каталог имеет свое имя и может быть зарегистрирован в другом каталоге. Если каталог А зарегистрирован в каталоге В, то А является подкаталогом В, а В - надкаталог или родительский каталог для А.

Каждый магнитный диск имеет один главный (корневой) каталог и множество подкаталогов. Корневой каталог создается во время форматирования диска, поэтому его размер ограничен. Подкаталоги создаются пользователем и представляют собой файлы специального вида. Каталог, с которым в данное время работает пользователь, называется текущим.

Требования к имени каталога те же, что и к именам файлов, как правило расширение имени для каталога не используется. В ОС имеется несколько зарезервированных имен для каталогов:

. – имя текущего каталога;

.. – имя родительского каталога;

… - имя прародительского каталога (поддерживается только в WINDOWS).

2.4. Имя пути

Путь - это последовательность из имен каталогов, разделенных символом "\". Путь задает маршрут от текущего или корневого каталога к тому каталогу, где находится нужный файл.

Если путь начинается с символа "\", то он называется абсолютным и вычисляется от корневого каталога диска, иначе – путь является относительным и отсчитывается от текущего каталога. Например: CD \DOS\EXE - смена текущего каталога с абсолютным указанием пути; CD ..\LETTER - смена текущего каталога с относительным указанием пути.

2.5. Полное имя файла.

Полное имя файла (или спецификация файла) имеет вид:

<имя дисковода><путь>\<имя файла>

По умолчанию используются текущий дисковод и текущий каталог.

Во многих командах в именах файлов могут использоваться метасимволы: «*» и «?» для выполнения групповых операций. Символ "*" обозначает любое число любых символов, "?" – один произвольный символ. Например: С:\DOS\EXE\PRINT.BAT - полная спецификация файла; C:\DOS\EXE\*.BAT - групповая спецификация файлов с любым допустимым именем и расширением BAT.

3. Cинтаксис основных команд

Рассмотрим основные команды MS DOS, сгруппировав их по типам выполнямых операций. Подробную информацию по любой команде можно получить, используя ключ “/?” или в прилагающемся файле «msdos_commands».

3.1 Команды для работы с файлами

ATTRIB - установить атрибуты файла.

FC - сравнение файлов.

COPY - копирование/слияние файлов.

DEL - удаление файлов.

REN - переименование файлов.

TYPE - вывод содержимого текстового файла на экран.

PRINT - фоновая печать файлов.

XCOPY - копирование файлов и каталогов.

MOVE - пересылка файлов и переименование каталогов.

UNDELETE - восстановление удаленных файлов.

3.2 Команды управления ОС

PATH - установить пути поиска исполняемых файлов.

PROMPT - установить вид системного приглашения.

SET - установить значение переменной окружения.

DATE - установить значение системной даты.

TIME - установить значение системного времени.

VER - вывод версии операционной системы.

SUBST - подмена логического диска каталогом.

3.3 Команды работы с дисками/каталогами

CHDIR (CD) - установить текущий каталог (перейти в каталог)

CHKDSK - проверить диск на наличие системных ошибок.

DISKCOPY - копирование гибкого диска.

FORMAT - форматирование диска

MKDIR (MD) - создать каталог

RMDIR (RD) - удалить директорию.

DIR - вывод содержимого каталога на экран.

VOL - вывод метки и серийного номера диска.

LABEL - создание, изменение и удаление метки диска.

UNFORMAT - восстановление ошибочно отформатированного диска.

3.4 Переназначение ввода/вывода

Операционная система имеет средства переназначения потоков ввода и вывода данных для любых программ, работающих под ее управлением. Например, если какая-либо программа по умолчанию выводит результаты на экран монитора, то можно этот вывод направить в определенный файл на диске. Для этого имеются специальные команды:

“>>” - переназначить вывод с добавлением новых данных к уже существующим;

“>” - переназначить вывод с замещением данных;

«<» - переназначить ввод данных.

Пример:

DIR > CATALOG.DAT - вывод текущего каталога в файл catalog.dat;

DIR > PRN - вывод текущего каталога на печать;

DIR >> CATALOG.DAT - добавление текущего каталога в существу­ющий файл catalog.dat;

SORT < CATALOG1 > CATALOG2 - сортировка по алфа­виту файла catalog1 и вывод отсортированных данных в файл catalog2.