操作系统:第8章.ppt
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1、第第8章章 实例分析:实例分析:MS-DOS操作系统操作系统MS-DOSMS-DOS是是是是MicrosoftMicrosoft公公公公司司司司为为为为IBM IBM PC PC 系系系系列列列列微微微微机机机机研研研研制制制制的的的的一一一一个个个个单单单单用用用用户户户户、单单单单任任任任务务务务的的的的磁磁磁磁盘盘盘盘操操操操作作作作系系系系统统统统。19811981年年年年8 8月月月月,MS-DOS MS-DOS 1.01.0版版版版诞诞诞诞生生生生。它它它它占占占占据据据据当当当当时时时时机机机机器器器器6464KBKB内内内内存存存存中中中中的的的的1212KBKB,支支支支持持
2、持持5.255.25英英英英寸寸寸寸软软软软盘盘盘盘。随随随随着着着着时时时时间间间间的的的的推推推推移移移移,MS-MS-DOSDOS不不不不断断断断地地地地更更更更新新新新版版版版本本本本,19831983年年年年3 3月月月月,推推推推出出出出MS-DOS MS-DOS 2.02.0版版版版,19841984年年年年8 8月月月月,推推推推出出出出MS-DOS MS-DOS 3.03.0版版版版。MS-DOS MS-DOS 3.03.0版版版版有有有有很很很很多多多多的的的的改改改改进进进进版版版版,比比比比如如如如3.13.1、3.23.2、3.33.3等等等等。19881988年年年
3、年7 7月月月月,MS-DOS MS-DOS 4.04.0版版版版出出出出现现现现。19911991年年年年4 4月月月月发发发发布布布布了了了了MS-DOS MS-DOS 5.05.0版版版版。目前,可见目前,可见目前,可见目前,可见MS-DOS MS-DOS 的最高版本为的最高版本为的最高版本为的最高版本为7.7.X X。退出退出退出退出正是由于正是由于正是由于正是由于MS-DOSMS-DOS随时根据市场的需求被不断地完随时根据市场的需求被不断地完随时根据市场的需求被不断地完随时根据市场的需求被不断地完善,才使它具有如此顽强的生命力,才能够获得如此善,才使它具有如此顽强的生命力,才能够获得
4、如此善,才使它具有如此顽强的生命力,才能够获得如此善,才使它具有如此顽强的生命力,才能够获得如此广泛的普及与应用。广泛的普及与应用。广泛的普及与应用。广泛的普及与应用。19951995年年年年8 8月,月,月,月,MicrosoftMicrosoft公司推出了公司推出了公司推出了公司推出了窗口操作系统窗口操作系统窗口操作系统窗口操作系统Windows 95Windows 95。由于它精美的外观、菜单由于它精美的外观、菜单由于它精美的外观、菜单由于它精美的外观、菜单式操作以及友好的界面,从而对式操作以及友好的界面,从而对式操作以及友好的界面,从而对式操作以及友好的界面,从而对MS-DOSMS-D
5、OS产生了极大产生了极大产生了极大产生了极大地冲击。但是,地冲击。但是,地冲击。但是,地冲击。但是,MS-DOSMS-DOS的实现原理、设计技术和方的实现原理、设计技术和方的实现原理、设计技术和方的实现原理、设计技术和方法,仍然可以给予人们很多的启迪和借鉴。法,仍然可以给予人们很多的启迪和借鉴。法,仍然可以给予人们很多的启迪和借鉴。法,仍然可以给予人们很多的启迪和借鉴。本章着重讲述四个方面的内容:本章着重讲述四个方面的内容:本章着重讲述四个方面的内容:本章着重讲述四个方面的内容:(1 1)MS-DOSMS-DOS的进程控制块的进程控制块的进程控制块的进程控制块程序段前缀与环程序段前缀与环程序段
