Лекція 1
DOS – орієнтовані операційні системи
Дискова операційна система (DOS)
Операційна система DOS складається з наступних частин:
Базова система вводу-виводу (BIOS), що знаходиться в постійній пам'яті (постійному запам'ятовуючому пристрої, ПЗП) комп'ютера. Ця частина операційної системи є “вбудованою” в комп'ютер. Її призначення складається з виконання найбільш простих і універсальних послуг операційної системи, пов'язаних із здійсненням вводу-виводу. Базова система вводу-виводу містить також тест функціонування комп'ютера, який перевіряє роботу пам'яті і пристроїв комп'ютера при включенні його електроживлення. Крім того, базова система вводу-виводу містить програму виклику завантажувача операційної системи.
Завантажувач операційної системи це дуже коротка програма, що знаходиться в першому секторі кожної дискети з операційною системою DOS. Функція цієї програми полягає в прочитанні в пам'ять ще двох модулів операційної системи, які і завершують процес завантаження DOS.
На жорсткому диску (вінчестері) завантажувач операційної системи складається з двох частин. Це пов'язано з тим, що жорсткий диск може бути розбитий на декілька розділів (логічних дисків). Перша частина завантажувача знаходиться в першому секторі жорсткого диска, вона вибирає з якого з розділів жорсткого диска потрібно продовжити завантаження. Друга частина завантажувача знаходиться в першому секторі цього розділу, вона прочитує в пам'ять модулі DOS і передає їм управління.
Дискові файли I0.SYS і MSDOS.SYS (вони можуть називатися по-іншому, назви міняються в залежності від версії операційної системи). Вони завантажуються в пам'ять завантажувачем операційної системи і залишаються в пам'яті комп'ютера постійно. Файл I0.SYS являє собою доповнення до базової системи вводу-виводу в ПЗП. Файл MSDOS.SYS реалізовує основні високорівневі послуги DOS.
Командний процесор DOS обробляє команди, що вводяться користувачем. Командний процесор знаходиться в дисковому файлі COMMAND.СОМ на диску, з якого завантажується операційна система. Деякі команди користувача, наприклад, Type, Dir) командний процесор виконує сам. Такі команди називаються внутрішніми. Для виконання інших (зовнішніх) команд користувача, командний процесор шукає на дисках програму з відповідним ім'ям і якщо знаходить її, то завантажує в пам'ять і передає їй управління. По закінченні роботи програми командний процесор видаляє програму з пам'яті і виводить повідомлення про готовність до виконання команд (запрошення DOS).
Зовнішні команди DOS це програми, що постачаються разом з ОС у вигляді окремих файлів. Ці програми виконують дії обслуговуючого характеру, наприклад форматування дискет, перевірку дисків і т.д.
Драйвери пристроїв це спеціальні програми, які доповнюють систему вводу-виводу DOS і забезпечують обслуговування нових або нестандартне використання пристроїв, що є. Наприклад, за допомогою драйверів можлива робота з “електронним диском”, тобто частиною пам'яті комп'ютера, з якою можна працювати так само, як з диском. Драйвери завантажуються в пам'ять комп'ютера при завантаженні операційної системи, їх імена вказуються в спеціальному файлі CONFIG.SYS. Така схема полегшує додання нових пристроїв, дозволяє робити це, не торкаючись системних файлів DOS.
У MS-DOS програма може бути завантажена в пам'ять з негайним запуском (запуск починається з першої інструкції) або без запуску (оверлей) на виконання, при цьому для кожної програми на початку її робочої пам'яті створюється спеціальна керуюча структура PSP – program segment prefix, яка відповідає за передачу управління в і з програми, зберігає інформацію про відкриті файли, параметри, передані програмі при виклику.
1.2. Версії DOS
Перша версія операційної системи для комп'ютера IBM PC MS DOS 1.0 була створена фірмою Microsoft в 1981 р. У 1987 р. фірма Microsoft розробила версію 3.3 (3.30) операційної системи MS DOS. яка стала фактичним стандартом на подальші 3-4 року. Ця версія вельми компактна і володіє достатнім набором можливостей, так що на “стандартній IBM PC AT” і тепер її експлуатація цілком доцільна. Але на більш могутніх комп'ютерах з декількома мегабайтами оперативної пам'яті бажано використати версії 5.0 або 6.0 операційних системи MS DOS. Ці версії мають засоби для ефективного використання оперативної пам'яті більше 640Кбайт, дозволяють працювати з логічними дисками, більшими 32Мбайт, перенести DOS і драйвери пристроїв в розширену пам'ять, звільняючи місце в звичайній пам'яті для прикладних програм, і т.д. Версія 6.0 MS DOS включає засоби стиснення інформації на дисках (DoubleSpace), програми створення резервних списів, антивірусну програму і інші дрібні удосконалення.
Однак в цій версії програми стиснення інформації не завжди працювало коректно, що приводило до втрат даних у деяких користувачів. Для усунення цих проблем і інших помилок фірма Microsoft випустила версію MS DOS 6.20. Ця версія працює стійкіше, надійніше і швидше, ніж MS DOS 6.0 і включає ряд невеликих удосконалень. Однак присудження з приводу порушення в MS DOS патентів фірми Stack Electronics змусило Microsoft випустити спочатку версію MS DOS 6.21. в якій була вилучена програма динамічного стиснення дисків, що порушила патент DoubleSpace, а потім MS DOS 6.22 з “підправленою” версією DoubleSpace, що не порушує патент. На мою думку, з цих версій краща 6.20.
