Очень короткая программа которая находится в первом секторе системного диска это
Одной из компонент ОС является файловая система – основное хранилище системной и пользовательской информации. Все современные ОС работают с одной или несколькими файловыми системами, например, FAT (File Allocation Table), NTFS (NT File System), HPFS (High Performance File System), NFS (Network File System), AFS (Andrew File System), Internet File System.
Файловая система – это часть операционной системы, назначение которой состоит в том, чтобы обеспечить пользователю удобный интерфейс при работе с данными, хранящимися во внешней памяти, и обеспечить совместное использование файлов несколькими пользователями и процессами.
В широком смысле понятие "файловая система" включает:
- совокупность всех файлов на диске;
- наборы структур данных, используемых для управления файлами, такие, например, как каталоги файлов, дескрипторы файлов, таблицы распределения свободного и занятого пространства на диске;
- комплекс системных программных средств, реализующих управление файлами, в частности: создание, уничтожение, чтение, запись, именование, поиск и другие операции над файлами.
Файловая система используется обычно как при загрузке ОС после включения компьютера, так и в процессе работы. Файловая система выполняет следующие основные функции:
- определяет возможные способы организации файлов и файловой структуры на носителе;
- реализует методы доступа к содержимому файлов и предоставляет средства работы с файлами и файловой структурой. При этом доступ к данным может быть организован файловой системой как по именам, так и по адресам (номер сектора, поверхности и дорожки носителя);
- отслеживает свободное пространство на носителе.
Когда прикладная программа обращается к файлу, она не имеет никакого представления о том, каким образом расположена информация в конкретном файле, так же, как и на каком физическом типе носителя (CD, жестком диске или блоке флэш-памяти) он записан. Все, что знает программа – это имя файла, его размер и атрибуты. Эти данные она получает от драйвера файловой системы. Именно файловая система устанавливает, где и как будет записан файл на физическом носителе (например, жёстком диске).
С точки зрения операционной системы, весь диск представляет собой набор кластеров (участков памяти) размером от 512 байт и больше. Драйверы файловой системы организуют кластеры в файлы и каталоги (реально являющиеся файлами, содержащими список файлов в этом каталоге). Эти же драйверы отслеживают, какие из кластеров в настоящее время используются, какие свободны, какие помечены как неисправные. Чтобы ясно представлять, как же хранятся данные на дисках, и как ОС обеспечивает доступ к ним необходимо представлять, хотя бы в общем виде логическую структуру диска.
3.1.5 Логическая структура диска
Для того чтобы компьютер мог хранить, читать и записывать информацию жесткий диск предварительно должен быть размечен. На нем с помощью соответствующих программ создаются разделы – это и называется "разбить жесткий диск". Без этой разметки на жесткий диск не удастся установить операционную систему (хотя Windows XP и 2000 могут устанавливаться на неразбитый диск, но они такую разметку проводят сами в процессе установки).
Жесткий диск можно разбить на несколько разделов, каждый из которых будет использоваться автономно. Для чего это надо? Один диск может содержать несколько различных операционных систем, расположенных в разных разделах. Внутренняя структура раздела, выделенного какой-либо ОС, полностью определяется этой операционной системой.
Кроме того, существуют и другие причины разбиения диска на разделы, например:
- возможность использования под управлением MS DOS дисков с емкостью большей, чем
32 Мб;
- в случае повреждения диска, пропадает только та информация, которая находилась на этом диске;
- реорганизация и выгрузка диска маленького размера проще и быстрее, чем большого;
- каждому пользователю можно выделить свой логический диск.
Операция подготовки диска к работе называется форматированием, или инициализацией. Всё доступное дисковое пространства разбивается на стороны, дорожки и сектора, причем дорожки и стороны нумеруются с нуля, а сектора – с единицы. Совокупность дорожек, находящихся на одинаковом удалении от оси диска или пакета дисков, называется цилиндром. Таким образом физический адрес сектора определяется следующими координатами: номер дорожки (цилиндра – С), номер стороны диска (головки – H), номера сектора – R, т.е. CHR.
В самом первом секторе жесткого диска (C=0, H=0, R=1) содержится главная загрузочная запись –Master Boot Record. Эта запись занимает не весь сектор, а только его начальную часть. Главная загрузочная запись является программой – внесистемным загрузчиком.
В конце первого сектора жесткого диска располагается таблица разделов диска – Partition Table. Эта таблица содержит четыре строки, описывающих максимально четыре раздела. Каждая строка в таблице описывает один раздел:
1) активный раздел или нет;
2) номер сектора, соответствующего началу раздела;
3) номер сектора, соответствующего концу раздела;
4) размер раздела в секторах;
5) код операционной системы, т.е. какой ОС принадлежит данный раздел.
Раздел называется активным, если он содержит программу загрузки операционной системы. Первым байтом в элементе раздела идет флаг активности раздела (0 – не активен, 128 (80H) – активен). Он служит для определения, является ли раздел системным (загрузочным), и для необходимости производить загрузку операционной системы с него при старте компьютера. Активным может быть только один раздел. Небольшие программы, называемые менеджерами загрузки (Boot Manager), могут располагаться в первых секторах диска. Они интерактивно запрашивают пользователя, с какого раздела производить загрузку и соответственно корректируют флаги активности разделов. Поскольку в Partition Table четыре строки, то на диске может быть до четырех различных ОС, следовательно, диск может содержать несколько первичных разделов, принадлежащих разным операционным системам.
Пример логической структуры жесткого диска, состоящего из трех разделов, два из которых принадлежат DOS, а один принадлежит UNIX, приведен на рисунке 3.2а.
Каждый активный раздел имеет свою загрузочную запись – программу, которая осуществляет загрузку данной ОС.
На практике диск разбивается чаще всего на два раздела. Размеры разделов, объявление их активными или нет, устанавливаются пользователем в процессе подготовки жесткого диска к работе. Делается это с помощью специальных программ. В DOS эта программа называется FDISK, в версиях Windows-XX – Diskadministrator.
В DOS первичный раздел – Primary Partition, это тот раздел, который содержит загрузчик операционной системы и саму ОС. Таким образом, первичный раздел является активным разделом, используется как логический диск с именем C:.