6、前缀与环程序段前缀与环境块;境块;境块;境块;(2 2)MS-DOSMS-DOS对常规内存的管理以及地址的对常规内存的管理以及地址的对常规内存的管理以及地址的对常规内存的管理以及地址的“分分分分段段段段”表示法;表示法;表示法;表示法;(3 3)MS-DOSMS-DOS的文件分配表和树型目录结构;的文件分配表和树型目录结构;的文件分配表和树型目录结构;的文件分配表和树型目录结构;(4 4)MS-DOSMS-DOS的设备头链以及对块设备、字符设的设备头链以及对块设备、字符设的设备头链以及对块设备、字符设的设备头链以及对块设备、字符设备的不同管理方法。备的不同管理方法。备的不同管理方法。备的不同管
7、理方法。8.1 MS-DOS的处理机管理的处理机管理8.2 MS-DOS的存储管理的存储管理8.3 MS-DOS的文件管理的文件管理8.4 MS-DOS的设备管理的设备管理8.1 MS-DOS的处理机管理的处理机管理8.1.18.1.18.1.18.1.1MS-DOSMS-DOSMS-DOSMS-DOS的基本组成的基本组成的基本组成的基本组成MS-DOSMS-DOS采采采采用用用用的的的的是是是是层层层层次次次次模模模模块块块块结结结结构构构构,由由由由一一一一个个个个引引引引导导导导程程程程序序序序和和和和三三三三个个个个程程程程序序序序模模模模块块块块组组组组成成成成,如如如如图图图图8-
8、18-1所所所所示示示示。各各各各部部部部分分分分的的的的功功功功能能能能如如如如下:下:下:下:BOOTBOOT(引导程序):引导程序引导程序):引导程序引导程序):引导程序引导程序):引导程序BOOTBOOT是在磁盘是在磁盘是在磁盘是在磁盘初始化时,由格式化命令初始化时,由格式化命令初始化时,由格式化命令初始化时,由格式化命令FORMATFORMAT写在软盘的第写在软盘的第写在软盘的第写在软盘的第0 0扇扇扇扇区或硬盘的主引导扇区上的。它是一个极短的程序,区或硬盘的主引导扇区上的。它是一个极短的程序,区或硬盘的主引导扇区上的。它是一个极短的程序,区或硬盘的主引导扇区上的。它是一个极短的程序
9、,主要的任务是检查哪个磁盘驱动器为主要的任务是检查哪个磁盘驱动器为主要的任务是检查哪个磁盘驱动器为主要的任务是检查哪个磁盘驱动器为DOSDOS的系统盘,的系统盘,的系统盘,的系统盘,然后再检查系统盘根目录下的头两个文件是否是然后再检查系统盘根目录下的头两个文件是否是然后再检查系统盘根目录下的头两个文件是否是然后再检查系统盘根目录下的头两个文件是否是IO.SYSIO.SYS和和和和MSDOS.SYSMSDOS.SYS。如果为真,则把如果为真,则把如果为真,则把如果为真,则把IO.SYSIO.SYS文件文件文件文件读入内存,从而完成引导任务。可见,读入内存,从而完成引导任务。可见,读入内存,从而完
10、成引导任务。可见,读入内存,从而完成引导任务。可见,DOSDOS的引导程的引导程的引导程的引导程序只在系统启动时起作用。序只在系统启动时起作用。序只在系统启动时起作用。序只在系统启动时起作用。IO.SYSIO.SYS及及及及ROM-BIOSROM-BIOS:这是这是这是这是MS-DOSMS-DOS的输入的输入的输入的输入/输输输输出管理模块。它由两部分构成:在系统盘上的出管理模块。它由两部分构成:在系统盘上的出管理模块。它由两部分构成:在系统盘上的出管理模块。它由两部分构成:在系统盘上的IO.SYSIO.SYS,是进行输入是进行输入是进行输入是进行输入/输出的接口模块;固化在输出的接口模块;固