1.3. Windows 3.1х
Операційна оболонка Windows 3.1х ( це розроблена фірмою Microsoft надбудова над операційною системою DOS, що забезпечує велику кількість можливостей і зручностей для користувачів і програмістів. Windows 3.1х не тільки забезпечує зручний і наочний інтерфейс для операцій з файлами, дисками і т.д., але і надає нові можливості для програм, що запускаються в середовищі Windows. Зрозуміло, для використання цих можливостей програми повинні бути спроектовані на вимоги Windows. Такі програми не можуть виконуватися поза середовищем Windows, тому називаються Windows-додатками. Проте, Windows може виконувати і звичайні програми, розроблені для DOS, але при цьому такі програми не використовують ніяких переваг Windows і працюють повільніше, ніж при виклику з DOS.
Основна ідея, закладена в основу оболонки Windows 3.1х, природність представлення інформації. Інформація повинна представлятися в тій формі, яка забезпечує найбільш ефективне засвоєння цієї інформації людиною. Незважаючи на простоту (і навіть тривіальність) цього принципу, його реалізація в інтерфейсах прикладних програм персональних ЕОМ з різних причин залишала бажати кращого. Оболонка Windows 3.x являє собою істотний крок уперед в порівнянні з попередніми інтерфейсами користувача з ЕОМ. Найбільш важливими відмітними рисами її є наступні:
Windows являє собою замкнену робочу середу. Практично будь-які операції, доступні на рівні операційної системи, можуть бути виконані без виходу з Windows. Запуск прикладної програми, форматування дискет, друк текстів все це можна викликати з Windows і повернутися в Windows по завершенні операції. Досвід роботи в DOS пригодиться і тут; багато які основоположні принципи і поняття середи Windows не відрізняються від відповідних принципів і понять середи DOS. Основними поняттями призначеного для користувача інтерфейсу в середовищі Windows є вікно і піктограма. Все, що відбувається в рамках оболонки Windows, в певному значенні являє собою або операцію з піктограмою, або операцію з вікном (або у вікні). Стандартизована в середовищі Windows і структура вікон і розташування елементів управління ними. Стандартизовані набори операцій і структура меню для сервісних програм. Стандартні операції, що виконуються за допомогою миші для всіх сервісних і прикладних програм.
Windows являє собою графічну оболонку. Від користувача не потрібне введення директив з клавіатури у вигляді текстових рядків. Необхідно вибирати з набору, що пропонується необхідну операцію за допомогою маніпулятора миші. У рамках Windows користувач може запустити декілька програм для паралельного (незалежного) виконання. Кожна з програм, що виконуються має своє власне вікно. Перемикання між програмами, що виконуються проводиться за допомогою миші фіксацією курсору у вікні необхідної програми.
Пов'язані (або змішані) документи. Цей різновид документів дозволяє погоджувати процеси внесення змін в одні і ті ж об'єкти різними програмами, а також автоматично розповсюджувати зміни з одного документа на всі пов'язані з ним.
У середовищі Windows 3.1х можна складати документи з частин, які готуються в різних додатках, але при цьому складність роботи з таким документом не вище, ніж якби він готувався в одному додатку.
Робота з об'єктами передбачає також і операції з піктограмами, піктограми можна використати всередині документів для виконання функцій, подібних тим, які ці піктограми виконують в середовищі Windows.
Оболонка Windows 3.1х робить нову технологію роботи з комп'ютером, засновану на графічному інтерфейсі, більш природною і ясною. Ще більшу роль, ніж в минулих версіях, тут грає миша як основний інструмент управління машиною. У цілому ряді випадків для виклику деяких (досить складних) операцій досить просто "перетягнути і покласти" (Drag and Drop) піктограму або інший об'єкт за допомогою миші. Можна говорити про документоорієнтовану організацію робіт, завдяки запуску Менеджера Файлів після завантаження оболонки перед користувачем відразу ж відкривається поле вибору файлів документів.
На відміну від попередніх версій Windows 3.1х вже не може працювати в так званому реальному режимі (Real Mode). Необхідною умовою для постановки оболонки Windows 3.1 на комп'ютері є процесор 286 (для Windows 3.11 необхідний 386, 486, Pentium).
У середовищі Windows 3.1х реалізований новий набір шрифтів так звані ТrueТуре-шрифти. Ці шрифти схожі на PostScript-шрифти, але легко пристосовуються до більшості Windows-додатків. TrueType-шрифти легко піддаються масштабуванню, різного роду деформаціям, обертанню і т.п.
1.4. Windows 3.1х-додатки
Windows 3.1х – інтегрована програма. Під управлінням оболонки Windows 3.1х можуть працювати не тільки спеціальні програми, розроблені для експлуатації в середовищі Windows (Windows-додатки), але і “звичайні” програми, працюючі в середовищі DOS, т.н. DOS-додатку (DOS-додатки програми). Оболонка Window забезпечує ефективний і комфортабельний обмін інформацією між окремими програмами, що виконуються під її управлінням. З поняттям інтегрованість звичайно зв'язується також можливість спільного використання ресурсів комп'ютера різними програмами. Так, наприклад, принтер, підключений до комп'ютера, може з однаковим успіхом використовуватися всіма програмами на конкурентній основі. Причому всі операції, пов'язані з необхідністю перекодування, змін драйверів бере на себе оболонка.
“Життя” користувача в середовищі Windows зв'язане з “мишачим” управлінням, обмінами даними між окремими програмами і паралельним виконанням. Стандартизація інтерфейсів окремих Windows-додатків дозволяє легко перейти від одного додатку до іншого, не починаючи кожен раз з нуля (хоч би в плані способів і засобів управління).