Алексеев Л.Н. Введение в информатику

Подождите немного. Документ загружается.

- на порядок следования файлов и каталогов в каталоге никаких

ограничений не накладывается;

- глубина вложенности каталогов ограничивается количеством символов в

длине пути каталогов.

Каталоги MS-DOS образуют иерархическую структуру, называемую деревом

каталогов, подобную перевернутому дереву, в котором главный каталог

образует “корень” дерева (отсюда и второе название главного каталога –

корневой), а остальные каталоги подобны ветвям.

Для того чтобы ОС могла обратиться к файлу, необходимо указать:

- дисковод;

- путь каталогов;

- полное имя файла.

Эта информация указывается в спецификации файла, которая имеет

следующий формат:

[дисковод:][путь каталогов]имя файла[.тип]

Пара символов квадратные скобки [] означает, что соответствующая часть

формата может быть опущена. Часть формата "дисковод:" означает диск, на

котором находится файл или куда он записывается, например А:, С:, Е: и т.д.

Если дисковод не указан, то используется текущий диск. Текущий диск – это

диск, с которым в настоящее время работает операционная система. Имя

текущего диска выводится в подсказке MS-DOS на мониторе.

Путь каталогов – это каталог или последовательность каталогов, которые

необходимо пройти по дереву каталогов к тому каталогу, в котором находится

файл. Имена пути записываются с лева на право в порядке уменьшения их

старшинства и разделяются символом “ \ ”. Путь заканчивается также этим

символом. Путь может начинаться с символа “ \ ”; в этом случае поиск файла

начинается с корневого каталога.

Каталог, в который входит подкаталог, называется родительским каталогом.

Каталоги, находящиеся ближе по пути дерева каталогов к корневому каталогу,

считаются старшими по отношению к каталогам, находящимся дальше от

корневого. Если путь опущен, то подразумевается текущий каталог. Текущим

называют каталог, в котором в настоящее выполняется работа в текущем сеансе

функционирования MS-DOS. Имя текущего каталога выводится ОС на экран

монитора в командной строке (подсказке) последним в описании пути

каталогов. Иногда используют понятие рабочего каталога, подразумевая под

этим текущий каталог текущего диска.

Дисковод и путь могут не указываться при обращении к файлам типа СОМ,

ВАТ или ЕХЕ, даже если они не находятся в текущем каталоге. В этом случае

сведения о диске и пути указываются в команде РАТН, включаемой обычно в

файл AUTOEXEC.BAT.

5.2.2. ДРАЙВЕРЫ ВНЕШНИХ УСТРОЙСТВ

Управление внешними устройствами ПЭВМ осуществляется с помощью

специальных программ, называемых драйверами. Драйверы бывают

стандартными и загружаемыми.

Стандартные драйверы управляют работой стандартных устройств:

монитора, клавиатуры, дисков и принтера. Они записаны в постоянном

запоминающем устройстве компьютера и образуют в совокупности базовую

систему ввода/вывода – BIOS (Basic input/output System).

Загружаемые (нестандартные) драйверы используются в следующих случаях:

- для управления дополнительными внешними устройствами персонального

компьютера (ПК), например, манипулятором “мышь” или приводом

компакт-диска;

- для управления стандартными внешними устройствами, отличными от

штатных, предусмотренных в базовом комплекте ПК;

- для управления стандартными устройствами, используемыми в режиме,

отличном от штатного. Этот случай характерен для устройств, в которых

не был предусмотрен ввод или вывод букв русского алфавита, например,

для клавиатуры и дисплея;

- для управления верхней, высокой и расширенной памятью;

- для формирования виртуальных дисков и управления ими.

Нестандартные драйверы являются расширением возможностей MS-DOS.

5.2.3. КОМАНДНЫЙ ПРОЦЕССОР

Командный процессор (КП) осуществляет взаимодействие пользователя с

ПК. КП является файлом ОС и имеет имя COMMAND.COM. взаимодействие

пользователя с компьютером осуществляется с помощью команд. Команды

бывают двух типов: внутренние и внешние. Внутренние команды входят в

состав самого КП. Внешние команды являются файлами типа ЕХЕ или СОМ,

входящими в состав MS-DOS.

