Структура МS-DOS.

До складу DOS входять наступні структурні компоненти:

1) базова система введення-виведення (BIOS);

2) системний завантажувач (SB –System Bootstrap);

3) модуль розширення (МР) BIOS;

4) зовнішні (встановлювані) драйвери пристроїв;

5) базовий модуль (БМ) DOS;

6) командний процесор (КП), або інтерпретатор команд;

7) утиліти DOS.

Базова система введення-виведення виконує всі дії, пов’язані із здійсненням операцій введення-виведення на зовнішні пристрої: нагромаджувачі на магнітних дисках, монітор, клавіатура тощо. Одна частина базової системи введення-виведення знаходиться на диску під іменем IO.SYS і називається модулем розширення BIOS. Модуль розширення забезпечує можливість підключення додаткових драйверів. Друга частина – знаходиться в постійній пам’яті комп’ютера для тестування оперативної пам’яті і пристроїв комп’ютера після увімкнення.

Завантажувач операційної системи завантажує MS DOS в оперативну пам’ять. Це коротка програма, яка знаходиться на будь-якій дискеті і в постійній пам’яті.

Командний процесор COMMAND.COM керує роботою DOS та виконує внутрішні команди DOS.

Драйвери забезпечують роботу із зовнішніми пристроями: клавіатурою, монітором, мишею, принтером, аудіо-картою, CD, тощо.

Утиліти виконують допоміжні роботи по форматуванню дискет, копіюванню і перевірці інформації.

Інші частини DOS, за винятком зовнішніх драйверів і утиліт, повинні знаходитись на системному диску у спеціальних областях і файлах. Зовнішні драйвери і утиліти тільки доповнюють DOS, принципово не впливаючи на її працездатність. Конкретний їх набір визначається користувачем, у залежності від його потреб, а також конфігурації устаткування.

Для того щоб на ПЕОМ можна було працювати, необхідно попередньо виконати завантаження DOS із системного диска в ОЗП і передати на неї керування (див. розділ “Завантаження DOS”).

BIOS містить:

1) драйвери стандартних периферійних пристроїв;

2) тестові програми для контролю працездатності устаткування;

3) програму початкового завантаження;

Драйвери саме і вирішують основну задачу BIOS.

Драйвером називається програма, що обслуговує ті або інші периферійні пристрої.

Програма обслуговування пристрою знаходиться в самому тісному зв'язку з апаратною частиною. Ця програма повинна "знати" особисті характеристики пристрою, що обслуговується нею, і повинна бути здатна реагувати на стани пристрою, що змінюються.

Драйвер виконує наступні функції:

- приймає запити на звертання до периферійні пристрої;

- перетворює запити в команди керування пристроєм з урахуванням усіх деталей його конструкції й особливостей роботи в реальному часі;

- обробляє переривання від обслуговуючого периферійного пристрою.

Отже, драйвер є проміжною ланкою (посередником) між програмами, що звертаються до периферійного пристрою, і самим периферійним пристроєм.

Програма початкового завантаження не прив'язана до конкретної ОС і забезпечує завантаження в ОЗП, а також запуск SB з визначеної області системного диска. З цієї причини вона називається первинним завантажником.

SB є вторинним завантажником, що приймає участь у завантаженні DOS. Він залежить від тієї ОС, яку повинний завантажувати. Дворівнева організація завантаження додає гнучкості системі, спрощуючи її модифікацію. Більш того, інша організація завантаження просто неможлива, тому що первинний завантажник пов‘язаний з ПЗП і не в змозі врахувати особливості завантаження всіх існуючих, а тим більше не створених ОС.

МР BIOS є надбудовою на BIOS. У його задачі входять:

1) організація інтерфейсу з BIOS;

2) логічна заміна драйверів, що зберігаються в BIOS;

3) підключення (якщо потрібно) нових драйверів.

Драйвери можуть знаходитися як усередині МР BIOS, так і поза ним, тобто зберігатися в окремих файлах. У першому випадку вони називаються внутрішніми (основними), а в другому - зовнішніми (встановлюваними). Вказівки на підключення зовнішніх драйверів повинні утримуватися у файлі конфігурації CONFIG.SYS. У цьому ж файлі спеціальними командами вказуються параметри системи, що використовуються при завантаженні для її конфігурування (настроювання).

