ОПЕРАЦИОННАЯ СИСТЕМА ПАКЕТНОЙ ОБРАБОТКИ - это система

1. ОПЕРАЦИОННАЯ СИСТЕМА ПАКЕТНОЙ ОБРАБОТКИ - это система,

которая обрабатывает пакет заданий, т. е. несколько заданий, под-

готовленной одним или больше пользователями. Пакет заданий посту-

пает 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 однов-

ременной работы достигается разделением процессорного времени и

других ресурсов между несколькими вычислительными процессами, ко-

торые заданны разными пользователями. Операционная система выст-

- 44 -

раивает 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, ко-

торая гарантирует оперативное выполнение запросов в течении за-

данного интервала времени. При этом скорость вычислительных про-

цессов в ЭВМ должна согласоваться со скоростью временных про-

цессов, т.е. и ходом реального времени. ЭВМ с данной операционной

системой чаще всего работает в однозначном режиме.

4.ДИАЛОГОВЫЕ ОПЕРАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ - предназначены для инди-

видуального пользования и обеспечивают удобную форму диалога ЭВМ

с пользователем через дисплей при вводе и выполнении команд.

Функционирует операционная система обычно в однопрограммном режи-

ме.

Независимо от типа операционная система чаще всего состоит

из относительно компактного ядра - монитора (супервизора) и и на-

бора 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 - СЕР-

ВИСНАЯ ПРОГРАММА.

БИБЛИОТЕКА ПРОГРАММ - набор файлов, связанных одним катало-

гом, в который могут входить объектные модули (программы), макро-

определения языка программирования и др.

 ┌────────────────────────┐

 │ ОПЕРАЦИОННАЯ СИСТЕМА │

 └─┬───────────────────┬──┘

│ │

 ┌─┴───────┐ ┌───┴───────────────────────────┐

 │ МОНИТОР │ │ СИСТЕМНЫЕ ПРОГРАММЫ И ДАННЫЕ │

 └─────────┘ └┬───────────┬────────────────┬─┘

│ │ │

┌──────┴───┐ ┌────┴────┐ ┌────────┴────────────┐

│ ДРАЙВЕРЫ │ │ УТИЛИТЫ │ │ БИБЛИОТЕКИ ПРОГРАММ │

└──────────┘ └─────────┘ └─────────────────────┘

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 поз-

воляет объединить в каждом модуле определенные логически связан-

ные группы функций. Если возникает необходимость в замене или

расширении такой группы функций, то это можно сделать путем заме-

ны 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);

 - 45 -

- драйверы устройств (файлы).

В таблице 1 указывается место нахождения модулей операци-

онной 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) │

└───────────────────────────────────────────────────────────┘

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

1) загрузки в оперативно-запоминающее устройство компьютера.

1.Базовая система ввода/вывода размещается в постоянной па-

мяти 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 тести-

рования выводятся цифры, которые отражают количество проверенных

блоков памяти). При обнаружении ошибки на экран выводится сообще-

ние о найденном сбое оборудования.

Вторая функция BIOS - вызов блока первоначальной загрузки

операционной системы с диска, выполняется по окончании тестирова-

ния. Загрузив в ОЗУ блок первоначальной загрузки, BIOS передает

ему управление, а он в свою очередь, загружает другие модули опе-

рационной системы.

Третья функция BIOS - обслуживание прерываний. Основным

принципом работы компьютера является принцип базирующийся на сис-

теме прерываний. Система прерывание - это совокупность аппаратных

и программных средств, обеспечивающих процесс переключения с од-

ной программы на другую и возврат к продолжению прерванной прог-

раммы за счет операций процессора, называемых прерыванием. Преры-

вание - 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 пос-

ледовательности битов, значение которых отражают текущее состоя-

ние 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 прер-

ванной программе.

Прерывания бывают трех видов:

- аппаратные (например: нажатие клавиши);

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

 - 46 -

- 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 преры-

ваниям верхнего уровня и обрабатываются модулем обработки преры-

ваний MSDOS.SYS.

BIOS является "программной оболочкой" вокруг аппаратных

средств компьютера, предоставляет возможность другим программам,

а также и самой операционной системе, обращаться к внешним уст-

ройствам 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 пре-

рываний (MSDOS.SYS). Блок первоначальной загрузки всегда располо-

жен 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, поз-

воляя добавлять к BIOS драйверы, обслуживающие дополнительные

устройства. Драйверы требуются в тех случаях, когда обмен инфор-

мацией с устройствами должен происходить иначе, чем принято в

BIOS. О необходимости подключения к операционной системе драйве-

ров внешних устройств, а также об изменении параметров операцион-

ной 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 обра-

ботки прерываний (MSDOS.SYS) загружается в ОЗУ и остается на весь

сеанс работы с компьютером.

Компонентами данного модуля являются подпрограммы, обеспечи-

вающие 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 несколь-

ко запросов к модулю расширения BIOS. Функции, реализуемые моду-

лем обработки прерываний (MSDOS.SYS), в первую очередь использу-

ются 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 операци-

онная 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:

 - 47 -

1.Прием и синтаксический разбор команд, полученных с клавиату-

ры 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 выполне-

ния 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 обра-

щение 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 опе-

рационной системы. Когда в качестве команды дается имя командного

файла (файла имеющего расширение BAT), командный процессор начи-

нает последовательно читать и интерпретировать содержащиеся в нем

строки, каждая из которых может содержать одну команду, метку или

комментарий. Если в очередной строке стоит команда, осуществляю-

щая 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 распа-

дается на две части: резидентную (постоянно находящуюся в памяти)

и нерезидентную, которая располагается в область памяти, доступ-

ной любой программе пользователя.

Таким образом, любая программа может занять эту область па-

мяти, "затерев" (уничтожив) нерезидентную часть командного про-

цессора. 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 програм-

мами, которые хранятся на диске в виде отдельных файлов.

В состав MS-DOS входит более трех десятков программ, пред-

назначенных для различных целей. Приведу примеры некоторых внеш-

них команд операционной системы:

FORMAT.COM - форматирование гибких дисков;

CHDISK.COM - проверка дисков на правильность файловой струк-

туры;

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 заня-

тий.

7.Драйверы устройств - это специальные резидентные програм-

мы, которые дополняют систему ввода/вывода и обеспечивают обслу-

живание дополнительных внешних устройств или нестандартное ис-

пользование имеющихся устройств. Драйверы хранятся в файлах име-

на, которых имеют расширение SYS. Они загружаются в память компь-

- 48 -

ютера при загрузке операционной системы. Необходимость и порядок

загрузки указываются в специальном файле SONFIG.SYS. Такое подк-

лючение драйверов облегчает добавление новых устройств и позволят

делать это, не затрагивая системные файлы IO.SYS и MSDOS.SYS.