Основные функции командного процессора:

- прием и анализ команд, введенных с клавиатуры или из командного

файла;

- выполнение внутренних команд MS-DOS;

- загрузка и выполнение внешних команд MS-DOS, а также программ,

расширяющих возможности MS-DOS (утилит) и прикладных программ

типа СОМ и ЕХЕ. КП не делает различий между внешними командами,

утилитами и прикладными программами, так как они имеют одинаковую

структуру.

КП называют также интерпретатором команд.

5.2.4. УТИЛИТЫ MS-DOS

Утилитами MS-DOS называют ее внешние команды. Они подразделяются на

диалоговые и не диалоговые. При использовании не диалоговых утилит вся

необходимая информация для их выполнения вводится в командной строке. К

не диалоговым утилитам относится большинство внешних команд.

При использовании диалоговых утилит пользователь может выбирать в

диалоговом окне или с помощью меню параметры выполнения команды

(программы). В настоящее время наиболее популярным пакетом утилит

является Norton Utilities фирмы Symantec.

5.2.5. ДИАЛОГ ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ С ОПЕРАЦИОННОЙ СИСТЕМОЙ

Загрузка MS-DOS

Под загрузкой программы понимается ее размещение в ОЗУ для выполнения

команд, содержащихся в программе. Функцию загрузки MS-DOS выполняет

специальная программа, называемая системным загрузчиком. При включении

компьютера загрузка MS-DOS начинается автоматически после того, как

программа начальной загрузки ОС, расположенная в ПЗУ, найдет на диске

системный загрузчик, поместит его в ОЗУ и передаст ему управление.

В современных ПК загрузка MS-DOS обычно осуществляется с жесткого

диска. Загрузка ОС с гибкого диска (диск А) или с CD-ROM осуществляется в

следующих случаях:

- когда ПК не укомплектован жестким диском;

- когда нужно разместить на жестком диске новую версию MS-DOS,

восстановить разрушенную по какой-либо причине ОС на жестком диске

или удалить компьютерные вирусы.

Сначала загружаются системные файлы MSDOS.SYS и IO.SYS. Затем

обрабатывается файл конфигурации CONFIG.SYS (если он имеется в корневом

каталоге системного диска), который осуществляет конфигурирование MS-

DOS, загружая в ОЗУ и подключая к MS-DOS указанные в этом файле внешние

драйверы. Если файл CONFIG.SYS отсутствует, то внешние драйверы не

подключаются, а параметры MS-DOS устанавливаются стандартно (по

умолчанию).

После этого с диска, с которого загружается ОС, читается командный

процессор (файл COMMAND.COM) и ему передается управление. Командный

процессор считывает, обрабатывает и выполняет команды файла автозапуска

AUTOEXEC.BAT, если этот файл имеется в корневом каталоге диска, с

которого загружается ОС. В файле AUTOEXEC.BAT указывают команды и

программы, выполняемые при каждом включении компьютера.

Если файл AUTOEXEC.BAT не найден в корневом каталоге диска, то MS-

DOS запрашивает у пользователя текущую дату и время.

После выполнения файла AUTOEXEC.BAT процесс загрузки ОС

завершается выдачей на экран монитора приглашения (подсказки) в виде,

например, С:\>. Вид приглашения определяется командой PROMT, включаемой

обычно в файл AUTOEXEC.BAT.

Команды MS-DOS

Команды MS-DOS вводятся с клавиатуры или из командного файла, как,

например, файла AUTOEXEC.BAT. Командный файл представляет собой

текстовый файл, содержащий последовательность команд MS-DOS,

выполняемых автоматически при его запуске. При выполнении команды MS-

DOS могут выдавать различные сообщения, выводимые по умолчанию на экран

монитора. Часть сообщений являются информационными, а другая –

директивными, требующими ответа пользователя.

В ответ на приглашение MS-DOS команда вводится с клавиатуры в виде

командной строки. Командная строка состоит из имени команды или имени

(спецификации) исполняемого файла и, при необходимости, аргументов,

разделенных одним или несколькими пробелами, а также ключей,

начинающихся символом “/” (прямой слеш). Сигналом об окончании

командной строки и началом ее выполнения служит нажатие клавиши “Enter”.

Программа после ее выполнения может оставаться резидентной в ОЗУ.