Операционная система WINDOWS (а именно WINDOWS 2000) изменила терминологию: активный раздел называется системным, а загрузочным называется логический диск, который содержит системные файлы WINDOWS. Загрузочный логический диск может совпадать с системным разделом, но может находиться в другом разделе того же жесткого диска или на другом жестком диске.
Расширенный раздел Extended Partition может разбиваться на несколько логических дисков с именами от D: до Z:.
На рисунке 3.2б представлена логическая структура жесткого диска, в котором всего два раздела и четыре логических диска.
| |
а | б |
Рисунок 3.2 – Логическая структура диска: а – с тремя разделами; б – с двумя разделами и четырьмя логическими дисками |
3.1.6 Файловая структура диска
Рассмотрим подробнее файловую структуру логического диска, созданного в расширенном разделе на жестком диске. В начале логического диска располагается сектор, в котором находится загрузочная запись, а в конце сектора – таблица логических дисков. Фактически эта таблица является расширением Partition Table, имеет тот же формат, но содержит всего две строки, два элемента. Первый элемент указывает на первый сектор первого логического диска, второй указывает на следующую таблицу логических дисков. В таблице логических дисков последнего логического диска, устанавливается код, означающий окончание списка.
Диски одного компьютера могут хранить огромное количество файлов, и для обеспечения возможности обращения к ним пришлось бы вести и составлять громоздкие каталоги, в которых бы для каждого файла были указаны занимаемые им сектора. Однако операционная система освобождает пользователя от необходимости вести эти каталоги и делает это сама, автоматически.
С этой целью
(рис.1) |
1) стартовый сектор;
2) таблица размещения файлов FAT- File Allocation Table;
3) корневой каталог – Root Directory;
4) пространство данных.
Размер этих областей зависит от размера логического диска, но общая структура и порядок расположения не меняется.
Стартовый сектор (загрузочная записьBoot Record)
Это своего рода визитная карточка любого диска. Он содержит необходимые ОС сведения для работы с диском. Под него выделяется первый сектор диска на дорожке 00 поверхности 0. Этот сектор содержит короткую программу блока начальной загрузки ОС, независимо от того системный диск или нет. Кроме того в загрузочной записи находятся параметры, описывающие характеристики логического диска:
· размер секторов диска в байтах;
· количество копий FAT (обычно 2);
· количество элементов в корневом каталоге;
· количество секторов на диске;
· указатель типа магнитного носителя информации;
· количество секторов, занимаемых FAT;
· количество секторов на дорожку;
· размер кластера и т.д.
Конец загрузочной записи заканчивается двухбайтовой подписью 55АА.
Таблица размещения файлов FAT
Таблица размещения файлов является важнейшей файловой структурой диска. В процессе работы содержимое области данных постоянно меняется: добавляются новые файлы, изменяется их содержимое, файлы удаляются, перемещаются и т.п. Выполнение этих операций требует наличия специального механизма, позволяющего распределять дисковое пространство между файлами и обеспечивать доступ к ним. Таким механизмом распределения дискового пространства и доступа к файлам и является таблица размещения файлов.
По содержимому FAT можно определить физическое расположение на диске всех файлов и каталогов. ОС разбивает всю область диска на участки одинакового размера, называемые кластерами. Размер кластера зависит от емкости диска, но всегда кратен размеру сектора. Несмотря на то, что минимальной порцией информации, передаваемой контроллером диска в процессе записи или чтения файла, является сектор, ОС выделяет место на диске целыми кластерами, если кластер больше сектора, то он занимает последовательные сектора.
Файл на диске, как правило, не занимает последовательную цепочку кластеров. Если дисковое пространство позволяет, то файл записывается в смежные кластеры, если нет – то в разные. В первом случае файл называется непрерывным, в последнем случае – фрагментированным. Если размер файла не кратен размеру кластера, то последний кластер лишь частично заполняется данными. Минимальный размер файла, даже если данные его занимают один байт, составляет целый кластер.
Для того чтобы определить физическое расположение файлов на диске, следует указать все входящие в него кластеры, причем в том порядке, в котором записывалась в кластеры содержимое файла.
FAT представляет собой таблицу, в которой число элементов, совпадает с числом кластеров на диске. Если на диске какой-то кластер свободен, то в FAT соответствующий ему элемент содержит код 000. Если файл на диске занимает несколько кластеров, то с помощью FAT эти кластеры связываются в цепочку. Например, файлу выделены кластеры №7, №8, №10, №14, №17, №11, №12. Элемент FAT №7 хранит номер следующего кластера, выделенного файлу, т.е. №8. Элемент №8 хранит 10 и т.д., пока не будет достигнут последний кластер, выделенный файлу. В этом последнем кластере записан специальный код FFF – признак конца файла.
FFF | FF7 |
FF7 |
Рисунок 3.3 – Фрагмент таблицы размещения файлов
Запись в каталоге, соответствующая данному файлу, содержит номер первого кластера (точка входа), выделенного файлу, в нашем примере это №7.
Кластеры, приходящиеся на испорченные участки диска, помечаются в FAT специальным кодом FF7 и исключаются из свободной области. Когда файл удаляют, то все записи в FAT, соответствующие его цепочки кластеров маркируются как свободные, однако данные файла из кластеров не удаляются до тех пор, пока в эти кластеры не будут записаны новые данные.
Операционная система MS DOS поддерживает 16-битовый формат FAT, а ОС Windows – 32-битовый. Это означает, что для записи адреса элемента таблицы необходимо 16 или 32 бита, соответственно. Отсюда следует, что при 16-битовом формате можно пронумеровать 2 16 =65536 кластеров. В связи с этим ограничением операционные системы не позволяют работать с жесткими дисками размером более 2 Гбайт.
Таблица 3.1 иллюстрирует, какой максимальный размер дискового пространства может обслуживать FAT16 и FAT32.