11、化在输出的接口模块;固化在输出的接口模块;固化在ROMROM中的中的中的中的ROM-BIOSROM-BIOS,是一个具体的设备驱动程序。是一个具体的设备驱动程序。是一个具体的设备驱动程序。是一个具体的设备驱动程序。在在在在DOSDOS系统初启时,由引导程序负责将系统初启时,由引导程序负责将系统初启时,由引导程序负责将系统初启时,由引导程序负责将IO.SYSIO.SYS装装装装入内存,引导任务结束,转而执行入内存,引导任务结束,转而执行入内存,引导任务结束,转而执行入内存,引导任务结束,转而执行IO.SYSIO.SYS中的系统初中的系统初中的系统初中的系统初始化程序。该程序负责调入始化程序。该程
12、序负责调入始化程序。该程序负责调入始化程序。该程序负责调入MSDOS.SYSMSDOS.SYS;负责解释负责解释负责解释负责解释DOSDOS系统的配置文件(系统的配置文件(系统的配置文件(系统的配置文件(CONFIG.SYSCONFIG.SYS),),),),设置系统的设置系统的设置系统的设置系统的运行环境;负责装入运行环境;负责装入运行环境;负责装入运行环境;负责装入COMMAND.COMCOMMAND.COM模块。模块。模块。模块。在系统运行过程中,接到输入在系统运行过程中,接到输入在系统运行过程中,接到输入在系统运行过程中,接到输入/输出请求后,先由输出请求后,先由输出请求后,先由输出请
13、求后,先由IO.SYSIO.SYS对命令加以解释,转换成有关的设备控制命令。对命令加以解释,转换成有关的设备控制命令。对命令加以解释,转换成有关的设备控制命令。对命令加以解释,转换成有关的设备控制命令。然后再与然后再与然后再与然后再与ROM-BIOSROM-BIOS中具体的设备驱动程序发生关联,中具体的设备驱动程序发生关联,中具体的设备驱动程序发生关联,中具体的设备驱动程序发生关联,进而完成用户所要求的输入进而完成用户所要求的输入进而完成用户所要求的输入进而完成用户所要求的输入/输出任务。输出任务。输出任务。输出任务。MSDOS.SYSMSDOS.SYS:这是这是这是这是DOSDOS内核,一方
14、面实施对内核,一方面实施对内核,一方面实施对内核,一方面实施对DOSDOS磁盘文件的操作管理,另一方面还管理内存、外磁盘文件的操作管理,另一方面还管理内存、外磁盘文件的操作管理,另一方面还管理内存、外磁盘文件的操作管理,另一方面还管理内存、外部设备以及其他系统资源,并为用户使用部设备以及其他系统资源,并为用户使用部设备以及其他系统资源,并为用户使用部设备以及其他系统资源,并为用户使用DOSDOS系统和系统和系统和系统和这些资源提供诸多的系统调用。这些资源提供诸多的系统调用。这些资源提供诸多的系统调用。这些资源提供诸多的系统调用。COMMAND.COMCOMMAND.COM:这是命令处理程序模块
15、,这是命令处理程序模块,这是命令处理程序模块,这是命令处理程序模块,是是是是MS-DOSMS-DOS操作系统与用户之间的接口。它接收用户操作系统与用户之间的接口。它接收用户操作系统与用户之间的接口。它接收用户操作系统与用户之间的接口。它接收用户输入的各种输入的各种输入的各种输入的各种DOSDOS命令,解释后加以执行。它将负责设命令,解释后加以执行。它将负责设命令,解释后加以执行。它将负责设命令,解释后加以执行。它将负责设置置置置DOSDOS的有关中断向量;负责检查启动时有无的有关中断向量;负责检查启动时有无的有关中断向量;负责检查启动时有无的有关中断向量;负责检查启动时有无DOSDOS的的的的
