1.3. Состав и общая схема работы ms-dos

Для того чтобы правильно работать с системным программным и аппаратным обеспечением, вы должны понимать механизм взаимодействия прикладной программы с операционной системой MS-DOS и аппаратурой компьютера.

Как мы уже говорили, в идеальном случае программа MS-DOS обращается к портам аппаратуры компьютера при помощи многоступенчатой схемы, в которую входит базовая система ввода/вывода BIOS, драйверы и программные прерывания MS-DOS (рис. 1.1).

Рис.1.1. Схема взаимодействия программы с MS-DOS, BIOS и аппаратурой компьютера

Из рис. 1.1 видно, что программа MS-DOS может обращаться к ядру MS-DOS (вызывая программные прерывания MS-DOS), к базовой системе ввода/вывода BIOS, а также непосредственно к портам ввода/вывода аппаратуры. Однако программа не может непосредственно вызывать драйверы MS-DOS.

Ядро MS-DOS вызывает драйверы и прерывания BIOS, а также может работать с аппаратурой. В свою очередь, драйверы могут вызывать программные прерывания BIOS и работают с портами ввода/вывода.

Как правило, ядро MS-DOS разделяют на несколько систем, каждая из которых отвечает за выполнение той или иной задачи. Обычно выделяются следующие системы:

• файловая;

• управления памятью;

• управления программами;

• связи с драйверами устройств;

• обработки ошибок;

• службы времени;

• ввода/вывода для консоли оператора.

Эти системы общаются с аппаратурой через прерывания BIOS, драйверы или напрямую. Прикладное программное обеспечение может вызывать системы MS-DOS, работать с BIOS или непосредственно с аппаратурой. Еще раз обращаем ваше внимание на то, что прикладные программы могут обращаться к драйверам только через соответствующую систему MS-DOS.

Рассмотрим системы MS-DOS отдельно.

Файловая система

Файловая система является одной из важнейших систем MS-DOS. Она используется как во время загрузки операционной системы, так и в процессе ее работы. Сама операционная система записана на системном диске в виде файлов (io.sys, msdos.sys, command.com, драйверы, внешние команды и т. д.). Все прикладные программы и вообще все программы, а также данные для них хранятся на дисках в виде файлов, поэтому можно сказать, что файловая система - ключевая система MS-DOS (злые языки говорят, что кроме файловой системы в MS-DOS больше ничего нет).

Для обращения к файловой системе прикладная программа должна использовать специальные функции программного прерывания MS-DOS. Такие функции выполняют все файловые операции - создание, удаление файлов и каталогов, буферизованная и не буферизованная запись или чтение, получение справочной информации о состоянии файловой системы и другие.

Файловая система работает с дисками через драйверы. Драйверы, в свою очередь, пользуются сервисом BIOS.

На уровне BIOS выполняются элементарные операции с диском, такие как чтение/запись секторов, форматирование и т. п. Этот низкий уровень доступен и прикладной программе, но обычно она пользуется функциями прерывания MS-DOS, выполняющими все необходимые действия по обслуживанию каталогов и таблицы размещения файлов (File Allocation Table - FAT). Программы защиты от несанкционированного доступа или копирования вынуждены обращаться к средствам более низкого уровня, вызывая прерывания BIOS, или даже работать с контроллером диска через порты ввода/вывода.

Используя систему MS-DOS, отвечающую за связь с драйверами, прикладные программы могут выполнять элементарные операции с диском, такие как форматирование, с помощью драйвера диска.