Логическая организация файловой системы.
Логическую структуру диска образует информация, находящаяся на нулевой дорожке диска. В первом секторе нулевой дорожки находится Блок начальной загрузки (BOOT RECORD). Здесь размещается короткая программа Несистемный загрузчик, который хранит информацию о размещении файлов операционной системы.
Следующие два сектора на нулевой дорожке занимает таблица FAT (FILE Allocation Table), в этой таблице хранится информация о каждом секторе или кластере логического диска: занят он или свободен, дефектный или пригодный к использованию. Следующие два сектора занимает копия таблицы FAT.
Следующие четыре сектора на нулевой дорожке занимает Директория диска. Здесь хранится информация об именах файлов, размерах, дата создания, время создания, атрибуты файла и так далее.
Для подготовки диска к работе на его поверхность необходимо нанести физическую и логическую структуру файловой системы. Для этого используется процедура, называемая форматированием диска, так как выполняется она с помощью команды FORMAT.
Заключение
Для подготовки диска к работе необходимо на его поверхность нанести физическую и логическую структуру файловой системы. Для большинства наиболее распространенный файловых систем физическая структура включает в себя понятия: дорожка, сектор, кластер, цилиндр. Логическая структура файловых систем различается, но в принципе она включает в себя понятия: блок начальной загрузки, таблица размещения файлов, директория диска.
Подготовка гибкого диска к работе.
Для подготовки гибкого диска к работе используется команда FORMAT. Для ее выполнения необходим файл FORMAT.COM. По этой команде на диск небольшими порциями, называемыми секторами, записываются так называемые «пустые» символы. В дальнейшем эти символы будут заменены значащими. Запись идет по концентрическим окружностям, которые называются дорожками или треками. По окончании форматирования выдается информация об общем размере диска, о количестве дефектных секторов и пригодных к использованию. Возможности команды можно расширить за счет использования ключей в команде:
/1 – создание одностороннего диска,
/8 –задание восьми доступных секторов на дорожке,
/B –задание восьми доступных секторов, но девятые секторы резервируются для последующего размещения файлов операционной системы,
/S – копирование системных файлов,
/V – задание метки тома,
/Q – быстрое форматирование, то есть инициализация нулевой дорожки, возможно только для уже отформатированных дисков,
/U – безусловное форматирование, используется для новых дисков, так как не проверяется, был ли отформатирован диск, а сразу начинается его форматирование.
1. Состав ос ms-dos.
Операционная система MS-DOS вобрала в себя операционную систему СР/М с одновременным усовершенствованием некоторых ее частей и существенно расширила область использования за счет добавления новых команд с разнообразными функциями.
Какие же модули образуют структуру MS-DOS?
Блок начальной загрузки
Базовая система ввода-вывода (БСВВ), состоящая из двух модулей: постоянного, записанного в постоянной памяти, и модуля расширения в виде файла с именем IBMBIO.COM.
Базовый модуль ДОС (дисковой операционной системы) в виде файла с именем IBMDOS.COM или MSDOS.SYS.
Командный процессор в виде файла с именем COMMAND.COM, состоящий из двух частей: резидентной и транзитной.
Транзитные команды в виде файлов с расширением .COM
Базовая система ввода-вывода, базовый модуль ДОС, командный процессор составляют ядро операционной системы MS-DOS.
Рис. 9 Структура операционной системы
На рис.9 изображена структура операционной системы MS-DOS. Для хранения операционной системы MS-DOS обычно выделяется один гибкий диск и называется он системным. Небольшая часть гибкого диска емкостью примерно 40-60 Кбайт занята основными модулями (ядром): БСВВ, базовым модулем ДОС, командным процессором. Остальной объем диска предназначен для хранения транзитных команд, расширяющих возможности операционной системы.
Работа на персональном компьютере возможна только после загрузки в оперативную память с системного диска операционной системы MS-DOS.
Рис.10 Распределение пространства оперативной памяти
На рис.10 показано распределение пространства оперативной памяти после загрузки в нее MS-DOS. Примерно 40-60 Кбайт, начиная с младших адресов, будет постоянно занято ядром операционной системы. В области старших адресов расположится транзитная часть командного процессора. Приблизительно 420 Кбайт при общем объеме оперативной памяти 512 Кбайт отдано в распоряжение прикладных программ. Этот объем может быть немного увеличен за счет удаления из памяти транзитной части командного процессора.
Функции каждого модуля:
Блок начальной загрузки
Блок начальной загрузки всегда размещается на диске в первом секторе и занимает объем 512 байт. Назначение этой небольшой программы состоит в загрузке в оперативную память двух модулей – БСВВ и базового модуля ДОС. Если блок начальной загрузки не обнаружит этих модулей на диске, то он выдает об этом сообщение.
Базовая система ввода-вывода (БСВВ)
Основное назначение БСВВ состоит в организации взаимодействия программ с внешними устройствами с помощью специальных программ-драйверов. Драйвер должен учитывать специфику работы внешнего устройства. Поэтому каждому устройству соответствует свой драйвер.
