Операционные системы (Системное программное обеспечение)

8.4. Операционные системы (Системное программное обеспечение)

1. Структура ОЗУ ПЭВМ IBM PC/AT. Аппаратная поддержка ОЗУ ПЭВМ IBM PC/AT.

        Структура ОЗУ ПЭВМ PC /АТ:

        Основная память, (стандартная) (640 Кбт)

        Верхняя память (UMA) (резервная память) (интервал адресов выше 640 и до 1024 Кбт)

        Расширенная память (XMS) (адреса выше 1024 Кбт). В составе расширенной памяти имеется «высокая память» (HMA) – адресное пространство от 1024 до 1088 Кбт.

        Дополнительная память (EMS) – на отдельных микросхемах (устаревш). Доступ к дополнительной памяти – через окна в верхней памяти (UMB) с помощью специальных драйверов.

        Аппаратная поддержка ОЗУ: микросборки SIMM (70 pin), DIMM емкостью 1, 4, 8, 16, 32 Мбт.

2. Заполнение ОЗУ ПЭВМ при загрузке  MS DOS.

        первые 1024 байта ОЗУ – таблица векторов прерываний DOS

        следом – область данных BIOS

        следом – область данных DOS

        следом – модуль системы ввода-вывода IOS.SYS

        следом – модуль MSDOS.SYS

        следом – резидентная часть COMMAND.COM

        следом – драйвера, записанные в CONFIG.SYS

        следом – драйвера, записанные вAUTOEXEC.BAT

        в верхних адресах ОЗУ загружается транзитная часть COMMAND.COM

3. Механизм управления ОЗУ в MS DOS

        ОЗУ в MSDOS управляется с помощью Memory Control Block-ов (MCB), имеющих длину 16 байт. Первый MCB блок  расположен по адресу, указанному в первом слове векторной таблицы области данных DOS (не путать с таблицей векторов прерываний). При выделении памяти ОС формирует  МСВ, в котором  в первом байте указывается код M (-если это не последний блок) или код Z  (-если это последний блок),  код принадлежности блока, длина блока в параграфах. Выделение, освобождение и изменение размеров блоков памяти в DOS производится с помощью стандартных функций BIOS. При запуске каждого приложения DOS формирует два MSB – один под среду приложения, которая копируется в область блока из autoexec.bat, второй – под код самого приложения.

4. СПО управления ОЗУ ПЭВМ в MS DOS.

Без применения спец. сред-в доступна только базовая память ПК. Если на ПК с МП 80286 или выше имеются области памяти с адр. 1024-1088Кб и выше 1088Кб,то можно использовать соответ-но высокую и дополн. память. Это позволяет др-р MS-DOS HIMEM.SYS. Если ПК 80386 и выше, то др-р EMM386.EXE позволяет исп-ть блоки верхней памяти, а также конфигурировать часть дополнительной как расш-ю.Драйвер HIMEM.SYS обеспечивает зависимый от аппаратной реализ. интерфейс для др-х программ и драйвер (EMM386, SMARTDRV), кот-е использ. дополнит. память с адр. выше 1М. Др-р позволяет выгружать данные и прогр. в область высшей памяти(HMA), а также исп-ть некот-ю часть на платах расширения памяти(системы EMS) как дополн-ую.   Оптимизировать использование ОЗУ можно приложением MEMMAKER. Оптимизация памяти произ-ся только на ПК 80386 и 80486-х и при наличии дополнит. памяти.Оптимиз-я сводится к перемещению в старшие области памяти др-ов и резед-х прогр-м.

5. Исполняемые файлы в MS DOS: структура и порядок загрузки.

В MS DOS  сущ-ет два типа исполняемых файлов: СОМ и ЕХЕ. Основное их различие в том, что файлы типа СОМ имеют простой быстрозагружаемый формат, тогда как файлы ЕХЕ более сложны для загрузки в память. Файлы типа СОМ часто называют файлами “загрузочного” модуля. Это означает, что на диске хранится точный образ пр-мы, загружаемой и исполняемой в оперативной памяти компьютера. Файлы типа ЕХЕ требуют некоторой подготовки. Суть ее состоит в выяснении адреса оперативной памяти, начиная с которого располагается пр-ма. В отличии от файлов типа ЕХЕ пр-мы типа СОМ могут  автоматически самонастраиваться, чтобы приспособиться к тому, куда она окажется помещенной в памяти. Исп-я сегментные регистры и соглашения о связях, пр-мы типа СОМ не нуждаются в приспосабливании к тому месту, где они находятся в памяти. При загрузке СОМ пр-м DOS выполняет только два действия: создает префикс сегмента программы (PSP) и устанавливает регистры сегментов. При загрузке пр-ам формата ЕХЕ, DOS, кроме создания PSP, выполняет подготовку программы к выполнению. Основной частью этой подготовки является определение адреса памяти, начиная с которого пр-ма загружается, установка начала стека для пр-мы и т.д. Для того, чтобы это сделать, в файлы формата ЕХЕ на этапе компоновки (преобразования из OBJ в ЕХЕ) включается таблица, в которой отмечено, какие части пр-мы должны быть изменены и как это должно быть сделано. Таб-ца создается в виде 512-байтовой записи.

    СОМ файл - двоичный образ кода и данных пр-мы. Такой файл должен занимать менее 64К и не содержит перемещенных адресов сегментов. Файл ЕХЕ формата содержит специальный заголовок, при помощи которого загрузчик выполняет настройку ссылок на сегменты в загружаемом модуле.