Операционная система MS-DOS (фирма Microsoft) (рис. 3.5).

Предшественником MS-DOS была ОС DOS-89. В то время наиболее популярной системой для микрокомпьютеров на базе Intel 8080 и Zilog Z-80 была ОС CP/М-80 фирмы Digital Research. Эта система обеспечивала доступ к разнообразным средствам прикладного программного обеспечения (текстовым процессорам, администраторам баз данных и т. д.)

В октябре 1980 г. компания IBM предложила фирмам, занимающимся разработкой ПО для микрокомпьютеров, начать поиск операционной системы для нового семейства персональных компьютеров. Фирма Microsoft не могла предложить собственной операционной системы за исключением автономной версии Microsoft BASIC, однако она заплатила фирме Seattle Computer Products за право продавать систему Питерсона DOS-86. За это Seattle Computer Products получила лицензию на право использовать и продавать языки программирования и все версии операционной системы для микропроцессора 8086, разработанные фирмой Microsoft. В июле 1981 г. Microsoft приобрела все права на систему DOS-86, значительно переработала ее и дала название MS-DOS. Осенью 1981 г. появились первые компьютеры IBM PC, фирма IBM предложила для них в качестве основной операционную систему MS-DOS, названную PS-DOS 1.0. Кроме того, фирма IBM выбрала для микрокомпьютеров РС в качестве альтернативны операционные системы СР/М-86 (фирмы Digital Research) и P-system (фирмы Softech). Однако обе эти системы имели ряд недостатков: обладали малым для IBM PC быстродействием, высокой стоимостью, отсутствием доступных языков программирования. Окончательно чаша весов склонилась в пользу системы PC-DOS после того, как фирма IBM с ее помощью реализовала все прикладные программные средства для IBM PC, а также инструментарий, работающий под их управлением. Поэтому с самого начала разработчики программного обеспечения ориентировались на PC DOS, а системы CP/M-86 и P-system не заняли сколько-нибудь значительного места на рынке программного обеспечения для IBM PS.

Фирма IBM была единственным крупным производителем компьютеров, которая оснастила свою продукцию системой MS-DOS (версия 1.0), названной PS-DOS 1.0. Система MS-DOS версия 1.25

Рис. 3.5. Этапы развития системы MS-DOS

(эквивалентная системе фирмы IBM PC DOS 1.1) была опубликована в июне 1982 г. В ней исправлено несколько ошибок. Кроме того, она поддерживала работу двухсторонних дисков и аппаратную независимость ядра DOS. Эту версию системы DOS использовали в своей продукции, кроме IBM, и другие фирмы: Texas Instruments, COMPAQ, Columbia, которые вышли на рынок персональных компьютеров раньше. Из-за резкого снижения цен на ОЗУ и жесткие диски популярность системы MS-DOS (версия 1) была недолгой.

Система MS-DOS версии 2.0 (эквивалентная PC-DOS 2.0) впервые опубликована в марте 1983 г. Оглядываясь назад, можно сказать, что это была принципиально новая операционная система, хотя при ее создании было сделано все возможное для сохранения совместимости с системой MS-DOS 1.0. Эта система содержала много принципиальных новшеств и отличительных черт:

- поддержку гибких дисков большого объема и жестких дисков.

- большое количество черт, напоминающих системы UNIX/XE-NIX, включая иерархическую структуру файлов, дескрипторы файлов, перенаправление ввода-вывода, конвейеры и фильтры.

- фоновую печать (буферизацию печати);

- метки тома, а также дополнительные атрибуты файлов;

- устанавливаемые драйверы внешних устройств;

- настраиваемый пользователем файл конфигурирования системы, который осуществляет управление загрузкой дополнительных драйверов внешних устройств;

- поддержку блоков кружения (конкретных блоков), которые можно использовать для обмена информацией между программами;

- необязательный драйвер дисплея ANSI, который позволяет программам задавать положение курсора и осуществляет управление характеристиками дисплея аппаратно-независимым образом;

- обеспечение динамического распределения памяти, ее модификации и освобождения прикладными программами;

- поддержку настраиваемых пользователем командных интерпретаторов (оболочек);

- системные таблицы для поддержки прикладного программного обеспечения при модификации так называемых национальных форм (обозначение денежных знаков, времени и даты).

Представленная позже система MS-DOS версии 2.11 существенно улучшила использование национальных форматов (табличное управление символами денежных знаков, форматы даты, символы десятичной точки, разделители денежных знаков и т. п.). В ней поддерживаются 16 бит представления иероглифов, исправлено несколько ошибок. Версия 2.11 быстро стала базовой для персональных компьютеров с процессором 8086/8088, выпуск которых был освоен всеми основными фирмами-изготовителями комплексного оборудования, включая Hewlett-Packard, Wang, Digital Equipment Corporation, Texas Instruments, COMPAQ и Tandy.

Система MS-DOS версии 2.25, опубликованная в сентябре 1985 г., получила широкое распространение в странах Юго-Восточной Азии, но никогда не поставлялась в США и страны Европы. В этой версии расширено национальное обеспечение в части японских и корейских символов, исправлены некоторые ошибки. Многие системные утилиты стали совместимыми с системой MS-DOS (версия 3.0).