Таблица 3.1 – Максимальный объём памяти диска при использовании FAT16 и FAT32
Размер диска | Размер кластера для 16-битовой FAT | Размер кластера для 32-битовой FAT |
256-511 Мб | 8 Кб | Не поддерживается |
512-1024 Мб | 16 Кб | 4 Кб |
1024 Мб-2Гб | 32 Кб | 4 Кб |
2 Гб-8 Гб | Не поддерживается | 4 Кб |
8 Гб-16 Гб | 8 Кб | |
16 Гб-32 Гб | 16 Кб | |
Более 32 Гб | 32 Кб |
К очень негативным явлениям относится фрагментация файлов. По мере удаления старой информации в пространстве данных будут появляться кластеры, помеченные в FAT, как свободные. Вновь образованные файлы заполняют эти кластеры, что приводит к их фрагментации. Чем сильнее фрагментирован файл, тем больше времени уходит на его чтение или запись. Поскольку каждый файл, независимо от своего размера занимает целое число кластеров на диске, и целое число записей в FAT, то последний кластер используется не полностью. Недоступная часть кластера, недоступна и для других кластеров. Чем больше размер кластера, тем больше напрасный расход места на диске.
Более совершенная файловая система – FAT32 с 32-разрядными полями в таблицах размещения файлов, например, в ОС Windows 98/2000, позволяет уменьшать размер кластеров, что сокращает потери дисковой памяти и позволяет работать с жесткими дисками любого объёма. Ряд файловых систем, например, HPFS, WinFAT, сетевая Novell Netware, имеют механизмы дописывания остатков блоков различных файлов в частично заполненные кластеры. Этим обеспечивается более рациональное использование пространства внешней памяти.
В организации FAT могут возникать определенные дефекты. Ряд утилит позволяет диагностировать как логические ошибки в файловой системе, так и физические дефекты на поверхности диска.
Данная презентация предназначена для обучения учащихся 10-11 классов работе в ОС MS DOS.
Вложение | Размер |
---|---|
obuchenie_ms-dos_2.pps | 332.5 КБ |
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
Операционная система MS-DOS Начать обучение Все права защищены Шаталов Игорь 2005
Содержание: Первоначальные сведения о MS-DOS Назначение MS-DOS Состав MS-DOS Загрузка MS-DOS Внутренние и внешние команды MS-DOS Работа с каталогами и файлами Словарь Выход
Первоначальные сведения о MS-DOS MS-DOS – это дисковая операционная система. Дисковая операционная система – это комплекс программ, дополняющих аппаратурные возможности компьютера и управляющих работой аппаратуры и прикладных программ. Основная причина необходимости операционной системы состоит в том, что элементарные операции для работы с устройствами компьютера и управления ресурсами компьютера – это операции очень низкого уровня, поэтому действия, которые необходимы пользователю и прикладным программам, состоят из нескольких сотен или тысяч таких элементарных операций. Операционная система скрывает от пользователя эти сложные и ненужные подробности и предоставляет ему удобный интерфейс для работы. Она выполняет также различные вспомогательные действия, например, копирование или печать файлов. Операционная система осуществляет загрузку в оперативную память всех программ, передает им управление в начале их работы, выполняет различные действия по запросу выполняемых программ и освобождает занимаемую программами оперативную память при их завершении. К плану
Назначение MS-DOS Управление устройствами, входящими в состав компьютера Управление ресурсами компьютера (оперативной памятью, местом на дисках и т.д.) Запускает прикладные программы на выполнение Обеспечивает пользователю и прикладным программам удобный способ общения с устройствами компьютера Осуществляет диалог пользователя с компьютером К плану
Состав MS-DOS Базовая система ввода-вывода BIOS , находящаяся в постоянной памяти компьютера. Эта часть операционной системы является «встроенной» в компьютер. Ее назначение состоит в выполнении наиболее простых и универсальных услуг операционной системы, связанных с осуществлением ввода-вывода. Базовая система ввода-вывода содержит также тест функционирования компьютера, проверяющий работу памяти и устройств компьютера при включении его электропитания. Кроме того, базовая система ввода-вывода содержит программу вызова загрузчика операционной системы. Загрузчик операционной системы — это очень короткая программа, находящаяся в первом секторе каждой дискеты с операционной системой DOS . Функция этой программы заключается в считывании в память еще двух модулей операционной системы, которые и завершают процесс загрузки DOS . На жестком диске (винчестере) загрузчик операционной системы состоит из двух частей. Это связано с тем, что жесткий диск может быть разбит на несколько разделов (логических дисков). Первая часть загрузчика находится в первом секторе жесткого диска, она выбирает, с какого из разделов жесткого диска следует продолжить загрузку. Вторая часть загрузчика находится в первом секторе этого раздела, она считывает в память модули DOS и передает им управление. Дисковые файлы IO . SYS и MSDOS . SYS . Они загружаются в память загрузчиком операционной системы и остаются в памяти компьютера постоянно. Файл IO . SYS представляет собой дополнение к базовой системе ввода-вывода в ПЗУ. Файл MSDOS.SYS реализует основные высокоуровневые услуги DOS. Командный процессор DOS обрабатывает команды, вводимые пользователем. Командный процессор находится в дисковом файле COMMAND . COM на диске, с которого загружается операционная система. К плану
Работа с каталогами и файлами Переименование файлов: ren [ диск: ] [ путь\ ] имя-файла имя-файла Первое имя файла в команде задает имя переименованного файла, второе – новое имя файла. Удаление файлов: del [ диск: ] [ путь\ ] имя-файла Копирование файлов: copy имя-файла имя-файла copy имя-файла [ имя-каталога ] Если во втором параметре имя файла отсутствует, то имена файлов при копировании не меняются. Если во втором параметре команды задано имя файла, то оно указывает новое имя копируемого файла. C:\>ren primer.txt tekst.txt C:\>del tekst.txt C:\>copy autoexec.bat avtoexec.bat 1 файлов скопировано C:\>dir a*.bat Том в устройстве C имеет метку MASTER Серийный номер тома: 1A12-140D Содержимое папки C:\ AUTOEXEC BAT 161 25.11.03 18:52 AUTOEXEC.BAT AVTOEXEC BAT 161 25.11.03 18:52 avtoexec.bat 2 файлов 322 байт 0 папок 3 773,19 МБ свободно C:\> К плану
Обращаем Ваше внимание, что в соответствии с Федеральным законом N 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации» в организациях, осуществляющих образовательную деятельность, организовывается обучение и воспитание обучающихся с ОВЗ как совместно с другими обучающимися, так и в отдельных классах или группах.
