Техника - молодёжи 1996-02, страница 18

^Е =22 ДУША НАРАСПАШКУ

ряющей бренную человеческую плоть, подвергается сомнению, то утверждение программистов о наличии души у компьютера абсолютно бесспорно. Микросхемы, резисторы и конденсаторы, которыми щедро напичкали ваш системный блок роботы-сборщики, сами по себе просто мертвые "железки". "Оживляет" электронную вычислительную машину — от скромной "персоналки" до мощного суперкомпьютера — операционная система, сокращенно ОС. Она-то и является душой ЭВМ. Конечно, это не метафизическое нечто, а вполне реальная последовательность команд и данных. После подачи питания именно ОС застав-

трудиться. В простых бытовых микроЭВМ операционная система загружает из ПЗУ в ОЗУ встроенный транслятор языка программирования — как правило, одного из диалектов Бейсика; в более сложных машинах небольшая часть ОС, размещаемая в ПЗУ, обеспечивает загрузку остальной системы с флоппи-диска или винчестера. Такая операцион-

том числе и в компьютерах IBM, называется DOS (Disk Operating System). Соответственно в русской транскрипции — ДОС (Дисковая Операционная Система).

В качестве примера рассмотрим популярнейшую дисковую ОС — MS-DOS фирмы Microsoft. Она состоит из двух основных компонентов — базовой системы ввода-вывода (BIOS), обеспечивающей управление периферийным оборудованием компьютера, и ядра DOS, в функции которого входит организация всего вычислительного процесса: запуск и завершение программ, управление памятью, обслуживание файловой системы, обработка ошибок и т.д. .

Рядовой пользователь ЭВМ в лучшем случае знает, что DOS нужна для выполнения различных прикладных программ, запуска системных утилит, баз данных, текстовых и графических редакторов. "Продвинутому" пользователю известно, что применяемая им система оснащена драйверами устройств — специальными программами, которые управляют аппаратными средствами компьютера (driver — по-английски "водитель"), причем драйверы бывают встроенные и загружаемые. Программа BIOS, частично размещаемая в ПЗУ компьютера, а частично - в файле IO.SYS, как раз и включает в себя набор резидентных драйверов основных периферийных устройств компьютера, таких, как магнитные диски, клавиатура, видеомонитор, принтер, последовательный порт, часы. Базовая система ввода-вывода, обеспечивая управление аппаратурой на самом низком, "физическом", уровне путем обращения к портам, регистрам и аппаратным буферам, является аппаратно-зависимой, поэтому микросхемы BIOS разных модификаций машин типа IBM PC AT могут отличаться друг от друга. (Внешние, загружаемые драйверы делятся на две группы — те, что входят в набор поставки ОС, и те, что разрабатываются сторонними производителями для подключения конкретных моделей различных устройств, скажем, ручных манипуляторов, сканеров, модемов, приводов CD-ROM и прочих. Количество первых — ограничено; вторым - поистине "несть числа". ДОС открыта для расширения: драйверов, в том числе написанных вами самостоятельно, можно подключить столько, на сколько хватит ресурсов системы, то есть свободных блоков ОЗУ, аппаратных прерываний, портов и каналов прямого доступа к памяти. У IBM-совмести

мых компьютеров поистине "душа нараспашку",)

Программы ядра DOS, размещаемые в файле MSDOS.SYS, образуют более высокий уровень управления компьютером. Так, если для записи данных на диск непосредственно через BIOS требуется задать номера головки, цилиндра и сектора на конкретном дисководе, то при обращении к ядру DOS достаточно указать спецификацию файла. Программы обслуживания файловой системы DOS проанализируют содержимое диска, определят местонахождение требуемого файла и поставят ряд запросов к BIOS на выполнение операций записи. Таким образом, ядро DOS располагается в иерархии системы между драйверами BIOS и программой пользователя, упрощая программные обращения к аппаратуре. С другой стороны, программы DOS обеспечивают ряд функций, не имеющих прямого отношения к аппаратуре, например, динамическое выде-

служивание векторов прерываний и многое другое.