Система MS-DOS версии 3.0 впервые представлена фирмой IBM в августе 1984 г. в момент начала впуска компьютеров IBM PC/AT на базе процессора 80286. Это была еще одна во многом переписанная операционная система, имевшая новые важные особенности:

– непосредственное управление спулером печати прикладными программами;

– дальнейшее расширение национальных форматов при обозначении денежных знаков;

– расширение сообщения об ошибках, включая код ошибки, который предлагает прикладной программе методику ее исправления;

– поддержка захвата и разделения файлов и их записей;

– поддержка жестких дисков большого объема;

Система MS-DOS версии 3.1, опубликованная в ноябре 1984 г., оснащена средствами разделения файлов и устройств печати через локальную сеть. Начиная с версии 3.1, новый модуль операционной системы, названный моделью перенаправления, перехватывает запросы прикладных программ на ввод-вывод и фильтрует из них те, которые направлены к устройствам локальной сети, пропуская эти запросы к другой машине для выполнения.

Модификации системы MS-DOS (3.1 и старше) носят скорее эволюционный, чем революционный характер. В версии 3.2, которая появилась в 1986 г., обобщено определение драйверов устройств, что значительно упростило средства поддержки новых магнитных носителей, таких как гибкий диск размером 3,5 дюйма. Система MS-DOS (версия 3.3), выпущенная в 1987 г. одновременно с началом выпуска персональных компьютеров IBM нового семейства PS/2, оснащена еще более мощными средствами поддержки работы клавиатуры на нескольких иностранных языках, включая соответствующие наборы символов печатающего устройства и шрифтов дисплея. Возможности версии 4.0, впервые представленной в 1988 г., значительно возросли благодаря оболочке визуального представления и средствам поддержки файловых систем очень больших размеров.

Одновременно с развитием системы MS-DOS фирма Microsoft вела интенсивные разработки в области пользовательских интерфейсов и многозадачных операционных систем. Пакет Microsoft Windows, впервые примененный в 1985 г., позволил MS-DOS реализовать многозадачный режим и режим графического "рабочего стола" пользователя. Он завоевал широкую популярность среди разработчиков сложных прикладных графических программ, таких как система подготовки издательских оригиналов, система автоматизированного проектирования (САПР). Последнее объясняется тем, что пакет позволяет использовать в программах все достоинства любого имеющегося в наличии устройства вывода без какой-либо аппаратной зависимости.

Каковые перспективы развития системы MS-DOS? Можно предположить, что система MS-DOS, требующая относительно небольшой памяти, легко адаптируемая к разнообразным аппаратным конфигурациям и имеющая громадное число пользователей, останется популярной среди программистов и издателей программного обеспечения в течение ближайшего будущего.

Операционная система OS/2 разработана фирмой IBM для персональных компьютеров на основе системной прикладной архитектуры, ранее используемой для больших ЭВМ. Это многозадачная, однопользовательская, высоконадежная операционная система. OS/2 обеспечивает:

– одновременную обработку нескольких приложений;

– текстовой и графический интерфейс пользователя;

– многопоточную обработку нескольких задач одного приложения;

– 32-разрядную обработку данных;

– сжатие данных при записи на магнитные диски;

– защиту памяти.

Важными особенностями операционной системы OS/2 явля-ются высокопроизводительная файловая система HPFS (High Perfomance System), имеющая преимущества для серверов баз данных (в отличие от MS-DOS поддерживаются длинные имена файлов), поддержка мультипроцессорной обработки (до 16-ти процессоров типа INTEL и Power PC). Версия OS/2 Warp работает с мультисредой и имеет встроенный доступ в сеть Internet, систему распознавания речи VoiceType, интегрированную версию Lotus Notes Mail для передачи через Internet электронной почты. В OS/2 могут выполняться прикладные программы Windows 3.1 и Win32s, но не могут выполняться приложения, работающие в среде Windows 95 или Windows NT. Спецификация Open 32 позволяет поставщикам программного обеспечения переносить его на новую платформу.

Сетевые операционные системы - это комплекс программ, обеспечивающий обработку, передачу и хранение данных в сети.

Сетевая ОС предоставляет пользователям различные виды сетевых служб (управление файлами, электронная почта, процессы управления сетью и др.), поддерживает работу в абонентских системах, использует архитектуру клиент-сервер. Вначале сетевые операционные системы поддерживали лишь локальные вычислительные сети (ЛВС), сейчас они распространяются на ассоциации локальных сетей. Наибольшее распространение имеют LAN Server, NetWare, VINES, Windows NT, Windows 95.

Они оцениваются по комплексу критериев: производительность, разнообразие возможностей связи пользователей, администрирования.

Перспективной является многопользовательская и многозадачная операционная система Unix, созданная корпорацией Bell Laboratory. Данная операционная система реализует принцип открытых систем и широкие возможности по комплексированию в составе одной вычислительной системы разнородных технических и программных средств.

Unix обладает важными качествами:

– возможность переноса прикладных программ с одного компьютера на другой;

– поддержка распределенной обработки данных в сети ЭВМ;

– сочетаемость с процессорами RISC.