Рабочие листы и материалы для учителей и воспитателей
Более 2 500 дидактических материалов для школьного и домашнего обучения
Столичный центр образовательных технологий г. Москва
Получите квалификацию учитель математики за 2 месяца
от 3 170 руб. 1900 руб.
Количество часов 300 ч. / 600 ч.
Успеть записаться со скидкой
Форма обучения дистанционная
- Онлайн
формат - Диплом
гособразца - Помощь в трудоустройстве
311 лекций для учителей,
воспитателей и психологов
Получите свидетельство
о просмотре прямо сейчас!
ОПЕРАЦИОННАЯ СИСТЕМА MS-DOS
Операционная система - это программа, которая загружается при включении компьютера. Она производит диалог с пользователем, осуществляет управление компьютером, его ресурсами (оперативной памятью, местом на дисках и т.д.), запускает другие (прикладные) программы на выполнение. Операционная система обеспечивает пользователю и прикладным программам удобный способ общения (интерфейс) с устройствами компьютера.
Основная причина необходимости такой программы состоит в том, что элементарные операции для работы с устройствами компьютера и управления ресурсами компьютера - эта операции очень низкого уровня, и действия, которые необходимы пользователю и прикладным программам на самом деле состоят из нескольких сотен или тысяч таких элементарных операций. Например, накопитель на магнитных дисках "понимает" только такие элементарные операции, как включить/выключить двигатель дисковода, установить читающие головки на определенный цилиндр, выбрать определенную читающую головку, прочесть информацию с дорожки диска в компьютер и т.д. Поэтому для выполнения даже такого несложного действия, как копирование файла с одной дискеты на другую, необходимо выполнить тысячи операций по запуску команд дисководов, проверке их выполнения, поиску и обработке информации в таблицах размещения файлов на диске и т.д. Задача еще осложняется различными форматами дискет, выделением места на дискетах (информация файла может располагаться непоследовательно, а на различных дорожках дискеты), аварийными ситуациями (например, нет места на дискете для копируемого файла).
Назначение операционной системы и состоит, прежде всего, в том, чтобы скрыть от пользователя эти сложные и ненужные ему подробности и предоставить ему удобный интерфейс для работы .
Основные составные части MS-DOS
Операционная система MS-DOS состоит из следующих частей:
- Базовая система ввода-вывода (BIOS) , находящаяся в постоянной памяти ПК. Эта часть операционной системы является "встроенной" в компьютер. Ее назначение состоит в выполнении наиболее простых и универсальных услуг операционной системы, связанных с осуществлением ввода-вывода. Базовая система ввода-вывода содержит также тест функционирования компьютера, проверяющий работу памяти и устройств компьютера при его включении. Кроме того, базовая система ввода-вывода содержит программу вызова загрузчика операционной системы.
- Загрузчик операционной системы - это очень короткая программа, находящаяся в первом секторе каждой дискеты с операционной системой MS-DOS и жесткого диска. Функция этой программы заключается в считывании в память еще двух модулей операционной системы, которые и завершают процесс загрузки MS-DOS .
- Дисковые файлы IO.SYS и MSDOS.SYS. Они загружаются в память загрузчиком операционной системы и остаются в памяти компьютера постоянно. Файл IO.SYS представляет собой дополнение к базовой системе ввода-вывода в ПЗУ (постоянное запоминающее устройство), а файл MSDOS.SYS реализует основные высокоуровневые услуги MS-DOS.
- Драйверы устройств - это специальные программы, которые дополняют систему ввода-вывода MS DOS и обеспечивают обслуживание новых устройств или нестандартное использование имеющихся устройств. Например, с помощью драйверов возможна работа с "электронным диском", т.е. частью памяти компьютера, которая используется аналогично жесткому диску. Драйверы загружаются в память ПК при загрузке ОС, их имена указываются в специальном файле CONFIG.SYS. При загрузке ОС также выполняется командный файл AUTOEXEC.BAT. В файле AUTOEXEC.BAT указываются программы и команды, выполняемые при каждом запуске компьютера. Например, можно указать запуск программы, обеспечивающей работу с русскими буквами на клавиатуре. В структуре файлов CONFIG.SYS и AUTOEXEC.BAT возможно создание нескольких вариантов конфигурации ПК, например для игр, научной работы и работы с текстами.
Диалог пользователя с MS DOS осуществляется в форме команд. Каждая команда пользователя означает, что MS DOS должна выполнить то или иное действие, например, напечатать файл или выдать на экран оглавление каталога. Команда MS DOS состоит из имени команды и, возможно, параметров, разделенных пробелами. Имя команды MS DOS и параметры могут набираться как прописными, так и строчными латинскими буквами. Ввод каждой команды заканчивается нажатием клавиши [ENTER].
CD – Сменить текущий каталог; CLS – Очистить экран монитора; COPY – Копирование файлов; DATE – Получить или изменить текущую дату; DEL – Удаление файлов; DIR – Выдать список файлов в каталоге; REN – Изменить имя файла; RD – Удалить каталог; TIME – Получить или изменить текущее время; TYPE – Просмотр файла; VER – Выдать номер версии MS DOS.
Внешние команды MS DOS - это программы, поставляемые вместе с операционной системой в виде отдельных файлов. Приведем некоторые из них.
CHKDSK - Проверка диска на правильность файловой системы; DISKCOPY - Копирование дискет; EDIT - Примитивный редактор текстов; FC - Сравнение файлов; FDISK - Разметка жесткого диска на логические; FORMAT - Форматирование диска; SYS - Копирование системных файлов на диск.
Во многих командах MS DOS в именах файлов можно употреблять символы "*" и "?" для указания группы файлов из одного каталога. Символ * обозначает любое число любых символов в имени файла или в расширении имени файла. Символ "?" обозначает один произвольный символ или отсутствие символа в имени файла или в расширении имени файла.