Подключая новое внешнее устройство, следует помнить и о необходимости включения его драйвера в состав БСВВ.
Совокупность драйверов образует базовую систему ввода-вывода, тесно связанную с аппаратной частью. Получив сигнал о необходимости связи с внешним устройством, драйвер преобразует его в последовательность команд управления этим устройством. Например, после нажатия клавиши на клавиатуре соответствующий драйвер выполняет обработку сигнала, проверяет, нажималась ли управляющая клавиша, управляет работой при смене регистров клавиатуры. Подобные операции типичны для любой программы и никакого отношения к сути решаемой задачи не имеют. Это говорит о том, что драйверы выполняют только стандартные функции управления вводом-выводом.
В операционной системе MS-DOS БСВВ состоит из двух модулей: постоянного и модуля расширения.
Постоянный модуль БСВВ находится всегда в постоянной памяти и является частью аппаратных средств, так как записывается туда в процессе изготовления базового блока.
Основную часть постоянного модуля составляют драйверы типового состава внешних устройств: дисплея, клавиатуры, принтера, дисковода. Подключение драйверов происходит через систему прерываний, когда поступивший сигнал из аппаратуры или из программы прерывает текущую работу компьютера и передает управление драйверу запрашиваемого устройства. Каждая ситуация прерываний характеризуется кодом с 0 по 31 – это так называемый низший уровень прерывания. Существуют еще коды прерывания высшего уровня 32-63, которые обслуживают базовый модуль ДОС. Коду прерывания часто соответствует несколько выполняемых драйверами функций. Так, код прерывания 19 по управлению дисководом обеспечивает выполнение 18 функций, а код прерывания 22 по управлению клавиатурой позволяет реализовать 10 функций.
Таким образом, основной функцией постоянного модуля БСВВ является организация связи с внешними устройствами в момент появления кода прерывания.
Кроме того, постоянный модуль БСВВ осуществляет тестирование (проверку) аппаратуры в течение нескольких минут после включения компьютера, причем основное время тратится на тестирование оперативной памяти. При обнаружении ошибки выдаются сообщения и звуковой сигнал. При нормальном завершении тестирования БСВВ переходит к считыванию диска в оперативную память блока начальной загрузки.
Модуль расширения БСВВ придает гибкость операционной системе при обращении к внешним устройствам, а при необходимости и перекрывает функции постоянного модуля БСВВ. В отличие от постоянного модуля, где невозможны никакие изменения, здесь можно, используя файл CONFIG.SYS, легко провести модификацию параметров операционной системы и подключить новые внешние устройства за счет указания имен новых драйверов. Причем новые драйверы не забудьте предварительно разместить на диске.
Другой функцией модуля расширения является завершение загрузки операционной системы, а именно:
Передача управления базовому модулю ДОС для установки в оперативной памяти внутренних рабочих таблиц и инициирования векторов прерываний с номерами 32-39
Вектора прерывания – это таблица адресов в оперативной памяти, на которые передается управление при появлении сигнала прерывания.
Загрузка командного процессора с диска в оперативную память
Базовый модуль ДОС
Центральный частью операционной системы MS-DOS является базовый модуль ДОС, который обеспечивает работу файловой системы, организует подключение драйверов в соответствии с запросом, обслуживает прерывания верхнего уровня (32-63). Базовый модуль не зависит от аппаратной части, а связан только с драйверами. Обращение к нему производится либо из прикладной программы, либо из другого модуля MS-DOS – командного процессора.
Командный процессор, часто называемый процессором консольных команд, представляет собой обычный файл COMMAND.COM и располагается на системном диске в любом месте, выделенном под файлы. При загрузке командного процессора в оперативную память он разбивается на две части: резидентную и транзитную. Резидентная часть располагается вслед за базовым модулем ДОС. Транзитная часть размещается в конце области пользователя, а при нехватке объема оперативной памяти будет стерта и освободившаяся область будет отдана в распоряжение прикладной программы. После окончания работы прикладной программы резидентная часть командного процессора восстановит транзитную часть.
В состав резидентной части командного процессора входят: резидентные команды, программы модуля обработки прерывания с номерами 34-66, программа загрузки транзитной части командного процессора, программа инициализации для обработки файла автозапуска AUTOEXEC.BAT. Транзитная часть состоит из программы обработки команд с терминала или командных файлов. С ее помощью через базовый модуль ДОС и БСВВ программный файл считывается с диска, и управление передается этой программе.
Основная функция командного процессора заключается в загрузке и запуске программ.
При нормальном функционировании операционной системы командный процессор выдает на экран приглашение к работе, содержащее имя текущего дисковода, например А>. В ответ на это приглашение вы вводите имя программы или команды, а командный процессор расшифровывает символы введенного имени. Если окажется, что это резидентная команда, то он сразу приступает к ее выполнению. В случае транзитной команды или любой другой программы он загружает ее в оперативную память, подключая для этого два других модуля операционной системы: базовый модуль ДОС и БСВВ, и передает этой программе или команде управление. После окончания работы программы управление вновь возвращается командному процессору.