16、自动执行批处理文件(自动执行批处理文件(自动执行批处理文件(自动执行批处理文件(AUTOEXEC.BATAUTOEXEC.BAT)。)。)。)。若有,若有,若有,若有,则调入执行;然后处于等待用户输入的状态。则调入执行;然后处于等待用户输入的状态。则调入执行;然后处于等待用户输入的状态。则调入执行;然后处于等待用户输入的状态。COMMAND.COMCOMMAND.COM在内存由两部分组成:一是在内存由两部分组成:一是在内存由两部分组成:一是在内存由两部分组成:一是COMMAND.COMCOMMAND.COM的暂驻内存模块(的暂驻内存模块(的暂驻内存模块(的暂驻内存模块(CCPTCCPT),),
17、),),一是一是一是一是COMMAND.COMCOMMAND.COM的常驻内存模块(的常驻内存模块(的常驻内存模块(的常驻内存模块(CCPRCCPR)。)。)。)。它们它们它们它们分散存放在不同的区域中,如图分散存放在不同的区域中,如图分散存放在不同的区域中,如图分散存放在不同的区域中,如图8-28-2所示。所示。所示。所示。COMMAND.COMCOMMAND.COM的暂驻内存模块(的暂驻内存模块(的暂驻内存模块(的暂驻内存模块(CCPTCCPT)定定定定位在内存储器(位在内存储器(位在内存储器(位在内存储器(640640KBKB)的最高端,这个区域实际上的最高端,这个区域实际上的最高端,这
18、个区域实际上的最高端,这个区域实际上是整个内存中的可用存储空间,即可以分配给用户程是整个内存中的可用存储空间,即可以分配给用户程是整个内存中的可用存储空间,即可以分配给用户程是整个内存中的可用存储空间,即可以分配给用户程序使用的空间。因此,如果用户程序很大,就有可能序使用的空间。因此,如果用户程序很大,就有可能序使用的空间。因此,如果用户程序很大,就有可能序使用的空间。因此,如果用户程序很大,就有可能将其覆盖掉。正因为这个原因,才把它称为将其覆盖掉。正因为这个原因,才把它称为将其覆盖掉。正因为这个原因,才把它称为将其覆盖掉。正因为这个原因,才把它称为“暂驻内暂驻内暂驻内暂驻内存模块存模块存模块
19、存模块”。它。它。它。它 的内容是:命令接收及解释程序、内的内容是:命令接收及解释程序、内的内容是:命令接收及解释程序、内的内容是:命令接收及解释程序、内部命令程序、批命令处理程序以及外部命令装入程序部命令程序、批命令处理程序以及外部命令装入程序部命令程序、批命令处理程序以及外部命令装入程序部命令程序、批命令处理程序以及外部命令装入程序四个部分。从其组成可以看出,该模块负责接收并解四个部分。从其组成可以看出,该模块负责接收并解四个部分。从其组成可以看出,该模块负责接收并解四个部分。从其组成可以看出,该模块负责接收并解释用户通过键盘键入的命令。如果是内部命令,则立释用户通过键盘键入的命令。如果是
20、内部命令,则立释用户通过键盘键入的命令。如果是内部命令,则立释用户通过键盘键入的命令。如果是内部命令,则立即从此模块中调用相应的程序执行(即从此模块中调用相应的程序执行(即从此模块中调用相应的程序执行(即从此模块中调用相应的程序执行(DOSDOS把常用的命把常用的命把常用的命把常用的命令称为内部命令);若是外令称为内部命令);若是外令称为内部命令);若是外令称为内部命令);若是外 部命令(部命令(部命令(部命令(DOSDOS把不常用把不常用把不常用把不常用的命令称为外部命令),则通过的命令称为外部命令),则通过的命令称为外部命令),则通过的命令称为外部命令),则通过INT 21HINT 21H