BIOS, МР BIOS і підключені зовнішні драйвери складають єдину підсистему, що називають системою введення-виведення. Така назва цілком відповідає виконуваним нею функціям, тому що основною задачею цієї системи є організація обміну інформацією з периферійними пристроями.

Система введення-виведення в загальному випадку містить наступні драйвери, частина з яких є обов'язковою, а інша - факультативною:

- драйвери нагромаджувачів на гнучких і твердих дисках;

- драйвери (звичайного і розширеного) дисплея і клавіатури;

- драйвер принтера;

- драйвери адаптерів інтерфейсів;

- драйвер фіктивного пристрою (висновок у цей пристрій сприймається, але дані відкидаються, а при спробі введення негайно орієнтується кінець файлу);

- драйвер годинника;

- драйвер віртуального диска;

- драйвер маніпулятора "миша";

- драйвер відображуваної пам'яті;

- драйвер розширеної пам'яті;

- драйвери верхньої пам'яті.

Система введення-виведення є машино-залежною частиною DOS.

БМ DOS - це центральний її компонент, що реалізує основні функції по керуванню всіма ресурсами ПЕОМ і виконуваними програмами. Керування периферійні пристрої здійснюється на більш високому, ніж за допомогою драйверів, рівні шляхом організації звертання до останнього. Саме тут забезпечується функціонування файлової системи.

Система введення-виведення і БМ DOS у процесі роботи системи знаходяться в ОЗП резидентно (постійно).

У той час як BIOS, МР BIOS і БМ DOS керують ресурсами ПЕОМ, командний процесор (КП) відповідає за підтримку користувацького інтерфейсу DOS.

КП вирішує наступні задачі:

- сприймає команди DOS, що вводяться користувачем із клавіатури;

- виконує частину з них, що називаються внутрішніми;

- завантажує програми в ОЗП для виконання;

- обробляє переривання 22h (завершення задачі), 23h (реакція на одночасне натискання клавіш Ctrl і Break) і 24h (реакція на критичну помилку), доповнюючи БМ DOS.

Сутність переривання полягає в тому, що поточний процес може бути зупинений на визначений час за допомогою сигналу, що вказує на виникнення ситуації, що вимагає негайної обробки.

Якщо на системному диску знаходиться командний файл AUTOEXEC.BAT, названий файлом автозапуску, то при завантаженні DOS КП організує його інтерпретацію. У даний файл включають команди DOS, які потрібно регулярно видавати користувачеві після запуску системи (наприклад, для установки дати і часу), щоб звільнити його від виконання рутинних операцій.

Очевидно, що КП виконує в основному роль оболонки. DOS надає можливість заміни КП при своєму завантаженні на будь-яку іншу оболонку, що веде до економії оперативної пам'яті. Дійсно, якщо Ви користуєтеся якоюсь оболонкою, то Вам КП може і не знадобитися. В такому випадку він лише займає місце у пам'яті. Однак така організація системи використовується рідко.

КП складається з наступних модулів:

1) резидентного модуля, що постійно зберігається після запуску DOS в ОЗП і коду, що включає, підзагрузку транзитної частини КП;

2) модуля ініціалізації, виконуваний при завантаженні DOS, який затирається потім виконуваними програмами;

3) транзитного (не резидентного) модуля, що в ОЗП може перекриватися виконуваними програмами, а потім відновлюватися шляхом зчитування з диска; цей модуль містить інтерпретатор (виконавець) внутрішніх команд DOS і завантажник програм в ОЗП для виконання.

Внутрішні команди є найбільш уживаними командами DOS, вони резидентні і досить швидко виконуються.

Утиліти DOS забезпечують виконання зовнішніх команд DOS. Вони названі зовнішніми тому, що реалізуються окремими програмами, а не КП. Зовнішні команди доповнюють користувацький інтерфейс DOS.

БМ DOS, КП і утиліти DOS складають її машинно-незалежну частину.

На малюнку схематично представлена структура DOS з обліком викладеного. SB не показаний, тому що він при роботі ОС не використовується. Взаємодіючі між собою модулі на даному малюнку стикаються. Таким чином, DOS має модульну структуру, що полегшує її модифікацію, вона відкрита для нарощування можливостей. Основним механізмом функціонування DOS є система переривань.