Одно из основных достоинств, обеспечивших широчайшее распостранение персональных компьютеров семейства IBM PC, — возможность все ранее написанные для них программы запускать на ЭВМ, оснащенных процессорами следующего поколения. Пользователю не приходится после покупки нового или модернизации старого компьютера об-

ренной памяти типа HIMEM.SYS, появившихся в составе MS-DOS 5.0. Эти драйверы резервировали всю расширенную память компьютера и выделяли ее участками другим программам, разрешали помещать в блоки расширенной памяти программы и запускать их, управляли областью высокой памяти НМА (High Memory Area), а также позволили работать с блоками верхней памяти - UMB (Upper Memory Blocks).

Не удовлетворял пользователей и способ взаимодействия с DOS. Изначально программисты заложили единственную возможность отдавать команды операционной системе — через командную строку. Это было весьма неудобно, почему со временем и появились специальные "надстройки" над ДОС, которые взяли на себя общение на низком уровне с системой, а пользователю позволили (с максимально возможным для текстового режима комфортом) работать с файлами и каталогами, общаясь с ОС на высоком уровне.

Большую популярность приобрела оболочка DOS, известная под именем Norton Commander. Эта неприхотливая программа может быть запущена на компьютере любой конфигурации, она не слишком требовательна к ресурсам и быстродействию машины. Norton оказался хорошим подспорьем для рядового пользователя и уже в течение нескольких лет занимает лидирующее положение

В среде Windows могут одновременно работать как ее "родные" приложения, так и программы DOS —

но^вывести на экран Norton Commander и File Manager. Если только это кому-нибудь нужно.

среди программ своего класса.

С внедрением 386-х (а затем и 486-х) процессоров появилась возможность запускать на одном ПК одновременно несколько программ: возросшие ресурсы компьютера позволяли это сделать. Из попыток реализовать многозадачную среду наиболее удачной, на мой взгляд, была разработка программы DeskView. Конечно, скорость выполнения отдельной задачи заметно падала, к тому же возникали проблемы с распределением памяти, программы то и дело конфликтовали друг с дружкой из-за видеопамяти, пытались записать что-нибудь в экран к соседу; модем, работающий в фоновом режиме, иногда терял несущую или часть перекачиваемых данных, и все же, несмотря на ряд недостатков, среда DeskView позволяла делать многое.

Но конкуренты пошли дальше. Для сторонников платформы IBM живым укором и предметом тщательно скрываемой зависти была до некоторых пор операционная система ПК Apple Macintosh, изначально ориентированная на простой и наглядный графический интерфейс. Microsoft приняла вызов — на сцену

да создавались, а вернее,устанавливались де-факто существующие стандарты. DOS критикуют много и подчас заслуженно. Пользователям не по душе

нияи настройки, программистам не нравится отсутствие ряда инструментальных средств, доступных на других платформах. Однако главным недостатком DOS является отмечаемое и пользователями, и программистами неудобство работы с памятью: ее вечно не хватает. Здесь необходим небольшой экскурс в историю. В те далекие "патриархальные" времена, когда компьютеры IBM PC работали с процессором i8088, максимальный объем памяти, которую можно было использовать без изменения архитектуры, ограничивался 640 Кбайт. Когда же пользователи электронных таблиц и баз данных, не зря прозванных "пожирателями памяти", столкнулись с нехваткой места для своих графиков и отчетов, разработчики ОС начали искать выход из тупика.

Так было найдено первое компромиссное решение, названное EMS. Стандарт Expanded Memory Specification (спецификация отображаемой памяти) позволил программам получить доступ к более чем 1 Мбайт оперативной памяти за счет переключения ее страниц в адресном пространстве процессора. Этот способ не утратил своего значения и сегодня, но после появления более мощного процессора Intel 80286, способного напрямую адресоваться к памяти размером до 16 Мбайт, фирмой Microsoft был предложен новый стандарт - XMS (extended Memory Specification - спецификация расширенной памяти). Он был впервые реализован в диспетчерах расши

ТЕХНИКД-М ЕЖИ 2¹ 9 6