21、中断处理程中断处理程中断处理程中断处理程序,将外部命令调入并执行。序,将外部命令调入并执行。序,将外部命令调入并执行。序,将外部命令调入并执行。COMMAND.COMCOMMAND.COM的的的的常常常常驻驻驻驻内内内内存存存存模模模模块块块块(CCPRCCPR)与与与与暂暂暂暂驻驻驻驻内内内内存存存存模模模模块块块块隔隔隔隔着着着着可可可可用用用用存存存存储储储储空空空空间间间间相相相相对对对对而而而而放放放放。该该该该模模模模块块块块很很很很小小小小,主主主主要要要要就就就就是是是是一一一一个个个个检检检检查查查查并并并并重重重重新新新新安安安安装装装装暂暂暂暂驻驻驻驻模模模模块块块块的的
22、的的程程程程序序序序。DOSDOS内内内内部部部部是是是是这这这这样样样样设设设设计计计计的的的的:总总总总是是是是让让让让用用用用户户户户程程程程序序序序执执执执行行行行完完完完毕毕毕毕后后后后返返返返回回回回到到到到CCPRCCPR。于于于于是是是是只只只只要要要要用用用用户户户户程程程程序序序序执执执执行行行行完完完完,CCPRCCPR就就就就会会会会立立立立即即即即投投投投入入入入运运运运行行行行。它它它它检检检检查查查查CCPTCCPT是是是是否否否否被被被被用用用用户户户户程程程程序序序序覆覆覆覆盖盖盖盖,如如如如果果果果被被被被覆覆覆覆盖盖盖盖,则则则则启启启启动动动动重重重重新
23、新新新安安安安装装装装程程程程序序序序,将将将将CCPTCCPT从从从从它它它它所所所所在在在在的的的的系统盘区调入到它所在的内存高端区域中。系统盘区调入到它所在的内存高端区域中。系统盘区调入到它所在的内存高端区域中。系统盘区调入到它所在的内存高端区域中。DOSDOS把它的把它的把它的把它的COMMAND.COMCOMMAND.COM模块分成两个部分,模块分成两个部分,模块分成两个部分,模块分成两个部分,各占一个存储区:一个常驻,一个暂驻。存储区域虽各占一个存储区:一个常驻,一个暂驻。存储区域虽各占一个存储区:一个常驻,一个暂驻。存储区域虽各占一个存储区:一个常驻,一个暂驻。存储区域虽然分隔两
24、处,却是然分隔两处,却是然分隔两处,却是然分隔两处,却是DOSDOS完成命令处理的不可分割的整完成命令处理的不可分割的整完成命令处理的不可分割的整完成命令处理的不可分割的整体,暂驻模块完成命令处理的主体工作,常驻模块确体,暂驻模块完成命令处理的主体工作,常驻模块确体,暂驻模块完成命令处理的主体工作,常驻模块确体,暂驻模块完成命令处理的主体工作,常驻模块确保系统的正常运行。保系统的正常运行。保系统的正常运行。保系统的正常运行。DOSDOS之所以这样精心地安排之所以这样精心地安排之所以这样精心地安排之所以这样精心地安排COMMAND.COMCOMMAND.COM,主要是为了给用户提供尽可能大主要是
25、为了给用户提供尽可能大主要是为了给用户提供尽可能大主要是为了给用户提供尽可能大的存储空间,提高整个内存储器的利用率。的存储空间,提高整个内存储器的利用率。的存储空间,提高整个内存储器的利用率。的存储空间,提高整个内存储器的利用率。MS-DOSMS-DOS的三大模块(的三大模块(的三大模块(的三大模块(IO.SYSIO.SYS、MSDOS.SYSMSDOS.SYS、COMMAN.COMCOMMAN.COM)形成了一个层次结构:命令处理程形成了一个层次结构:命令处理程形成了一个层次结构:命令处理程形成了一个层次结构:命令处理程序(序(序(序(COMMAN.COMCOMMAN.COM)是人是人是人是
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