*.bak - все файлы с расширением .bak из текущего каталога;
с*.d* - все файлы с именем, начинающимся с С, и с расширением, начинающимся с D, из текущего каталога;
a:\doc\abc. * - все файлы с именем, начинающимся с ABС и состоящим не более чем из 6 символов, из каталога \doc на диске А.
Конкретный формат внешних и внутренних команд MS DOS можно узнать, набрав имя команды и через пробел после кэша поставив знак "?". Например, Dir /? Format /?
Виртуальной памятью называют такой метод работы с памятью, когда в оперативной памяти хранятся только те части программы, которые используются в конкретный момент времени. Все прочие части программы, равно как и данные, хранятся на диске. Этот способ организации памяти позволяет выполнять программы, чей суммарный объем вместе с данными может превышать объем доступной физической памяти. Большинство систем виртуальной памяти используют механизм страничной организации памяти. При работе с виртуальной памятью вся доступная память разбивается на страничные блоки фиксированного объема. При обращении к какой-либо ячейке памяти запрос сначала передается диспетчеру памяти, который преобразовывает виртуальный адрес в реальный, и передает полученный адрес на шину, который затем обрабатывается надлежащим образом. Объем виртуальной памяти, доступной программам, выбирается операционной системой автоматически.
Все многообразие программ, используемых на современном компьютере, называется программным обеспечением — ПО (software). Программы, составляющие ПО, можно разделить на три группы: системное ПО, системы программирования, прикладное ПО. Две первые группы иногда называют базовым ПО. Ядром системного ПО является операционная система (ОС).
Операционная система — это часть ПО, наиболее тесно связанная с техническими средствами компьютера (hardware). Основные функции ОС:
· управление ресурсами компьютера: процессорным временем, распределением внутренней памяти, файлами, внешними устройствами;
· организация диалога с пользователем;
· осуществление загрузки компьютера;
· запуск программ на исполнение;
Резидентная часть ОС (ядро ОС) постоянно занимает раздел оперативной памяти компьютера. Туда она загружается с системного диска при включении машины. Эта процедура называется первоначальной загрузкой. Вся дальнейшая работа на компьютере происходит под контролем и управлением ОС. Операционная система осуществляет загрузку в оперативную память всех программ, передает им управление в начале их работы, выполняет различные действия по запросу исполняемых программ и освобождает занимаемую программами оперативную память при их завершении.
Важнейшей функцией ОС является работа с файлами. В файлах на внешних носителях хранится все: программы, данные, сама ОС. Средствами ОС создается файловая система — определенная структура файлов на внешних носителях. Все действия с файлами производятся пользователем с помощью ОС.
Для общения ОС с пользователем используется специальный командный язык OC На персональных компьютерах общение происходит в режиме диалога. ОС в определенной форме выводит на экран приглашение пользователю, пользователь в ответ вводит с клавиатуры команду, предписывающую совершить определенное действие (запустить программу, вывести директории диска, уничтожить файл и пр.). ОС обеспечивает выполнение этой команды и снова возвращается к диалогу с пользователем.
Для упрощения диалога пользователя с ОС применяются так называемые диалоговые оболочки к операционной системе. Примером популярной оболочки является Norton Commander. При работе с подобной оболочкой пользователю не приходится набирать на клавиатуре команды по буквам; он выбирает их из меню в среде оболочки на экране. В последнее время на профессиональных компьютерах стала популярной операционная система Windows со встроенной графической оболочкой.
В качестве примера рассмотрим состав и функции операционной системы MS-DOS для IBM PC.
Базовая система ввода-вывода (BIOS) находится в постоянной памяти (ПЗУ) компьютера и является «встроенной» в компьютер (информация в ПЗУ сохраняется и после выключения компьютера, т. е. она обладает свойством энергонезависимости). Ее назначение состоит в выполнении наиболее простых и универсальных услуг операционной системы, связанных с осуществлением ввода-вывода. Она содержит также тест функционирования компьютера, проверяющий работу памяти и внешних устройств компьютера при включении его электропитания, и программу вызова загрузчика операционной системы.
Загрузчик операционной системы — это очень короткая программа, находящаяся в первом секторе каждой дискеты с операционной системой, функция этой программы заключается в считывании в память остальных модулей операционной системы, что и завершает процесс ее загрузки. На жестком диске загрузчик операционной системы состоит из двух частей. Это связано с тем, что жесткий диск может быть разбит на несколько разделов (логических дисков). Первая часть загрузчика находится в первом секторе жесткого диска, она выбирает, с какого из разделов жесткого диска следует продолжить загрузку. Вторая часть загрузчика находится в первом секторе этого раздела, она считывает в память модули DOS и передает им управление.
Модули ОС (io.sys и msdos.sys) загружаются в память загрузчиком операционной системы и остаются в памяти компьютера постоянно. (Файл io.sys представляет собой дополнение к BIOS, а файл msdos.sys реализует основные высокоуровневые услуги DOS).
Внешние команды DOS — это программы, поставляемые вместе с операционной системой в виде отдельных файлов. Они выполняют действия обслуживающего характера, например, форматирование дискет, проверку дисков и т. д.
Драйверы устройств — это специальные программы, которые дополняют систему ввода-вывода DOS и обеспечивают обслуживание новых или нестандартное использование имеющихся устройств. Драйверы загружаются в память компьютера при загрузке операционной системы, их имена указываются в специальном файле (config.sys). Такая схема облегчает добавление новых устройств и позволяет делать это, не затрагивая системные файлы DOS.
Загрузка DOS происходит следующим образом.
При включении электропитания компьютера (или при нажатии на клавишу Reset на корпусе компьютера, или при одновременном нажатии клавиш Ctrl, Alt и De1 на клавиатуре) начинают работать программы проверки оборудования, находящиеся в постоянной памяти компьютера. Если они находят ошибку, то выводят код ошибки на экран.
После окончания тестирования программа начальной загрузки пытается прочесть с дискеты, установленной на дисководе (а:), программу-загрузчик операционной системы. Если на дисководе нет дискеты, то загрузка ОС будет производиться с жесткого диска.
После того как с диска, с которого загружается ОС, прочитана программа-загрузчик ОС, эта программа считывает в память модули операционной системы (io.sys и msdos.sys) и передает им управление.