Резидентная программа, в отличие от нерезидентных программ, после

окончания ее работы остается в ОЗУ в рабочем состоянии и поэтому может

запускаться на выполнение без дополнительной загрузки по командам

пользователя или MS-DOS. Обычно резидентными являются сервисные

программы, например Norton Commander, а также загружаемые драйверы

устройств.

Полный перечень команд MS-DOS версии 6.22 с указанием их назначения

можно получить, выдав команду FASTHELP.

5.2.6. ФОРМАТИРОВАНИЕ ДИСКЕТ

Как известно, информация записывается в секторах дорожек диска.

Количество секторов зависит от характеристик дискеты, типа дисковода и

режима форматирования. Каждый сектор состоит из поля данных и поля

служебной информации, идентифицирующей его. Дорожки, находящиеся от

центра диска или пакета жестких дисков, образуют цилиндр. Цилиндры

нумеруются, начиная с нуля. Каждая дискета рассматривается DOS как один

логический диск. Логическое пространство логического диска делится на две

области: системную область и область данных.

Системная область логического диска создается при форматировании и

обновляется при изменении файловой системы.

Область данных логического диска содержит файлы и подкаталоги.

Системная область состоит из следующих компонентов:

- загрузочной записи (BR – Boot Record);

- зарезервированных секторов (Rsec – Reserved Sector);

- таблицы размещения файлов (FAT – File Allocation Table);

- корневого каталога (RD – Root Directory).

Загрузочная запись содержит блок параметров диска (DBP – Disk Parameter

Block) и системный загрузчик (SB – System Bootstrap). Блок параметров диска

служит для идентификации физического и логического форматов логического

диска. Системный загрузчик загружает в ОЗУ с системного диска файлы

IO.SYS и MSDOS.SYS. FAT представляет собой план области данных, в

котором описывается состояние каждого кластера. Кластер – это минимальная

единица дисковой памяти, выделяемая файлу или подкаталогу. В логическом

дисковом пространстве кластер занимает один или несколько смежных

секторов в области данных. Кластеры, принадлежащие одному файлу или

подкаталогу, связываются в FAT в цепочку. FAT состоит из

последовательности элементов, каждый из которых описывает

соответствующий кластер. Кластеры располагаются в логическом дисковом

пространстве последовательно, в порядке возрастания их номеров, и покрывают

всю область данных. Каждый элемент FAT, начиная со второго, хранит либо

номер следующего кластера, принадлежащий файлу (подкаталогу), либо

специальный код.

Специальный код может указывать, что кластер:

- свободен;

- зарезервирован для использования DOS;

- является дефектным;

- является последним в файле или подкаталоге.

Номер первого кластера файла или подкаталога хранится вместе с именем

файла (подкаталога) в соответствующем каталоге.

Корневой каталог, как и всякий другой каталог, состоит из

последовательности элементов размером 32 байта каждый. Элемент каталога

описывает входящий в него файл или подкаталог, содержит метку тома или

является свободным.

Элемент каталога содержит поля:

- имени файла;

- расширения файла;

- атрибутов файла (R – только для чтения, H – скрытый, S – системный, A –

архивный);

- даты создания (модификации) файла или подкаталога;

- времени создания (модификации) файла или подкаталога;

- номера первого кластера или подкаталога;

- размер файла или подкаталога в байтах;

- резерва DOS.

Элементы FAT и каталогов заполняются в процессе создания и удаления

файлов. Форматирование дискеты может быть выполнено в одном из трех

режимов.

Стандартное форматирование. В этом режиме производится разметка диска

на дорожки и секторы, тестирование (проверка) поверхности диска и

формирование его системной области. При этом вся информация на дискете

теряется. Данный режим называется также низкоуровневым

форматированием.

Безопасное форматирование. В случае безопасного (safe) форматирования

дискеты выполняются следующие действия:

- тестируется поверхность дискеты без разрушения информации;

- на дискете сохраняется ее системная область, что облегчает

восстановление, при необходимости, файловой структуры, разрушенной

вследствие ошибочного форматирования;

- очищается содержимое системного каталога, осуществляется

инициализация FAT нулями, и в ней регистрируются дефектные кластеры.

Быстрое форматирование. В случае быстрого (quick) форматирования

очищается только системная область с предварительным ее сохранением, как и

в случае безопасного форматирования. Проверка поверхности диска на наличие

дефектных секторов не производится, поэтому форматирование и производится

с максимальной скоростью.

Режимы безопасного и быстрого форматирования позволяют при

определенных условиях восстановить информацию системной области

дискеты и тем самым осуществить доступ к файлам, нарушенный при

форматировании дискеты.

5.2.7. ПРОВЕРКА ДИСКОВ

Проверка дисков состоит из выявления логических и физических дефектов на

них. Программные средства проверки дисков могут также выполнять

автоматическое восстановление информации на дисках, разрушенной в случае

возникновения дефектов.

В процессе эксплуатации дисков периодически возникают различные

дефекты, которые можно подразделить на физические дефекты и логические

дефекты. Физические дефекты связаны с механическим повреждением или

старением магнитного покрытия. Логические дефекты появляются в связи с

появлением файловой структуры.

К последним относятся:

- появление потерянных кластеров (lost clusters), то есть таких кластеров,

которые зафиксированы в FAT как используемые файлами, но доступ к

ним ни через один каталог диска невозможен;

- появление пустых файлов и полностью пустых каталогов;

- появление пересекающихся (cross-linked) файлов, то есть файлов,

имеющих общие кластеры;

- разрушение информации в каталогах, FAT и стартовом секторе;

- не идентичность копий FAT.

Логические дефекты возникают из-за сбоев оборудования, внезапного

отключения питания, выполнения некорректных программ и действия

компьютерных вирусов.

Проверка дисков и восстановление на них информации, разрушенной

вследствие физических и логических дефектов, производится командой MS-

DOS CHKDSK, утилитой MS-DOS SCANDISK или утилитой NDD из пакета

Norton Utilities. Две последние утилиты обладают большими возможностями,

чем команда MS-DOS CHKDSK.

В результате модификации файловой структуры диска (удаления файлов,

записи новых файлов, модификации самих файлов и т.п.) файлы и каталоги

размещаются в несмежных секторах, то есть становятся фрагментированными.

Фрагментация увеличивает время доступа к файлам и тем самым снижает

реальное быстродействие ЭВМ.

Для устранения фрагментации файлов и каталогов на дискете достаточно

скопировать файловую структуру дискеты на жесткий диск командой XCOPY,

выполнить быстрое форматирование дискеты и восстановить на ней исходную

файловую структуру с жесткого диска.

Выполнять таким же образом дефрагментацию жесткого диска

нецелесообразно, так как потребуется много времени и дискет. Для

дефрагментации жестких дисков нужно использовать утилиту MS-DOS,

запускаемую командой DEFRAG.EXE, или утилиту Speed Disk из пакета Norton

Utilities.

5.2.8. ПАКЕТНЫЕ КОМАНДНЫЕ ФАЙЛЫ

При работе на компьютере часто приходится повторять одни и те же

последовательности команд DOS, системных программ и программ

пользователей. ОС позволяет записывать нужную последовательность команд и

выполняемых программ в специальный файл, называемый пакетным

командным файлом. Этот файл имеет стандартное расширение .BAT. Для

выполнения команд пакетного файла нужно ввести с клавиатуры в командной

строке DOS имя этого файла (можно без расширения).

Особое место среди пакетных командных файлов занимает файл

AUTOEXEC.BAT. его назначение – начальная настройка операционной среды

при запуске MS-DOS.

5.2.9. КОНФИГУРИРОВАНИЕ ОПЕРАЦИОННОЙ СРЕДЫ

ОС MS-DOS предоставляет пользователю возможность осуществить

настройку операционной среды таким образом, чтобы обеспечить наибольшее

удобство работы с ней. К средствам MS-DOS, позволяющим осуществить эту

настройку, относятся:

- конфигурирование жесткого диска;

- использование файла конфигурации системы CONFIG.SYS;

- использование файла автозапуска AUTOEXEC.BAT.

Конфигурирование жесткого диска. Жесткий диск может быть

программным путем разделен на несколько независимых частей, называемых

разделами. Максимальное число разделов равно четырем. Каждый раздел

может быть выделен для использования в нем какой-либо ОС, например UNIX,

MS-DOS, OS/2 или других.

В свою очередь в разделах MS-DOS может быть создано несколько

логических дисков. Пользователь в своей работе имеет дело не с разделами, а с

логическими дисками. С его точки зрения жесткий диск состоит из

последовательности логических дисков, к которым имеет доступ MS-DOS.

Каждый логический диск имеет стандартное обозначение: C:, D:, E: и т.д.

Пользователь может работать с логическим диском так же, как с одним

физическим диском.

При использовании MS-DOS наличие первичного раздела является

обязательным. В нем создается единственный системный логический диск, как

правило, с именем С:, с которого производится загрузка MS-DOS. Остальная

часть физического диска может быть разбита на несколько логических дисков,

которые можно использовать под управлением MS-DOS. Если физический диск

разбит на разделы, которые создаются при необходимости работать не только с

MS-DOS, но и с другими ОС, то эти разделы для MS-DOS недоступны.

Конфигурирование жесткого диска целесообразно сделать до создания на

диске ОС и записи на него пользовательских программ, так как при

конфигурировании на диске уничтожаются все файлы. Команда MS-DOS для

конфигурирования жесткого диска FDISK.

Файл CONFIG.SYS. Файл CONFIG.SYS состоит из команд, при помощи

которых устанавливаются некоторые системные параметры и загружаются

программы-драйверы. Драйверы позволяют ОС взаимодействовать с

нестандартными устройствами и использовать дополнительную память ПК.

Файл CONFIG.SYS не является обязательным. В случае его отсутствия MS-

DOS использует системные установки по умолчанию (стандартные). Если же

файл CONFIG.SYS необходимо использовать, то он должен располагаться в

корневом каталоге системного диска. В MS-DOS имеется достаточно большой

набор команд, которые используются при создании файла CONFIG.SYS.

Одними из основных команд являются BUFFERS, FILES и DEVICE.

Команда BUFFERS устанавливает количество буферов в памяти компьютера.

Буфер имеет такой же размер, как и дисковые сектора – 512 байт. Когда

программа, находящаяся в памяти компьютера, запрашивает данные с диска, то

MS-DOS сначала считывает их с нужного сектора диска и помещает в

некоторую область памяти, называемую буфером. После считывания данных

сектора в буфер MS-DOS извлекает необходимые данные из буфера и передает

их в запрашивающую программу. Если объем запрашиваемых данных

превышает размер сектора, то MS-DOS считывает несколько секторов. При

повторном обращении к данным, если они находятся в одном из буферов,

обращение к диску не происходит, и необходимые данные берутся из буфера.

Перепись информации из памяти на диск производится также через буфер.

Таким образом, применение буферов уменьшает количество обращений к

диску, что увеличивает скорость обработки информации на ЭВМ.

Такие программы, как СУБД, компиляторы, программы статистической

обработки данных, значительно повышают свою производительность с

увеличением количества буферов.

Команда FILES указывает MS-DOS, какой объем оперативной памяти ей

необходимо зарезервировать для хранения информации о каждом открываемом

программами файле.

С помощью команды DEVICE (“устройство”) можно подключить к MS-DOS

дополнительные драйверы внешних устройств. MS-DOS имеет встроенные

драйверы управления штатными аппаратными средствами. С их помощью

осуществляется ввод данных с клавиатуры, отображение информации на

экране, чтение и запись на стандартные дисковые устройства, печать данных на

принтере. Для работы с устройствами другого типа (дополнительными)

необходимо дополнить MS-DOS соответствующими внешними драйверами,

которые загружаются в оперативную память командой DEVICE файла

CONFIG.SYS. После загрузки драйверы остаются резидентными в памяти.

Основными внешними драйверами являются:

- драйверы управления внутренней памятью ПК: HIMEM.SYS,

EMM386.EXE, SMARTDRV.EXE и RAMDRIVE.SYS;

- драйверы расширенного управления консолью: ANSI.SYS;

- драйвер мыши: MOUSE.SYS;

- драйвер создания нового логического привода: DRIVER.SYS.

Для того чтобы понять назначение драйверов управления внутренней

памятью, необходимо рассмотреть ее структуру. Как известно, память ПК

имеет размер 1 байт и состоит из ячеек. Номер ячейки памяти есть ее адрес.

