Полезное

Календарь
Июнь
Пн   5 12 19 26
Вт   6 13 20 27
Ср   7 14 21 28
Чт 1 8 15 22 29
Пт 2 9 16 23 30
Сб 3 10 17 24  
Вс 4 11 18 25  

Программное обеспечение электронно-вычислительных машин



Скачать: Программное обеспечение электронно-вычислительных машин

Содержание реферата

1. Состав программного обеспечения ЭВМ.

2. Понятия операционной системы назначение и основные функции.

3. Файловая система и основные команды MS-DOS.

Список литературы

1. Состав программного обеспечения ЭВМ.

Электронно-вычислительная машина или, как теперь ее называют - компьютер, состоит из двух взаимосвязанных и взаимодействующих компонентов: электронных блоков (аппаратуры) и программного обеспечения. Состав аппаратуры был рассмотрен в предыдущей лекции, поэтому мы переходим к рассмотрению второй составляющей компьютера - программному обеспечению.

Программное обеспечение (ПО) - совокупность программ и правил, позволяющая использовать ЭВМ для решения различных задач.

Программное обеспечение микро ЭВМ разделяются ПРИКЛАДНОЕ, СИСТЕМНОЕ.

ПРИКЛАДНОЕ программное обеспечение (ППО) - совокупность программ, предназначенное для решения конкретных задач. Прикладное программное обеспечение разрабатывается самим пользователем в зависимости от интересующей его задачи. В некоторых источниках можно встретить деление прикладного программного обеспечения на кроссовое и тестовое.

КРОССОВОЕ программное обеспечение (КПО) - предназначено для работы с соответствующей микро ЭВМ и ее программами, но реализованное на вычислительных машинах других классов (больших или мини ЭВМ) или на микро ЭВМ другого типа.

ТЕСТОВОЕ программное обеспечение (ТПО) - совокупность предназначенных для проверки работоспособности устройств, входящих в состав микро ЭВМ на стадиях ее изготовления, эксплуатации и ремонта.

СИСТЕМНОЕ программное обеспечение (СПО) - совокупность программ и языковых средств, предназначенных для поддержания функционирования ЭВМ и наиболее эффективного выполнения его целевого назначения. По функциональному назначению в системном программном обеспечение можно выделить две системы

- операционную систему
- систему программирования

ОПЕРАЦИОННАЯ СИСТЕМА (ОС) - комплекс программ предназначенный для обеспечения определенного уровня эффективности вычислительной системы за счет автоматизированного управления ее работой и представляемого пользователям услуг. Эту систему можно рассматривать как программное продолжение и расширения аппаратуры микроЭВМ.

СИСТЕМА ПРОГРАММИРОВАНИЯ (СП) - совокупность языка программирования и соответствующего ему языкового процессора, обеспечивающие автоматизацию отработки и отладки программ. Программные компоненты системы программирования работают под управлением операционной системы на ровне с прикладными программами пользователя.

2. Понятия операционной системы назначение и основные функции. 

Рассматриваемая тема полностью посвящена операционным системам микроЭВМ, поэтому более подробно остановимся на свойствах операционной системы и ресурсах находящихся под управлением операционной системы.

Свойства операционной системы:

1. НАДЕЖНОСТЬ. Операционная система должна быть надежна, как и аппаратура на которой работает. Она должна быть в состоянии определение и диагностирование ошибок, а также восстановления после большинства характерных ошибок, произошедших по вине пользователя. Она должна защищать пользователя от их же собственных ошибок или по крайней мере минимизировать вред, который они могут оказать на все программное окружение, находящиеся в микроЭВМ.

2. ЗАЩИТА. Операционная система должна защищать выполняемые задачи от взаимного влияния их друг на друга.

3. ПРЕДСКАЗУЕМОСТЬ. Операционная система должна отвечать на запросы пользователя предсказуемым образом. Результат выполнения команд пользователя должны быть одним и тем же вне зависимости от последовательности, в которой эти команды посылаются на исполнение (при соблюдении установленных в системе правил).

4. УДОБСТВА. Операционная система предлагается пользователю потому, что она намного облегчает его работу и освобождает его от бремени задач по определению различных ресурсов и задач по управлению этими ресурсами. Система должна быть спроектирована с учетом основных факторов человеческой психологии.

5. ЭФФЕКТИВНОСТЬ. При распределении ресурсов операционная система должна максимально повысить использование системных ресурсов пользователем. Сама система не должна использовать большое количество ресурсов, так как эти ресурсы становятся недостаточными для удовлетворения запросов пользователя.

6. ГИБКОСТЬ. Системные операции могут настраиваться для согласования поведения пользователя. Ресурсы могут быть увеличены (уменьшены) для того, чтобы улучшить эффективность и доступность.

7. РАСШИРЯЕМОСТЬ. В процессе эволюции к операционной системе могут быть добавлены новые программные средства.

8. ЯСНОСТЬ. Пользователь может оставаться в неведении относительно вещей, существующих ниже уровня интерфейсной системы.

В тоже время он должен иметь возможность узнать о системе столько, сколько он хочет. В данном случае интерфейсной системой являются правила и функциональные характеристики средств подключения и взаимодействия устройств вычислительной машины.

Ресурсы ЭВМ, находящиеся под управлением операционной системы.

Причиной существования операционных систем являются задачи по распределению ресурсов и задач по управлению этими ресурсами.

Цель управления ресурсами заключается в том, чтобы добиться эффективного использования ресурсов пользователем, а также освободить пользователя от бремени задач по оперированию ресурсами.

Под ресурсами микроЭВМ подразумевается следующее: процессорное время, оперативная память, периферийные устройства и математическое обеспечение.

1.ПРОЦЕССОРНОЕ ВРЕМЯ - время доступа к процессору и, следовательно, время счета. Большинство задач при вычислении их на ЭВМ тратит половину времени на ожидание завершения операций ввода/вывода. Экономическая необходимость вынуждает разделять ЭВМ между многими пользователями, одновременно работающими. Таким образом, для эффективного использования процессорного времени требуется сложный механизм разделения времени - механизм, использующий одновременную работу центрального процессора (ЦП) и устройства ввода/вывода информации.

2.ОПЕРАТИВНАЯ ПАМЯТЬ. Планирование доступа к оперативной памяти неотъемлемо от доступа к центральному процессору. Программа может выполняться, если есть доступ к центральному процессору, она оказывается в оперативной памяти и исполняется, так как память дефицитна, система должна использовать ее с максимальной эффективностью. Есть много предложений использовать оперативную память между несколькими пользователями. Цель этих предложений максимально сократить пустые пространства оперативной памяти, возникающие из - за различных объектов и особенностей программ пользователя.

3.ПЕРИФЕРИЙНЫЕ УСТРОЙСТВА. С большинством периферийных устройств в каждый момент времени может работать только один пользователь. Такая работа периферийных устройств может привести к неэффективному их использованию, если время счета счета программы довольно велико. Устройства с быстрым доступом разделяются между пользователями с помощью системы управления файлами. Задержки, возникающие при работе с периферийными устройствами быстрого доступа, вполне удовлетворительны виду скорости этих устройств и в виду интервалов времени между программными запросами ввода/вывода.

Так как большинства миниЭВМ имеют по одному АЦПУ. Медленность работы этого устройства может привести к приостановке выполнения программ. Для того, чтобы этого не было в программе операционная система обслуживания ввода/вывода выключается механизм, который называется СПУЛИНГОМ. Спулинг - процедура автоматической записи на магнитный диск данных, предназначенных для вывода на принтер, и распечатки их по мере готовности последнего.

4. РЕСУРСЫ МАТЕМАТИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ - представляют собой доступные пользователю функции, предназначенные для работы с данными и для контроля за выполнением программ. Среди этих ресурсов находятся сервисные программы по управлению файлами и по обслуживанию ввода/вывода, программ системного планирования и системные библиотеки.

При рассмотрении операционной системы необходимо остановится на типах и составе операционных систем.

Как было сказано раньше, назначение операционной системы это распределение ресурсов микроЭВМ. Освободив пользователя от забот по распределению ресурсов, операционная система может обеспечить функционирование микроЭВМ в одном из трех режимов: однопрограммный; многопрограммный; многозадачный.

           УСТРОЙСТВА ЭВМ
 ¦
ЦЕНТРАЛЬНЫЙ +--------¬   --------¬ ---------¬ ---------¬
ПРОЦЕССОР  ¦задача 1¦ ¦задача 1¦ ¦задача 2¦ ¦задача 2¦
 +--------+---+--------+---+--------+---+--------+---0T->
ВНЕШНЕЕ  ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
УСТРОЙСТВО  ¦ ¦в/в¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
1 (АЦПУ)  ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦в/в¦ ¦ ¦
 +--------+---+--------+---+--------+---+--------+---+->
ВНЕШНЕЕ  ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
УСТРОЙСТВО  ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
2 (НГМД)  ¦ ¦ ¦ ¦в/в¦ ¦ ¦ ¦в/в¦
 L--------+---+--------+---+--------+---+--------+---+->
Рис.1 время t

ОДНОПРОГРАММНЫЙ РЕЖИМ - режим, в котором все ресурсы ЭВМ представляется лишь одной программе, которая выполняет обработку данных. На рисунке 1 изображена диаграмма работы двух программ в однопрограммном режиме.

МНОГОПРОГРАММНЫЙ РЕЖИМ - МУЛЬТИПРОГРАММНЫЙ режим, в котором несколько независимых друг от друг программ выполняют обработку данных одновременно. При этом программы делят ресурсы ЭВМ между собой. Основой мультипрограммного режима является совмещение во время работы центрального процессора и выполнение операций периферийных устройств. Достоинство этого режима перед однопрограммным режимом более эффективное использование ресурсов ЭВМ и повышение ее пропускной способности. На рисунке 2 изображена диаграмма работы двух программ в мультипрограммном режиме.

           УСТРОЙСТВА ЭВМ
 ¦
ЦЕНТРАЛЬНЫЙ ¦--------T--------T--------T--------T--------¬
ПРОЦЕССОР  ¦задача 1¦задача 2¦задача 1¦задача 2¦задача 1¦
 +--------+--------+--------+--------+--------+->
ВНЕШНЕЕ  ¦ ¦ввод ¦ ¦ввод ¦ввод ¦
УСТРОЙСТВО  ¦ ¦ вывод ¦ ¦ вывод ¦ вывод ¦
1 (АЦПУ)  ¦ ¦задачи 1¦ ¦задачи 1¦задачи 2¦
 +--------+--------+--------+--------+--------+->
ВНЕШНЕЕ  ¦ ¦ ¦ввод ¦ ¦ ¦
УСТРОЙСТВО  ¦ ¦ ¦ вывод ¦ ¦ ¦
2 (НГМД)  ¦ ¦ ¦задачи 2¦ ¦ ¦
 L--------+--------+--------+--------+--------+->

МНОГОЗАДАЧНЫЙ РЕЖИМ - режим мультизадачный, предусматривающий параллельное, т. е. одновременное выполнение более чем одной программы по разным задачам, но использующих результат одной задачи как исходные данные для другой, другими словами в операционной системе должны быть средства, позволяющие задачам взаимодействовать друг с другом. В отличие от многопрограммного режима, где используется принцип разделения времени между программами, в этом режиме идет параллельное вычисление по всем задачам.