Далее с того же диска читается файл конфигурации системы (config.sys) и в соответствии с указаниями, содержащимися в этом файле, загружаются драйверы устройств и устанавливаются параметры операционной системы. Если такой файл отсутствует, то параметры устанавливаются по умолчанию.
После выполнения этого файла процесс загрузки операционной системы заканчивается. DOS выдает приглашение, показывающее, что она готова к приему команд.
С:\USERS\ — это пример приглашения DOS.
Активная строка с приглашением DOS называется командной строкой. В ней пользователем набираются команды для выполнения.
Рекомендуемая литература: 1 осн. 127, 6 осн. 32, 60, 12 доп. 21,12 доп. 46.
Контрольные вопросы к теме «Основы операционных систем»:
1.Что такое операционная система?
2.Какие принципы классификации операционных системы вы можете назвать?
3.Что такое вытесняющая многозадачность? В чем ее отличие от невытесняющей?
4.Какие задачи решает файловая система?
5.Сформулируйте основные принципы организации файловой системы FAT.
6.Что означает термин «потерянное место» (slack)? Почему оно возникает?
7.Что такое BIOS и каковы основные его функции?
Тема 2. Операционная система MS DOS (10 часа)
2.1 Состав операционных систем MS DOS. Загрузка ОС MS DOS. Понятие файлов и каталогов, атрибуты файлов, маршруты файлов, шаблоны имен файлов.
(2 часа)
В этом параграфе мы остановимся на базовых принципах организации операционной системы MS DOS. Как уже упоминалось ранее, длительное время она явно «господствовала» на подавляющем большинстве персональных компьютеров. С наступлением эры графических операционных сред DOS отошла в тень. Однако ее роль в обеспечении процессов управления ЭВМ по-прежнему остается достаточно ощутимой. Более того, практика показывает, что знание основ DOS способствует более глубокому пониманию того, как функционирует программное обеспечение последующих поколений.
Перечислим основные составные части DOS:
1. Модуль расширения системы ввода/вывода (IO.SYS).
2. Базовый модуль операционной системы (MSDOS.SYS).
5. В отдельную составную часть также могут быть выделены инструментальные средства DOS (система программирования, текстовый редактор, отладчик DEBUG, реализующий простейшие функции тестирования и отладки программ).
В основу разделения DOS на перечисленные блоки был положен принцип модульности; разработчиками в идеологию системы была изначально заложена возможность относительно безболезненной замены одного блока при сохранении неизменными остальных. В частности, блок IO.SYS объединил процедуры ввода/вывода, I которые являются наиболее зависимыми от конкретных аппаратных устройств : персонального компьютера и потенциально должны быть более «гибкими», чем I основывающиеся на них процедуры из базового модуля MSDOS.SYS.
Необходимо также сказать несколько слов о программном обеспечении, которое находится «ближе» к аппаратным ресурсам компьютера, чем DOS. Это загрузчик и базовая система ввода/вывода. Они записаны в так называемую постоянную память компьютера и являются его неизменяемыми атрибутами (по крайней I мере, в обычных условиях эксплуатации).
Загрузчик, как нетрудно догадаться по названию, является небольшой программой, осуществляющей инициализирующие действия компьютера сразу после включения питания.
BIOS — базовая система ввода/вывода (Basic Input/Output System) называется так потому, что включает в себя обширный набор модулей, благодаря которым операционная система и другие прикладные программы могут взаимодействовать с различными устройствами компьютера (дисплеем, клавиатурой, дисководом, принтером, таймером и т. д). Еще раз подчеркнем, что, с одной стороны, BIOS можно рассматривать как составную часть аппаратных средств, а с другой — она является программным обеспечением.
Большинство современных видеоадаптеров, а также контроллеры накопителей имеют собственную систему BIOS, которая обычно дополняет системную. Во многих случаях программы, входящие в конкретную BIOS, заменяют соответствующие программные модули основной BIOS. Вызов программ BIOS, как правило, организован в форме так называемой обработки аппаратных и программных прерываний.
Аппаратные прерывания (interrupt) — это события, инициируемые техническими устройствами (клавиатурой, мышью и т. п.), требующие программной обработки. Программные прерывания принципиально отличаются от аппаратных тем, что наступают по командам программ. По наступлении прерывания вызывается связанная с ним процедура-обработчик.
Выделение BIOS в отдельный модуль позволяет обеспечить независимость программного обеспечения от специфики конкретной модели компьютеров.
ПЗУ (ROM) — постоянное запоминающее устройство, физически реализуется в виде специальных микросхем, в которые с помощью специального устройства — программатора — может записываться та или иная информация. В том числе программные модули.
Кратко перечислим вспомогательные функции BIOS:
• поиск на гибком и на жестком диске программы-загрузчика операционной системы и загрузка с диска в оперативную память;
• тестирование аппаратной части (в том числе оперативной памяти);
• инициализация векторов прерывания нижнего уровня.
BIOS содержит: специальные программы по управлению работой стандартными внешними устройствами (драйверы ~ программы, расширяющие возможности операционной системы); тестовые программы для контроля работоспособности аппаратуры; программу начальной загрузки операционной системы.
В качестве основных функций драйвера могут быть названы:
• прием и обработка запроса к периферийному устройству;
• преобразование запроса в серию команд управления устройством;
• обработка сигнала прерывания.
Драйверы могут быть:
1. Стандартные (внутренние) — программы, находящиеся внутри BIOS или его , модуля расширения ЕМ BIOS. Они подключаются к системе автоматически после перехода компьютера в рабочее состояние.
2. Загружаемые (внешние) — программы, находящиеся на диске и предназначенные для управления внешними устройствами, которые отличаются от стандартных своими техническими параметрами; подключаются к системе только тогда, когда они указаны в файле конфигурации CONFIG.SYS.
Очень короткая программа, которая находится в первом секторе системного диска, – это .
Тема: Понятие системного программного обеспечения. Операционные системыОчень короткая программа, которая находится в первом секторе системного диска, – это .