Unix получила распространение для суперкомпьютеров, рабочих станций и профессиональных персональных компьютеров, имеет большое количество версий, разработанных различными фирмами. Согласно прогнозам объем мирового рынка вычислительных систем, базирующихся на ОС Unix, будет существенно возрастать, особенно с переходов к сетевым технологиям.

Операционная система Windows 95 - популярная графическая ОС, которая запускается на выполнение, как обычная программа MS-DOS. Windows работает на базе MS-DOS, и в совокупности с ней образует полноценную ОС. Наряду с Windows существуют и другие ОС с аналогичным пользовательским интерфейсом для компьютеров различных классов.

Следует назвать те концептуальные черты Windows, благодаря которым она получила широкое распространение и, по заявлению фирмы Microsoft, изменит способ работы с ПЭВМ:

1. Мультизадачный режим работы.

Различают два типа мультизадачности: кооперативную и преемптивную (с разделением времени).

При кооперативном мультизадачном режиме ОС не выполняет полноценный контроль за распределением ресурсов.

При преемптивном мультизадачном режиме каждая задача получает фиксированный квант времени процессора. По истечении этого кванта времени система вновь получает управление, чтобы выбрать другую задачу для активизации. Если возникает системное событие (завершение ввода-вывода) или задача обращается к системе до истечения ее кванта времени, то это также служит причиной передачи управления системе и последующего переключения задач.

2. Оптимальное управление ресурсами компьютера.

3. Графический пользовательский интерфейс.

4. Наличие техники связывания и встраивание объектов других программ.

5. Возможность работы в сетевой среде.

6. Интерфейс мультимедиа.

Операционная система Windows NT является многозадачной, предназначенной для архитектуры клиент-сервер и использования различных протоколов транспортного уровня сетевой операционной системы, имеет 32-разрядную архитектуру и обеспечивает функции локальной сети:

– возможность каждой абонентской системы в сети быть сервером или клиентом;

– совместную работу группы пользователей;

– адресацию оперативной и внешней памяти большого раз-мера;

– многозадачность и многопоточность обработки данных;

– поддержку мультипроцессорной обработки и др.

Операционные оболочки - это специальные программы, предназначенные для облегчения общения пользователя с командами операционной системы.

Операционные оболочки имеют текстовый и графический варианты интерфейса конечного пользователя.

Наиболее популярны следующие виды текстовых оболочек операционной системы MS-DOS: Norton Commander 5.0, Norton Navigator, Windows Commander, FAR.

Эти программы существенно упрощают задание управляющей информации для выполнения команд операционной системы, уменьшают напряженность и сложность работы конечного пользователя.

Во всем мире имеют огромную популярность такие графические оболочки MS-DOS, как Windows 9x, которые позволяют изменить среду взаимодействия пользователя с компьютером, расширяют набор основных (диспетчер файлов, графический редактор, текстовый редактор, картотека и т. п.) и сервисных функций, обеспечивающих пользователю интегрированную информационную технологию, вплоть до создания локальных одноранговых сетей.

3.2.2 Состав и структура операционной системы MS-DOS

В состав MS-DOS входят следующие компоненты (рис. 3.6):

1) системный загрузчик SB (System Bootstrap, Boot record);

2) несистемный загрузчик NSB (Master Boot Record, Non System Bootstrap);

3) модуль расширения EM BIOS (Extension Module);

4) базовый модуль BM (Basic Module) MS-DOS;

5) интерпретатор команд CI (Command Interpreter), или командный процессор;

6) внешние (устанавливаемые) драйверы устройств;

7) утилиты DOS;

8) оболочка MS-DOS Shell ;

9) инструментальные средства.

Рис. 3.6. Основные модули DOS

Часто полагают, что в состав DOS входит также базовая система ввода-вывода (BIOS - Basic Input/Output System), которая находится в постоянном или полупостоянном запоминающем устройстве каждого IBM-совместимого компьютера. Несмотря на то что она не входит в поставку DOS, с этим можно согласиться, однако необходимо помнить, что BIOS является неотъемлемой частью ПК и может рассматриваться как компонент любой операционной системы, запускаемой на данном ПК.

Внесистемный загрузчик NSB (Non System Bootstrap, Master Boot Record), размещенный на жестком диске командой FDISK.exe, также может считаться компонентом как DOS, так и любой другой операционной системы, способной функционировать на данном компьютере.

Все компоненты DOS, исключая BIOS, размещаются на одном или нескольких магнитных дисках в специальных областях и файлах. Один из дисков обеспечивает занесение DOS в память и запуск ее в работу. Этот процесс называется загрузкой DOS, а диск, с которого возможна загрузка системы, называется системным. На структуру системного диска накладываются определенные ограничения, связанные с порядком размещения на нем важнейших файлов DOS.

Здесь и в дальнейшем, если не приводятся необходимые уточнения, под диском понимается как жесткий, так и гибкий диск.

Описание функций и постоянного местонахождения перечисленных компонентов DOS содержится в таблице 3.2.

Таблица 3.2

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28