Совокупность всех адресов памяти образует адресное пространство. Область

памяти с адресами от 0 до 640 Кбайт называется обычной (conventional) и

применяется в качестве ОЗУ, используемого для загрузки DOS, прикладных

программ и используемых ими данных. Область памяти с адресами от 640

Кбайт до 1 Мбайта называется верхней (upper) памятью. Она зарезервирована

для ПЗУ, буферов дисплея и другого аппаратного обеспечения. В ПЗУ хранятся

программы базовой системы ввода/вывода (BIOS). Она содержит программу

тестирования, выполняемую при загрузке, и набор процедур, обеспечивающих

управление стандартными внешними устройствами.

Ограничение адресного пространства ОЗУ объемом 640 Кбайт связано с

технической реализацией адресации в ПК. Информация внутри машины

передается по 20-разрядной шине, которая обеспечивает максимальное

значение адреса 1 048 576 (1 Мбайт). Примерно 2/3 адресного пространства

разработчики отвели под ОЗУ, остальное – BIOS и аппаратуре. До 1980 г. этого

объема ОЗУ казалось вполне достаточным. Современные пакеты прикладных

программ требуют для нормальной работы объем внутренней памяти,

измеряемой уже несколькими мегабайтами. Чтобы обойти предел в 640 Кбайт

были разработаны концепции расширенной, отображаемой и высокой памяти.

Расширенная память занимает адреса свыше 1 Мбайта, если адреса имеют

“ширину” более 20 битов. Например, процессор 486 может использовать 32-

битовые адреса и, таким образом, использовать адресное пространство в 4

Гбайта. Расширенную память могут использовать только программы,

написанные специальным образом. Применяя драйверы управления памятью,

можно использовать расширенную память для хранения в ней программ MS-

DOS, буферов и резидентных программ. Кроме того, эту память можно

использовать для создания в ней электронных дисков.

Концепция отображаемой памяти основана на использовании

дополнительной памяти, устанавливаемой на дополнительной плате ПК, и

непосредственно не принадлежит адресному пространству ПК. Ее можно

использовать, только отображая эту память на 4 блока по 16 Кбайт в области

верхней памяти. Возможность использования верхней памяти для отображения

основывается на том, что в ней обычно имеются незанятые области (блоки)

адресного пространства. Отображение осуществляется программным

драйвером EMM. Суть отображения состоит в том, что области дополнительной

памяти временно используют адреса свободных блоков в верхней памяти.

Последовательно переключая области дополнительной памяти и отображая их

на блоки верхней памяти, можно получить доступ ко всей области

дополнительной памяти. Аналогичным образом блоки расширенной памяти

могут быть отображены на блоки верхней памяти.

В MS-DOS применяется также понятие высокой (high) памяти. Высокая

память – это область первых 64 Кбайт расширенной памяти. Для загрузки

программ MS-DOS в верхнюю или высокую память в файле применяется

команда “DOS=HIGH”. Драйверы загружаются в высокую память командой

“DEVICEHIGH”, помещаемой в файле CONFIG.SYS. Для загрузки резидентных

программ в область высокой памяти используется команда “LOADHIGH”,

размещаемая в файле AUTOEXEC.BAT.

Драйвер HIMTM.SYS выполняет две основные функции:

- обеспечивает доступ выполняемых программ к расширенной памяти;

- формирует высокую память и управляет ею.

Драйвер EMM386.EXE превращает расширенную память в отображаемую,

формирует высокую память и управляет ею.

Драйвер SMARTDRV.EXE использует часть расширенной памяти для того,

чтобы разместить там так называемый кэш (cache), представляющий собой

буферную память для выполнения операций с дисками. Это особенно полезно

тогда, когда большие программы подзагружают с жесткого диска постоянно

используемые части, которые не помещаются в оперативную память, или если

постоянно производится обращение к определенным файлам.

Драйвер RAMDRIVE.SYS используется для организации электронного диска

в обычной, расширенной или дополнительной памяти. Доступ к такому диску

осуществляется так же, как и к настоящему магнитному диску, однако скорость

его работы значительно выше. Естественно, информация на электронном диске

пропадает при выключении питания ПК.