Тема: Оценка тесноты связи Самым коротким интервалом изменения показателя множественной корреляции для уравнения множественной линейной регрессии , если известны парные коэффициенты корреляции , является интервал …
Тема: Понятие системного программного обеспечения. Операционные системыВыделенные файлы можно удалить с диска, минуя Корзину, с помощью …
Тема: Подзадача 1. Структурные уровни и системная организация материиЕсли представить, что Вселенная существует один день, то человек появился на Земле всего пару секунд назад. Поэтому, наблюдая небо, мы видим мгновенный снимок, застывшее фото Вселенной в один из моментов ее эволюции. Тем не менее, и по этому фото можно многое сказать не только о том, что есть во Вселенной сейчас, но и о том, что происходило в ней ранее, а также о ее будущей судьбе. На фотографии изображен очень маленький участок неба, снятый с очень большим увеличением космическим телескопом имени Э. Хаббла. Фотография известна как «Портрет самых отдаленных глубин видимой Вселенной». Большинство объектов, видимых на данном фото, – это …
Тема: Подзадача 1« За короткий срок в Европе произошли события, значение которых не ограничивается перекройкой географической карты. Уже не первый раз и даже не первый год сталкиваются народы с фашистской агрессией, настойчиво втягивающей страну за страной во вторую империалистическую войну за передел мира. Абиссиния, Испания, Китай, Австрия, Чехословакия последовательно становились жертвами прожорливых фашистских людоедов. Но впервые мы узнаем, что захват чужих территорий, переход чужеземными армиями гарантированных международными договорами границ есть не что иное, как «торжество» или «победа» мира … Очевидно, творцы … соглашения придерживаются совершенно особых взглядов о мире. Пусть ненасытные агрессоры проглатывают целые государства, пусть они создают постоянную угрозу для самого существования любой малой – да и не только малой – страны … Останется очевидным, прозаическим фактом то, что капитуляция так называемых демократических стран перед агрессором, по видимости, отдалив войну, в действительности ее приближает и притом в неизмеримо худших … условиях». Подписание в сентябре 1938 г. соглашения с фашистской Германией стало кульминацией проводимой западными державами политики …
Тема: Подзадача 2« За короткий срок в Европе произошли события, значение которых не ограничивается перекройкой географической карты. Уже не первый раз и даже не первый год сталкиваются народы с фашистской агрессией, настойчиво втягивающей страну за страной во вторую империалистическую войну за передел мира. Абиссиния, Испания, Китай, Австрия, Чехословакия последовательно становились жертвами прожорливых фашистских людоедов. Но впервые мы узнаем, что захват чужих территорий, переход чужеземными армиями гарантированных международными договорами границ есть не что иное, как «торжество» или «победа» мира … Очевидно, творцы … соглашения придерживаются совершенно особых взглядов о мире. Пусть ненасытные агрессоры проглатывают целые государства, пусть они создают постоянную угрозу для самого существования любой малой – да и не только малой – страны … Останется очевидным, прозаическим фактом то, что капитуляция так называемых демократических стран перед агрессором, по видимости, отдалив войну, в действительности ее приближает и притом в неизмеримо худших … условиях». Странами, представители которых принимали участие в подписании соглашения с фашистской Германией в сентябре 1938 г, являлись …
Тема: Подзадача 3« За короткий срок в Европе произошли события, значение которых не ограничивается перекройкой географической карты. Уже не первый раз и даже не первый год сталкиваются народы с фашистской агрессией, настойчиво втягивающей страну за страной во вторую империалистическую войну за передел мира. Абиссиния, Испания, Китай, Австрия, Чехословакия последовательно становились жертвами прожорливых фашистских людоедов. Но впервые мы узнаем, что захват чужих территорий, переход чужеземными армиями гарантированных международными договорами границ есть не что иное, как «торжество» или «победа» мира … Очевидно, творцы … соглашения придерживаются совершенно особых взглядов о мире. Пусть ненасытные агрессоры проглатывают целые государства, пусть они создают постоянную угрозу для самого существования любой малой – да и не только малой – страны … Останется очевидным, прозаическим фактом то, что капитуляция так называемых демократических стран перед агрессором, по видимости, отдалив войну, в действительности ее приближает и притом в неизмеримо худших … условиях». Европейским городом, в котором было заключено упоминаемое в тексте соглашение, является …
Тема: Служебное (сервисное) программное обеспечение Служебная программа ОС Windows Очистка диска позволяет …
Тема: Классификация программного обеспечения. Виды программного обеспечения и их характеристикиУстановите соответствие между уровнями программного обеспечения вычислительной системы и их основным назначением. 1. Базовое программное обеспечение 2. Системное программное обеспечение 3. Служебное программное обеспечение 4. Прикладное программное обеспечение
Тема: Классификация программного обеспечения. Виды программного обеспечения и их характеристикиУстановите соответствие между уровнями программного обеспечения вычислительной системы и их основными функциональными элементами. 1. Базовое программное обеспечение 2. Системное программное обеспечение 3. Служебное программное обеспечение 4. Прикладное программное обеспечение
Тема: Подзадача 3 Первоначально рынок бензина находился в состоянии равновесия. Функция предложения имела следующий вид: , где – объем предложения, млн. литров, – цена за 1 литр бензина, р. Акцизный налог, уплачиваемый продавцом, был установлен государством на уровне 8 р. за 1 литр бензина. Функция спроса на бензин имеет вид , где – объем спроса, млн. литров, – цена за 1 литр бензина, р. Функция предложения имеет первоначальный вид. Равновесная цена бензина после введения налога составила _____ р.
Тема: Развертки поверхностей Угол при вершине кругового сектора развертки боковой поверхности прямого кругового конуса равен …
Тема: Международный рынок услуг Основными ресурсами, определяющими рост третичного сектора (сектора услуг), являются …
Тема: Методология построения и анализа сводных счетов системы Определите сектор, для которого построен счет распределения первичных доходов.