Многопрограммный режим возможен только в мультисистеме (системе с несколькими ЦП).

Операционная система является посредником между ЭВМ и пользователем. Операционная система осуществляет анализ запросов пользователя и обеспечивает их выполнение. Запрос представляется последовательностью команд на особом языке директив операционной системы.

Операционная система может выполнять запросы в разных режимах, поэтому операционную систему можно разделить на следующие типы:

- операционная система пакетной обработки ;
- операционная система разделения времени ;
- операционная система реального времени ;
- операционная система диалоговая.

1. ОПЕРАЦИОННАЯ СИСТЕМА ПАКЕТНОЙ ОБРАБОТКИ - это система, которая обрабатывает пакет заданий, т. е. несколько заданий, подготовленной одним или больше пользователями. Пакет заданий поступает в ЭВМ и взаимодействие между пользователем и его заданием во время вычислительного процесса невозможно. Данная операционная система может функционировать однопрограммном и мультипрограммном режимах.

2. ОПЕРАЦИОННАЯ СИСТЕМА РАЗДЕЛЕНИЯ ВРЕМЕНИ - обеспечивает одновременное обслуживание многих пользователей, позволяет любому пользователем взаимодействовать со своим заданием. Эффект одновременной работы достигается разделением процессорного времени и других ресурсов между несколькими вычислительными процессами, которые заданны разными пользователями. Операционная система выстраивает очередь из поступающих заданий, выделяет квант времени для доступа к центральному процессору каждому заданию согласно очереди. Выполнив первое задание, операционная система 1 отсылает его в конец очереди и переходит ко второму и т. д.

3. ОПЕРАЦИОННАЯ СИСТЕМА РЕАЛЬНОГО ВРЕМЕНИ - это система, которая гарантирует оперативное выполнение запросов в течении заданного интервала времени. При этом скорость вычислительных процессов в ЭВМ должна согласоваться со скоростью временных процессов, т.е. и ходом реального времени. ЭВМ с данной операционной системой чаще всего работает в однозначном режиме.

4.ДИАЛОГОВЫЕ ОПЕРАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ - предназначены для индивидуального пользования и обеспечивают удобную форму диалога ЭВМ с пользователем через дисплей при вводе и выполнении команд.

Функционирует операционная система обычно в однопрограммном режиме.

Независимо от типа операционная система чаще всего состоит из относительно компактного ядра - монитора (супервизора) и и набора системных программ и данных. Состав операционной системы предоставлен на рис.3.

ДРАЙВЕР - программа, управляющая физической работой внешнего - периферийного устройства.

УТИЛИТА - программа, предназначена для подготовке исходных информации и организации хранение и использование программ - СЕРВИСНАЯ ПРОГРАММА.

БИБЛИОТЕКА ПРОГРАММ - набор файлов, связанных одним каталогом, в который могут входить объектные модули (программы), макроопределения языка программирования и др.

 -------------------------¬
¦ ОПЕРАЦИОННАЯ СИСТЕМА ¦
L-T-------------------T-- ¦ ¦
--+-------¬ ----+---------------------------¬
¦ МОНИТОР ¦ ¦ СИСТЕМНЫЕ ПРОГРАММЫ И ДАННЫЕ ¦
L---------- LT-----------T----------------T- ¦ ¦ ¦
-------+---¬ -----+----¬ ---------+------------¬
¦ ДРАЙВЕРЫ ¦ ¦ УТИЛИТЫ ¦ ¦ БИБЛИОТЕКИ ПРОГРАММ ¦
L----------- L---------- L--------------------- Рис. 3

Рассмотрим операционную систему MS-DOS, с которой работают большинство персональных компьютеров.

Важнейшим достоинством MS-DOS является модульность. Это свойство позволяет изолировать друг от друга отдельные части большой и сложной программы, облегчая ее разработку, а также позволяет объединить в каждом модуле определенные логически связанные группы функций. Если возникает необходимость в замене или расширении такой группы функций, то это можно сделать путем замены или модификации лишь одного модуля, а не всей системы.

MS-DOS состоит из следующих основных модулей:

- базовая система ввода/вывода (BIOS - Basic Input Uotrut SYSTEM);

- блок начальной загрузки (Boot Record);

- модуль расширения базовой системы ввода/вывода (IO.SYS);

- модуль обработки прерываний (MSDOS.SYS);

- командный процессор (COMMAND.COM);

- внешние команды (файлы);

- драйверы устройств (файлы).

В таблице 1 указывается место нахождения модулей операционной системы.

Таблица 1

    ------------------------------------------------------------¬
¦Место размещения Модули MS-DOS ¦
+-----------------------------------------------------------+
¦Постоянная память Базовая система ввода/вывода (BIOS)¦
¦-----------------------------------------------------------¦
¦ Блок начальной ¦
¦ загрузки (Boot Record) ¦
¦Системный диск Модуль расширения ¦
¦"скрытые файлы" базовой системы ¦
¦ ввода/вывода (IO.SYS) ¦
¦ Модуль обработки ¦
¦ прерываний (MSDOS.SYS) ¦
¦-----------------------------------------------------------¦
¦ Командный процессор ¦
¦Системный или рабочий (COMMAND.COM) ¦
¦ диск Внешние команды (файлы) ¦
¦ Драйверы устройств (файлы) ¦
L------------------------------------------------------------

Рассмотрим функции модулей MS-DOS и алгоритм (см. приложение

1) загрузки в оперативно-запоминающее устройство компьютера.

1.Базовая система ввода/вывода размещается в постоянной памяти компьютера и является одновременно аппаратной частью и частью операционной системы.

Первая функция BIOS - автоматическое тестирование основных компонентов компьютера при его включении. Основная часть времени тестирования тратится на проверку ОЗУ (на экране во время тестирования выводятся цифры, которые отражают количество проверенных блоков памяти). При обнаружении ошибки на экран выводится сообщение о найденном сбое оборудования.

Вторая функция BIOS - вызов блока первоначальной загрузки операционной системы с диска, выполняется по окончании тестирования. Загрузив в ОЗУ блок первоначальной загрузки, BIOS передает ему управление, а он в свою очередь, загружает другие модули операционной системы.

Третья функция BIOS - обслуживание прерываний. Основным принципом работы компьютера является принцип базирующийся на системе прерываний. Система прерывание - это совокупность аппаратных и программных средств, обеспечивающих процесс переключения с од ной программы на другую и возврат к продолжению прерванной программы за счет операций процессора, называемых прерыванием. Прерывание - это операция процессора, состоящая в сохранении состояния процессора, предшествовавшего прерыванию, и установлении нового состояния. Это состояние запоминается в регистрах процессора и называется - слово состояние процессора, которое состоит из последовательности битов, значение которых отражают текущее состояние процессора и выполняемой им программы. Прерывание это реакция процессора на некоторое условие, возникающее в процессоре или вне его. Реакция выражается в прекращении выполнения текущей команды для обработки возникщего условия. Прерывание иногда позволяет об работать такое условие специальной программой и вернуться к прерванной программе.

Прерывания бывают трех видов:

- аппаратные (например: нажатие клавиши);

- логическое или процессорное (например: деление на ноль);

- программные (например: команды ввода/вывода).

Каждое прерывание имеет уникальный номер от 0 до 255 и с ним связана определенная программа, призванная обслуживать возникшую ситуацию. На BIOS возложена задача обслуживать прерывания нижнего уровня, т.е. тех, которые требуют непосредственного управления аппаратными компонентами компьютера. Это прерывания с номерами от 0 до 31. Прерывания с номерами от 32 и выше относятся к прерываниям верхнего уровня и обрабатываются модулем обработки прерываний MSDOS.SYS.

BIOS является "программной оболочкой" вокруг аппаратных средств компьютера, предоставляет возможность другим программам, а также и самой операционной системе, обращаться к внешним устройствам компьютера через механизм прерываний.

2.Блок первоначальной загрузки - очень короткая программа, которая выполняет функцию загрузчика двух модулей операционной системы - модуля расширения BIOS (IO.SYS) и модуля обработки прерываний (MSDOS.SYS). Блок первоначальной загрузки всегда расположен на нулевой дорожке диска в первом секторе.

Блок первоначальной загрузки просматривает каталог гибкого диска А, при его отсутствии - диска С, убедившись, что первые два файла являются модулями IO.SYS и MSDOS.SYS, считывает их в ОЗУ компьютера. Оба файла размещаются на диске всегда первыми, что делает диск системным, и снабжены специальным атрибутом файла, который делает их "невидимыми" (при выводе корневой директории диска на экран дисплея эти имена файлов будут отсутствовать).

3.Модуль расширения базовой системы ввода/вывода (IO.SYS) это файл, представляющий собой дополнение к BIOS. Он загружается в ОЗУ и остается в ней постоянно. Расширение BIOS придает гибкость операционной системе, позволяя добавлять к BIOS драйверы, обслуживающие дополнительные устройства. Драйверы требуются в тех случаях, когда обмен информацией с устройствами должен происходить иначе, чем принято в BIOS. О необходимости подключения к операционной системе драйверов внешних устройств, а также об изменении параметров операционной системы сообщается в файле конфигурации CONFIG.SYS. Этот файл обрабатывается модулем расширения BIOS.

4.Модуль обработки прерываний (MSDOS.SYS) является основным модулем операционной системы. Он обеспечивает взаимодействие с программами пользователя. Так же, как и модуль BIOS, модуль обработки прерываний (MSDOS.SYS) загружается в ОЗУ и остается на весь сеанс работы с компьютером.

Компонентами данного модуля являются подпрограммы, обеспечивающие работу файловой системы, информационный обмен с дисками, а также обслуживание некоторых специальных ситуаций. При обращении к этим подпрограммам из прикладной программы модуль обработки прерываний получает параметры операций и выполняет требуемые действия или преобразует полученные параметры в один или несколько запросов к модулю расширения BIOS. Функции, реализуемые модулем обработки прерываний (MSDOS.SYS), в первую очередь используются командами MS-DOS, обрабатываемыми командным процессором (DIR, COPY и т.д.), но с тем же успехом они могут вызываться прикладными программами.

5.Командный процессор хранится в виде файла с именем COMAND.COM, обычно на том диске, с которого загружается операционная система. В отличие от рассмотренных выше двух модулей файл с командным процессором может занимать на диске любое место и трактуется как обычная программа.

Функции командного процессора заключается в следующем:

1.Прием и синтаксический разбор команд, полученных с клавиатуры или из командного файла;

2.Исполнение внутренних команд операционной системы;

3.Загрузка и исполнение внешних команд (программ) операционной системы и прикладных программ пользователя (находящихся в файлах, имеющих расширение COM.EXE и BAT).

Некоторые команды (TYPE, DIR и другие) командный процессор выполняет сам. Такие команды называются внутренними. Для выполнения остальных (внешних) команд пользователя командный процессор ищет на дисках программу с соответствующем именем (например, FORMAT), и если находит ее, то загружает в память и передает ей управление. По окончании работы программы командный процессор удаляет программу из памяти и выводит сообщение о готовности к выполнению команд (приглашение MS-DOS).

Запуск прикладной программы осуществляется так же, как обращение к внешней команде. В функции командного процессора входит также исполнение командных файлов. Один из них, а именно файл с именем AUTOEXEC.BAT выполняется автоматически после загрузки операционной системы. Когда в качестве команды дается имя командного файла (файла имеющего расширение BAT), командный процессор начинает последовательно читать и интерпретировать содержащиеся в нем строки, каждая из которых может содержать одну команду, метку или комментарий. Если в очередной строке стоит команда, осуществляющая вызов некоторой программы, то выполнение командного файла приостанавливается и начинается работа вызванной программы. После ее завершения продолжается выполнение командного файла.

При загрузке в память компьютера командный процессор распадается на две части: резидентную (постоянно находящуюся в памяти) и нерезидентную, которая располагается в область памяти, доступной любой программе пользователя.

Таким образом, любая программа может занять эту область памяти, "затерев" (уничтожив) нерезидентную часть командного процессора. По окончании работы такой программы управление всегда возвращается в резидентную часть командного процессора, который восстанавливает нерезидентную часть, загружая ее с системного диска. Поэтому предпочтительнее иметь файл COMMAND.COM на жестком или виртуальном диске, в этом случае не требуется установка системного гибкого диска.

Виртуальный диск - область оперативной памяти компьютера, с которой можно работать так же, как с диском.

6.Внешние команды операционной системы реализуются программами, которые хранятся на диске в виде отдельных файлов.

В состав MS-DOS входит более трех десятков программ, предназначенных для различных целей. Приведу примеры некоторых внешних команд операционной системы:

FORMAT.COM - форматирование гибких дисков;

CHDISK.COM - проверка дисков на правильность файловой структуры;

MODE.COM - установка режимов работы устройств;

FDISK.EXE - разметка жесткого диска;

GRAPHICS.COM - подготовка к печати графической копии экрана и другие, с которыми Вы познакомитесь в ходе практических занятий.

7.Драйверы устройств - это специальные резидентные программы, которые дополняют систему ввода/вывода и обеспечивают обслуживание дополнительных внешних устройств или нестандартное использование имеющихся устройств. Драйверы хранятся в файлах имена, которых имеют расширение SYS. Они загружаются в память компьютера при загрузке операционной системы. Необходимость и порядок загрузки указываются в специальном файле SONFIG.SYS. Такое подключение драйверов облегчает добавление новых устройств и позволят делать это, не затрагивая системные файлы IO.SYS и MSDOS.SYS.

3. Файловая система и основные команды MS-DOS.

Общее управление компьютером осуществляется на основе командного языка (языка директив), с помощью которого можно осуществлять такие операции, как разметка дисков, копирование файлов, распечатка каталогов на экране дисплея и другие действия.

Операционная система содержит следующие основные компоненты:

- файловую систему;

- интерпретатор командного языка (командный процессор);

- драйверы внешних устройств.

ФАЙЛОВАЯ СИСТЕМА - это совокупность именованных наборов данных и программ на внешних носителях, структуру и организацию которых поддерживает MS-DOS. Структура файловой системы определяет удобство работы, скорость доступа к файлам и т.д.

Файл - это поименованная совокупность элементов информации хранящаяся на магнитных носителях - дисках, лентах. Имена файлов записываются следующим образом: ИМЯ.ТИП, где ИМЯ набор символов (не более 8) латинского алфавита, цифр и специальных символов ~  ' & @ ( ) % { } _ # ` $, а ТИП или РАСШИРЕНИЕ файла состоит из не более чем 3 символов. В отличии от имени тип может отсутствовать в спецификации файла.

Тип файла используется для классификации, определения принадлежности к какой-то группе с общими свойствами. Например, тип DOC, TXT - текстовые файлы, EXE, COM - файлы содержащие программы, готовые к выполнению, PAS, BAS, ASM - программы написанные на алгоритмических языках Паскаль, Бейсик и Ассемблер. Для ОС безразлично какими строчными или заглавными буквами записывается файл.

В некоторых случаях при задании имени файлов можно использовать символы * и ?. Применение звездочки * для описания имени указывает на то, что имя может состоять из любых символов, безразличных для команд операционной системы. Например: *.txt для операционной системы означает, что будут обрабатываться файлы с любым именем, которые имеют тип .txt. Запись *.* определяет все файлы, находящиеся на магнитном носителе.

Знак вопроса ? в имени файла означает, что на его месте может находиться произвольный символ.

При использовании имен файлов в качестве параметров команд MS-DOS необходимо указывать адрес или путь к файлу.

Путем к файлу называется цепочка символов, начиная с имени дисковода, корневого каталога и последующих подкаталогов вплоть до каталога, содержащего необходимый файл.

Имя дисковода - это одна из букв латинского алфавита. Персональный компьютер имеет несколько накопителей на магнитных носителях, исходя из этого в MS-DOS принято обозначать A: и B: - гибкие диски, C: D: и т.д. - жесткие диски.

Каталог - это справочник файлов и библиотек со ссылками на их расположение, содержащее информацию о файлах (имя, тип, размеры в байтах, дата и время создания, атрибуты) и других каталогах, называемых подкаталогами, используется операционной системой для определения местоположения файла.

На каждом диске имеется один главный или КОРНЕВОЙ каталог.

Каталоги, входящие в корневой каталог называются ПОДКАТАЛОГАМИ 1-го уровня. Каталоги, входящие в состав подкаталога 1-го уровня называются ПОДКАТАЛОГАМИ 2-го уровня и т.д. Каждый подкаталог является оглавлением, содержащим перечень имен файлов и подкаталогов, возможны варианты когда в оглавлении имеются только имена файлов. Организация файловой системы в виде подкаталогов удобна для сортировки информации по различным темам. Разбиение на подкаталоги зависит от желания пользователя компьютером. Иерархическое строение диска можно представить в виде дерева подкаталогов.

                      ------------------¬
¦ Корневой каталог¦
L--------T-------- --------------T------------+T---------------¬ 1-й уровень
----+---¬ ----+--¬ ---+---¬ ---+---¬
¦ MS_DOS¦ ¦DOKTOR¦ ¦LESSON¦ ¦NORTON¦
L---файлы L---T--- L--T---- L--T--- -----+--¬ ---+----¬ ----+--¬ 2-й уровень
--+-¬ ---+-¬ ---+---¬---+-¬ -+--¬ -+--¬
¦DIR¦ ¦AIDS¦ ¦EDITOR¦¦CALC¦ ¦NC ¦ ¦NI ¦
L-файлыL-файлы L--T----L-файлы L-файлыL-файлы
-----+----¬ 3-й уровень
-+--¬ --+-¬
¦LEX¦ ¦FOT¦
L-файлы L-файлы
lex.exe

Все имена подкаталогов отделяются друг от друга символом \.

Используя принятые обозначения обратимся, для примера, к файлу lex.exe: \LESSON\EDITOR\LEX\lex[.exe]. В квадратных скобках указывается необязательный параметр файла т.е. его можно указывать, а можно опустить в описании файла.

Имя и тип файла не обеспечивают всех потребностей, которые возникают при работе с файлами. Чтобы указать отличительные особенности некоторых файлов вводится понятие атрибута файла. Имеются следующие атрибуты в MS-DOS:A - не архивированный; R - толь ко для чтения; S - системный; H - скрытый. Атрибут A присваивается файлу для того, чтобы его можно было проще разыскать в под каталогах при создании копий, обновлении старых файлов и реализации подобных операций, выполняемых с помощью некоторых команд MS-DOS. Эти файлы по внутренней структуре ничем не отличаются от обычных, кроме атрибута A. Их не следует путать с архивированными файлами, получаемыми с помощью специальных программ - архиваторов.

Файлы "только для чтения" защищены от изменения и случайного стирания.

Системные файлы обеспечивают работу операционной системы.

Имена скрытых файлов и их характеристики при просмотре ката логов не выводятся на экран дисплея.

КОМАНДНЫЙ ПРОЦЕССОР анализирует и исполняет команды пользователя, поддерживает взаимодействие пользователя с операционной системой. Команды операционной системы MS-DOS делятся на два типа внутренние и внешние. Внутренние команды находятся в файле командного процессора, а внешние команды находятся в файлах операционной системы. Внутренние команды можно разделить на два вида (по способу ввода ее в компьютер) - клавишные и строковые. Клавишные команды подаются при нажатии определенных клавиш и выполняются сразу, строковые команды подаются путем набора в командной строке ее кода и исполняются после нажатия клавиши <Enter>. При меры клавишных команд:

<Esc> - отказ от выполнения задания;

<Ctrl+C> - отказ от набранной команды или запущенной программы (не всегда);

<Ctrl+S> - останов изображения на экране;

<Ctrl+Alt+Del> - перезагрузка компьютера и другие, с которыми вы познакомитесь в ходе практических работ.

Правила подачи строковой команды - пользователь набирает команду на клавиатуре, вводя имя необходимой команды, в так называемой командной строке, на экране после приглашения MS-DOS, которое выглядит следующим образом:  2C:>\ 0 или  2C:> 0 или  2C: 0 могут быть и другие символы в строке. Команды, как говорилось выше, делятся на внутренние и внешние. Внутренние команды выполняет командный процессор расположенный в файле COMMAND.COM, а внешние располагаются на диске в виде отдельных файлов с расширением COM или EXE. Внешние команды могут располагаться на любом диске, поэтому для выполнения этих команд необходимо указывать маршрут их поиска. Общий вид команд следующий: [путь]<имя команды> [параметры или ключи].

CLS -команда очищает экран от предыдущих сообщений, остается только одно приглашение операционной системы.

VER - на экране появляется сообщение о загруженной в ПК версии операционной системы MS-DOS.

Подготовка гибкого диска к работе.

Команда FORMAT d:[/1/4/8/B/N/T/V/S],

где d: - накопитель, на котором проводится формирование диска;

/i - одностороннее формирование диска;

/4 - формирование двухсторонних дисков в накопителях высокой плотности. Эти диски могут надежно работать в накопителях с обычной плотности записи (360 Кбайт);

/8 - формирование восьми секторов на дорожке;

/B - формирование с созданием резерва места для записи системных файлов версии MS-DOS 3.20 и старше;

/S - копирование на форматируемую дискету файлов системы MS-DOS 4.01;

/V - определяет имя (метку) диска ( до 11 символов);

/T:число - определяет число дорожек на диске;

/N:число - определяет число секторов на дорожке;

/F:число - определяет размеры форматируемого диска.

Команды обслуживания каталогов.

DIR [/P/W]-просмотр каталогов, формат команды:

DIR [d:][путь][FILENAME][/P][/W],

где d: - имя дисковода

путь - путь к файлу или каталогу;

FILENAME - имя файла;

/P - постраничный вывод на экран;

/W - вывод имен и расширений файлов и подкаталогов в строку.

CD - изменение текущего каталога, формат команды: CD [путь] - изменить или показать текущий каталог. Изменение подкаталога в текущий независимо от того, с каким дисководом MS-DOS в настоящее время работает. Например, после выполнения команды A:\1A> cd a:\ на экране появится приглашение A:>, это говорит о том, что текущим стал корневой каталог диска A.

MD - создание подкаталога, формат команды:

MD каталог

каталог - имя создаваемого каталога или подкаталога.

RD - уничтожение подкаталога, формат команды:

RD каталог

каталог - имя уничтожаемого каталога или подкаталога. Уничтожить можно только пустой каталог или подкаталог.

Команды для работы с файлами.

COPY - копирование файлов, формат команды:

COPY [путь] FILENAME1 [путь] [FILENAME2][/V][/A][/B],

где [путь] FILENAME1 - путь и имя копируемого файла ( откуда копируется)

[путь] [FILENAME2] - путь и имя результирующего файла (куда копируется)

/A - текстовой файл;

/В - нетекстовой (двоичный) файл;

/V - автоматическая проверка правильности копирования (верификация).

При копировании допускается групповая спецификация имени и типа файлов, т.е. использование звездочки * вместо имени и типа.

Можно распечатать содержимое файла на принтере для этого необходимо в качестве FILENAME2 указать адрес принтера, т.е. набрать PRN. Возможен вариант создания нового файла с клавиатуры - для этого необходимо в качестве FILENAME1 указать адрес клавиатуры, т.е. набрать CON, а в качестве FILENAME2 указать имя и тип зоздаваемого файла.

XCOPY - копирование файлов и подкаталогов, формат команды:

[путь]XCOPY [путь]FILENAME1 [путьFILENAME2/A/D:/E/M/P/S/V/W],

где FILENAME1 - копируемый файл;

путьFILENAME2 - имя файла, куда копируется. Если в пути указан несуществующий подкаталог, то он создается заново.

/A - копируются файлы только с атрибутами A;

/D:- копируются файлы созданные начиная с указанной даты, которая вводится в команду после двоеточия;

/E - копируются все подкаталоги, даже если они пустые. Режим работает только с параметром /S.

/M - копируются файлы только с атрибутами A, но после копирования в исходном файле атрибут A отменяется;

/P - требуется подтверждения желания копирования вводом: Y для подтверждения или N - для отказа от копирования;

/S - копируются все файлы и все подкаталоги заданного каталога. Пустые каталоги не копируются;

/V - проверка правильности копирования;

/W - перед копированием дается пауза для установки диска.

TYPE - просмотр файлов на экране дисплея, формат команды:

TYPE [путь]FILENAME,

где [путь]FILENAME имя просматриваемого файла.

DEL или ERASE - уничтожение файлов, формат команды:

DEL [путь]FILENAME[/P] или ERASE [путь]FILENAME[/P],

где [путь]FILENAME - подкаталог и имя уничтожаемого файла;

/P - запрос подтверждение уничтожения указанного файла;

Вывод информации на печатающее устройство.

PRINT - команда печати, формат команды:

[путь]PRINT [путьFILENAME]...

...[путьFILENAME10/Т/С/P/D:/B:/Q:/U:/M:/S:],

где [путьFILENAME1...[путьFILENAME10]- имя выводимых на печать файлов ( до 10)

/Т - прекращения режима печати. Очередь распечатываемых файлов ликвидируется полностью. Текущая печать прерывается, выдается сообщение о завершении печати и происходит сдвиг бумаги к новой странице;

/С - исключение из очереди файла, стоящего перед параметром, и всех последующих, пока не встретится параметр /Р;

/Р - добавление в существующую очередь файла, стоящего перед параметром, и всех последующих файлов, пока не встретится параметр

/С /D: имя - определяется устройство печати в качестве имени используется зарезервированное слово, определяющее принтер или коммуникационное устройство. При первом выполнении команды и пропущенном параметре появляется запрос для определения печатающего устройства;

/В:число- величина буферной памяти <16348 ( по умолчанию 512 байт)

/Q: число - максимальное число файлов в очереди 4<=число <=32 ( по умолчанию 10);

/U:число - количество тактовых импульсов ожидания готовности печатающего устройства 1<число<255 ( по умолчанию 1);

/М:число - число тактовых импульсов, в течении которых команда ожидает распечатку одного символа 2<число<255 (по умолчанию 2);

 /S:число - время, используемое планировщиком MS-DOS для команды PRINT 1<число< 255.

Группа параметров команды PRINT /D:/B:/Q:/U:/M:/S: определяется только во время первого выполнения команды. Когда параметр не указан, то его значение принимается по умолчанию, или система задает дополнительные вопросы для уточнения неизвестных параметров. Если в последующих вызовах команды PRINT будет указан какой-либо из этих параметров, то появится сообщение об ошибке.

Копирование дискет.

Команда копирует содержимое одной дискеты на другую по дорожкам. DISKCOPY - копирование дискет, формат команды :

DISKCOPY [d1:] [d2:][/1], где

d1 - имя дисковода, на который устанавливается дискета-источник;

d2 - имя дисковода, на который будет копироваться информация;

/1 - копируется только одна сторона дискеты. Если указаны два одинаковых параметра или не указано ни одного, то копирование производится с заменой дискет на указанном или текущем дисководе.

Программа выдает в этом случае пользователю подсказки о необходимости установки на дисковод первой и второй дискет.

Если выходная дискета не форматирована, то происходит автоматическое форматирование входной дискет в соответствии с параметрами входной дискеты.

ДРАЙВЕРЫ СТАНДАРТНЫХ устройств содержатся в базовой системе ввода/вывода, которая находится в постоянно-запоминающем устройстве компьютера. Драйверы дополнительных устройств могут подключаться к операционной системе при загрузке операционной системы и находятся в виде файлов на любом диске.

Драйвер настройки печатающего устройства PRN6337.EXE подключается при проведении печатных работ на принтере типа СМ-6337 или "Искра".

Для того чтобы иметь дополнительные возможности управления клавиатурой и дисплеем, необходимо подключить к операционной системе драйвер ANSI.SYS. Подключение этого драйвера позволяет изменить цвет символа на экране, переопределить клавиши на клавиатуре и т.п.

Каждому дисковому устройству операционная система присваивает имя, состоящее из одной английской буквы. Драйвер DRIVER.SYS управляет работой дисковых устройств, определяет имена дополнительных дисковых устройств, а также позволяет назначать дополнительные имена одного и того же дисковода. Кроме того драйвер дисковода устанавливает число секторов на дорожке и число дорожек на каждой стороне диска.

Драйверы устройств - это специальные резидентные программы, которые дополняют систему ввода/вывода и обеспечивают обслуживание дополнительных внешних устройств или нестандартное использование имеющихся устройств.

В завершении лекции необходимо сказать, что операционная система MS-DOS появилась в 1981 году практически с появлением персональных компьютеров фирмы IBM. За этот период операционная система постоянно совершенствовалась и в настоящее время имеется 6 работающих версий системы, каждая старшая версия добавляет целый ряд новых возможностей, которые делают работу пользователя более удобной и простой и включает в себя возможности предыдущих.

Приложение 1.

                       -----------------¬ 
                       ¦Включение машины¦   
                       L-------T---------
                       --------+--------¬ 
                       ¦Самотестирование¦
                       L-------T---------
                 -------    НГМД     -----¬
                 ¦          есть?         ¦
     ------------+---------¬    ----------+-----------¬
     ¦ Загрузка БНЗ с НГМД ¦    ¦ Загрузка БНЗ с НЖМД ¦
     L-----------T----------    L---------T------------
                 L-----------T-------------
                             ¦
                1                          0
              ----    MSDOS.SYS IO.SYS   -----¬
              ¦             есть?             ¦
      --------+--------¬              --------+-------¬
      ¦Считывание в ОЗУ¦              ¦Non-system disk¦
      ¦MSDOS.SYS IO.SYS¦              L-------T--------
      L-------T---------                      ¦
              L---------------¬               A
                 1                       0
              ------     CONFIG.SYS    ------¬
              ¦             есть?            ¦
   -----------+---------¬          ----------+-----------¬
   ¦Установка параметров¦          ¦Стандартная установка¦
   ¦   ОС из файла      ¦          ¦    параметров ОС    ¦
   L----------T----------          L---------T------------
              L---------------T---------------
               ---------------+-------------¬
               ¦Настройка таблицы прерываний¦
               L--------------T--------------
             -----------------+----------------¬
             ¦Подготовка к загрузке COMMAND.COM¦
             L----------------T-----------------
                                0 bat or missing
                         COMMAND.COM
             ------ A       есть?
           Command nterpreter

                              ¦ 1
                --------------+------------¬
                ¦Загрузка в ОЗУ COMMAND.COM¦
                L-------------T-------------
                 0                       1
                ----    AVTOEXEC.BAT   ----¬
                ¦           есть?          ¦
                ¦                          ¦
  --------------+----------¬   ------------+--------------¬
  ¦Установка даты и времени¦   ¦Выполнение команд из файла¦
  L-------------T-----------   L-----------T---------------
                L------------T--------------
                    ---------+---------¬
                    ¦Приглашение MS-DOS¦
                    L-------------------

Алгоритм загрузки MS-DOS в оперативную память.

Использованная литература при подготовке реферата:

1. Блюменау Д.И. Информация и информационный сервис.- Л.:Наука, 1989 г.

2. Брябрин В.М. Программное обеспечение персональных компьютеров. М., Наука, 1987 г.

3. Воскресенский Г.М. Теория и практика информационного обеспечения управления в органах внутренних дел. Учебное пособие, М., Академия МВД СССР, 1985 г.

4. Глушков В.М. Основы безбумажной информатики. М., 1987 г.

5. Грибунов В.И., Кирдан В.С., Козубовский С.Ф. Справочник по ЭВМ.- Киев Наукова Думка 1989.

6. Дейтин Г. Введение в операционные системы. Перевод с английского. В 2-х томах, М., Мир, 1987 г.

7. Максимов Ю.Я., Осипов С.В., Симоненков О.С. Практическая работа на компьютерах семейства IBM PC в операционной среде MS-DOS 4.01. М., Центр МИФИ СП "Диалог", 1990 г.

8. Микрокомпьютеры для юристов. / Мак-Кланг Кр.Дж., Геррери Дж.А., Мак-Кланг К.А. мл., пер. с анг. М., 1987 г.

9. Михнушев А.Г. Информатика в социальном управлении: От знакомства с компьютером к решению практических задач. Ил. учебное пособие. Киев, Политиздат Украины, 1990 г.

10. Операционная система MS-DOS (версия 6.0). Справочное руководство.

11. Основы применения вычислительной техники в органах внутренних дел. Под редакцией А.П.Полежаева, А.И.Смирнова, М., Академия МВД СССР, 1988 г.

12. Персональные компьютеры: под редакцией В.А.Комарницкого- М.Машиностроение 1989.

13. Правовая информатика и кибернетика: под редакцией Н.С.Полевого- М.Юридическая литература 1993.

14. Решетников В.Н., Сотников А.Н. Информатика - что это?.- М.: Радио и связь, 1989 г.

15. Фигурнов В.Э. IBM PC для пользователя. 6-е изд., перераб. и доп. М.:Финансы и статистика, КомпьютерПресс 1995.

16. Якубайтис Э.А. Информатика - Электроника - Сети. М.: Финансы и статистика 1989.



  © Реферат плюс


Поиск
Реклама

  © REFERATPLUS.RU  

Яндекс.Метрика