Тема: Системные уровни организации материи Соотнесите начало и окончание фразы: 1) системное свойство, которое можно рассматривать как сумму соответствующих свойств компонентов системы, называется… 2) системное свойство, возникающее в результате взаимодействия компонентов системы, отличное от свойств отдельных частей и присущее только системе как целому, называется … 3) системное свойство, которое проявляется в том, что каждая система есть элемент другой системы с более высоким уровнем организации и новыми свойствами, называется …
Тема: Подзадача 2. Происхождение Солнечной системы. Общая космогонияЕсли представить, что Вселенная существует один день, то человек появился на Земле всего пару секунд назад. Поэтому, наблюдая небо, мы видим мгновенный снимок, застывшее фото Вселенной в один из моментов ее эволюции. Тем не менее, и по этому фото можно многое сказать не только о том, что есть во Вселенной сейчас, но и о том, что происходило в ней ранее, а также о ее будущей судьбе. На фотографии изображен очень маленький участок неба, снятый с очень большим увеличением космическим телескопом имени Э. Хаббла. Фотография известна как «Портрет самых отдаленных глубин видимой Вселенной». Практически все изображенные на фото объекты в свое время сформировались по наиболее распространенному космогоническому сценарию, который предполагает, что планеты, звезды и галактики образуются …
Тема: Подзадача 3. КосмологияЕсли представить, что Вселенная существует один день, то человек появился на Земле всего пару секунд назад. Поэтому, наблюдая небо, мы видим мгновенный снимок, застывшее фото Вселенной в один из моментов ее эволюции. Тем не менее, и по этому фото можно многое сказать не только о том, что есть во Вселенной сейчас, но и о том, что происходило в ней ранее, а также о ее будущей судьбе. На фотографии изображен очень маленький участок неба, снятый с очень большим увеличением космическим телескопом имени Э. Хаббла. Фотография известна как «Портрет самых отдаленных глубин видимой Вселенной». Далекие галактики, попавшие на снимок, …
Тема: Основы файловой структуры Процесс записи на диск специальной управляющей информации, определяющей точки начала и конца отдельных секторов диска, называется …
Тема: Основы файловой структуры Атрибутом сектора диска является …
Тема: Память ЭВМДля повышения скорости выполнения операций на жестких дисках несколько подряд расположенных секторов одной и той же дорожки объединяют в группы, которые называют …
Тема: Подзадача 2. Представления о движении в научных и натурфилософских картинах мираПредставьте, что с помощью машины времени организован симпозиум, на котором могут встретиться и обменяться мнениями выдающиеся мыслители и ученые различных эпох. В дискуссии о сущности материи, движения, механизмах взаимодействий участвуют: один из первых атомистов Демокрит, древнегреческий философ Гераклит, самый универсальный мыслитель античности Аристотель, основоположник первой научной картины мира (механической) Ньютон, создатель молекулярно-кинетической теории газов и основоположник электромагнитной картины мира Максвелл, один из создателей атомно-молекулярного учения Ломоносов, создатель теории относительности Альберт Эйнштейн, основоположник и вдохновитель развития квантовой механики Нильс Бор, выдающийся физик 2-й половины XX века Ричард Фейнман и известнейший физик современности Стивен Хокинг. Из названных участников симпозиума с мнением о том, что движение очень малых тел в очень малых областях пространства в принципе нельзя рассматривать как перемещение по траекториям, были согласны …
Кейс-задания: Кейс 2 подзадача 1 Если представить, что Вселенная существует один день, то человек появился на Земле всего пару секунд назад. Поэтому, наблюдая небо, мы видим мгновенный снимок, застывшее фото Вселенной в один из моментов ее эволюции. Тем не менее, и по этому фото можно многое сказать не только о том, что есть во Вселенной сейчас, но и о том, что происходило в ней ранее, а также о ее будущей судьбе. На фотографии изображен очень маленький участок неба, снятый с очень большим увеличением космическим телескопом имени Э. Хаббла. Фотография известна как «Портрет самых отдаленных глубин видимой Вселенной». Большинство объектов, видимых на данном фото, – это …
Кейс-задания: Кейс 2 подзадача 2 Если представить, что Вселенная существует один день, то человек появился на Земле всего пару секунд назад. Поэтому, наблюдая небо, мы видим мгновенный снимок, застывшее фото Вселенной в один из моментов ее эволюции. Тем не менее, и по этому фото можно многое сказать не только о том, что есть во Вселенной сейчас, но и о том, что происходило в ней ранее, а также о ее будущей судьбе. На фотографии изображен очень маленький участок неба, снятый с очень большим увеличением космическим телескопом имени Э. Хаббла. Фотография известна как «Портрет самых отдаленных глубин видимой Вселенной». Практически все изображенные на фото объекты в свое время сформировались по наиболее распространенному космогоническому сценарию, который предполагает, что планеты, звезды и галактики образуются …
Кейс-задания: Кейс 2 подзадача 3 Если представить, что Вселенная существует один день, то человек появился на Земле всего пару секунд назад. Поэтому, наблюдая небо, мы видим мгновенный снимок, застывшее фото Вселенной в один из моментов ее эволюции. Тем не менее, и по этому фото можно многое сказать не только о том, что есть во Вселенной сейчас, но и о том, что происходило в ней ранее, а также о ее будущей судьбе. На фотографии изображен очень маленький участок неба, снятый с очень большим увеличением космическим телескопом имени Э. Хаббла. Фотография известна как «Портрет самых отдаленных глубин видимой Вселенной». Далекие галактики, попавшие на снимок, …
Тема: Структуры микромира Установите соответствие между началом и концом правильного утверждения. 1. Не очень сильно, всего в несколько раз, различаются размеры … 2. Очень сильно, в сотни тысяч раз, различаются размеры … 3. По современным данным невозможно судить, отличаются ли от нуля размеры …
Выделенные файлы можно удалить с диска, минуя Корзину, с помощью …
В одной из папок жесткого диска имеются файлы. После проведения сортировки «по имени» в порядке убывания файлы расположатся в порядке …
Тема: Файловая структура операционной системы. Операции с файламиВ одной из папок жесткого диска имеются файлы. После проведения сортировки «по имени» в порядке убывания файлы расположатся в порядке …
Тема: Файловая структура ОС. Операции с файламиДана файловая структура локального диска H: Из корневого каталога файл файл5.doc сначала скопировали в папку H:\Экзамен\Фото, а затем переместили в папку H:\Экзамен. Количество текстовых файлов на диске H: (считается, что других файлов на диске нет) составляет …
Читайте также: