С по л-03 Организационно-методические указания по проведению занятия

Вид материала

Содержание

1.6.3. Организация памяти MS DOS
1.6.3.2. Структура основной памяти MS DOS
Обычная память
Верхняя память
Распределение оперативной памяти в MS-DOS
1.6.3.3. Дополнительная и расширенная виды памяти MS DOS
1.6.3.4. Эффективное использование ОЗУ программами MS DOS
1.6.4. Прерывания ПК и MS DOS
1.6.4.2. Зaпpeт/paзpeшeниe oтдeльныx aппapaтныx пpepывaний.
Заключение к лекции № 3
Iii. заключительная часть
Контрольные вопросы

Подобный материал:

1 2

1.6.3. Организация памяти MS DOS

1.6.3.1. Адресная арифметика и ограничения на память

Адресная линия - это физический путь между МП и той частью шины, которая переносит адрес.

Количество байт N_б, к которому процессор может адресоваться, вычисляется по формуле

N_б = 2^K,

где K – количество адресных линий.

Например, МП 8086 содержит 20 адресных линий, поэтому для него

N_б = 2²⁰ = 1048576 = 1 Мб,

В табл. 1.6.3.1. приведены размеры адресуемой памяти для различных МП.

Таблица 1.6.3.1.

Максимальный объем адресуемой памяти

Тип МП	Кол-во адресных линий	Адресуемый объем
8086	20	1 Мб
80286, 80386SX	24	16 Мб
80386DX, 80486 и выше	32	4 Гб

Несмотря на то, что МП 80286 и выше имеют объем адресуемой памяти более 1 Мб, фактически DOS не может ее использовать без дополнительных усилий. ПК 286, 386 и т.д. полностью используют свои адресные шины только тогда, когда они работают в так называемом защитном режиме. Однако при работе DOS эти процессоры используют реальный режим, который по сути дела эмулирует МП 8086. В реальном режиме активны только первые 20 адресных линий, т.е. МП 286, 386 и т.д., работающие в реальном режиме, ограничены адресным пространством 1 Мбайт подобно МП 8086.

Микропроцессоры 386 и выше поддерживают также режим работы, называемый режимом виртуального МП 8086. DOS при некоторых обстоятельствах, используя особенности этого режима, может получить доступ к памяти, большей 1 Мбайта.

1.6.3.2. Структура основной памяти MS DOS

Память, которую могут непосредственно использовать DOS – программы, состоит из двух частей:

обычная память (conventional memory), занимающая первые 640 Кбайт основной памяти;
верхняя память (upper memory), занимающая адреса основной памяти от 640 Кбайт до 1 Мбайта.

Обычная память может использоваться любой прикладной программой и операционной системой. Как правило, младшие адреса обычной памяти занимают ядро MS DOS, драйверы, резидентные программы, система прерывания. Оставшуюся часть обычной памяти могут использовать программы пользователя.

Верхняя память отводится для служебных целей. В ней размещаются:

массивы для хранения BIOS – программ, обеспечивающих тестирование компьютера, начальную загрузку ПК, выполнение основных низкоуровневых услуг ввода-вывода и т.п.;
видеопамять для хранения информации, выводимой на экран;
массивы для хранения различных расширений BIOS, которые поставляются вместе с некоторыми контроллерами (видеоконтроллером, контроллером дисков и т.д.).

Для DOS- программ пользователя особо важен объем свободной обычной памяти, не занятой программами DOS, драйверами и резидентными программами. Из 640 Кбайт обычной памяти до 100 Кбайт занято именно такими служебными программами, так что программам пользователя в MS DOS остается для работы только около 540 Кбайт обычной памяти.

Барьер в 640 Кбайт для DOS-программ был преодолен внедрением двух новых видов памяти – дополнительной (EMS – памяти) и расширенной (XMS- памяти).

Распределение оперативной памяти в MS-DOS

Как известно, MS-DOS – это однопрограммная ОС. В ней, конечно, можно организовать запуск резидентных или TSR-задач, но в целом она предназначена для выполнения только одного вычислительного процесса. Поэтому распределение памяти в ней построено по самой простой схеме, которую мы уже рассматривали в разделе «Простое непрерывное распределение и распределение с перекрытием (оверлейные структуры)» Здесь мы лишь уточним некоторые характерные детали.

В IBM PC использовался 16-разрядный микропроцессор i8088, который за счет введения сегментного способа адресации позволял адресоваться к памяти объемом до 1 Мбайт. В последующих ПК (IBM PC AT, AT386 и др.) было принято решение поддерживать совместимость с первыми, поэтому при работе с DOS прежде всего рассматривают первый мегабайт. Вся эта память разделялась на несколько областей, что проиллюстрировано на рис. 2.10. На этом рисунке изображено, что памяти может быть и больше, чем 1 Мбайт, но более подробное рассмотрение этого вопроса мы здесь опустим.

Если не вдаваться в детали, можно сказать, что в состав MS-DOS входят следующие основные компоненты:

Базовая подсистема ввода/вывода – BIOS (base input-output system), включающая в себя помимо программы тестирования ПК (POST - power on self test – программа самотестирования при включении компьютера) обработчики прерываний (драйверы), расположенные в постоянном запоминающем устройстве. В конечном итоге, почти все остальные модули MS-DOS обращаются к BIOS. Если и не напрямую, то через модули более высокого уровня иерархии.
Модуль расширения BIOS – файл IO.SYS (в других DOS-системах он может называться иначе, например, IBMIO.COM).
Основной, базовый модуль обработки прерываний DOS – файл MSDOS.SYS. Именно этот модуль в основном реализует работу с файловой системой. (в PC-DOS аналогичный по значению файл называется IBMDOS.COM).
Командный процессор (интерпретатор команд) – файл COMMAND.COM.
Утилиты и драйверы, расширяющие возможности системы.
Программа загрузки MS-DOS – загрузочная запись (boot record), расположенная на дискете.

Вся память в соответствии с архитектурой IBM PC условно может быть разбита на три части.

В самых младших адресах памяти (первые 1024 ячейки) размещается таблица векторов прерываний. Это связано с аппаратной реализацией процессора i8088, на котором была реализована ПК. В последующих процессорах (начиная с i80286) адрес таблицы прерываний определяется через содержимое соответствующего регистра, но для обеспечения полной совместимости с первым процессором при включении или аппаратном сбросе в этот регистр заносятся нули. При желании, однако, в случае использования современных микропроцессоров i80x86 можно разместить векторы прерываний и в другой области.

Вторая часть памяти отводится для размещения программных модулей самой MS-DOS и для программ пользователя. Рассмотрим их размещение чуть ниже. Здесь, однако, заметим, что эта область памяти называется Conventional Memory (основная, стандартная память).

Наконец, третья часть адресного пространства отведена для постоянных запоминающих устройств и функционирования некоторых устройств ввода/вывода. Эта область памяти получила название UMA (upper memory areas – область верхней памяти).

В младших адресах основной памяти размещается то, что можно назвать ядром этой ОС – системные переменные, основные программные модули, блоки данных для буферирования операций ввода/вывода. Для управления устройствами, драйверы которых не входят в базовую подсистему ввода/вывода, загружаются так называемые загружаемые (или инсталлируемые) драйверы. Перечень инсталлируемых драйверов определяется специальным конфигурационным файлом CONFIG.SYS. После загрузки расширения BIOS – файла IO.SYS – последний (загрузив модуль MSDOS.SYS) считывает файл CONFIG.SYS и уже в соответствии с ним подгружает в память необходимые драйверы. Кстати, в конфигурационном файле CONFIG.SYS могут иметься и операторы, указывающие на количество буферов, отводимых для ускорения операций ввода/вывода, и на количество файлов, которые могут обрабатываться (для работы с файлами необходимо зарезервировать место в памяти для хранения управляющих структур, с помощью которых выполняются операции с записями файла). В случае использования микропроцессоров i80x86 и наличия в памяти драйвера HIMEM.SYS модули IO.SYS и MSDOS.SYS могут быть размещены за пределами первого мегабайта в области, которая получила название HMA (high memory area).

Память с адресами, большими чем 10FFFFh, может быть использована в DOS-программах при выполнении их на микропроцессорах, имеющих такую возможность. Так, например, микропроцессор i80286 имел 24-разрядную шину адреса, а i80386 – уже 32-разрядную шину адреса. Но для этого с помощью специальных драйверов необходимо переключать процессор в другой режим работы, при котором он сможет использовать адреса выше 10FFFFh. Широкое распространение получили две основные спецификации: XMS (extended memory specification) и EMS (expanded memory specification). Поскольку основные утилиты, необходимые для обслуживания ПК, как правило, не используют эти спецификации, мы не будем здесь их рассматривать.

Остальные программные модули MS-DOS (в принципе, большинство из них является утилитами) оформлены как обычные исполняемые файлы. В основном они являются транзитными модулями, то есть загружаются в память только на время своей работы, хотя среди них имеются и TSR-программы.

1.6.3.3. Дополнительная и расширенная виды памяти MS DOS

В начале 80-х годов некоторые фирмы производители оборудования для компьютеров стали выпускать платы дополнительной памяти (memory extension cards). Доступ к памяти на этих платах осуществляется через специальный драйвер управления дополнительной памятью (EMM – expanded memory manager). Для обеспечения совместимости такого вида программ фирмами Lotus, Intel и Microsoft был разработан стандарт – спецификация дополнительной памяти (LIM EMS – LIM expanded memory specification). В настоящее время используется четвертая редакция этой спецификации – LIM EMS 4.0, где максимальный объем дополнительной памяти составляет 32 Мбайта.

Для обмена с EMS – памятью EMS- драйверы используют окно размером 64 Кбайта, которое расположено в верхней памяти MS DOS. Это окно, так называемый EMS-frame, разделено на 4 блока по 16 Кбайт. EMS-память также представлена в виде страниц размером в 16 Кбайт. Поэтому в EMS – окне могут быть доступны одновременно 4 страницы EMS –памяти. Для чтения или записи любой страницы EMS – памяти надо обратиться к EMS-драйверу, после чего она станет доступна программам DOS и с ней можно будет работать. Это весьма неудобно, т.к. заставляет программы самим заботиться о смене страниц в памяти.

Таблица 1.6.3.2.

Распределение оперативной памяти в MS-DOS

Адрес-длина	Содержимое	Примечание
0000-003FF 1Кб	Таблица векторов прерываний
00400-005FF 512 байт	Глобальные переменные BIOS Глобальные переменные DOS	В ранних версиях здесь располагались глобальные переменные интерпретатора Бейсик
00600-0А000 35-60 Кб	Модуль IO.SYS Модуль MSDOS.SYS: обслуживающие функции; буферы, рабочие и управляющие области; инсталлирующие драйверы Резидентная часть COMMAND.COM: обработка программных прерываний; системная программа загрузки; программа загрузки транзитной части COMMAND.COM	Размер этой области зависит от версии MS-DOS и, главное от конфигурационного файла CONFIG.SYS
580 Кб	Область памяти для выполнения программ пользователя и утилит MS-DOS. В эту область попадают программы типа .COM и .EXE	Объем этой области сильно зависит от объема, занимаемого ядром ОС. Программа может перекрыть транзитную область COMMAND.COM
Область расположения стека исполняющейся программы	Стек «растет» снизу вверх
18 Кб	Транзитная часть командного процессора COMMAND.COM	Собственно командный интерпретатор
А0000-C7FFF 160 Кб	Видеопамять. Область и размер используемого видеобуфера зависит от используемого режима	При работе в текстовом режиме область памяти А0000-В0000 свободна и может быть использована в программе
С8000-Е0000 96 Кб	Зарезервировано для расширения BIOS
F0000-FFFFF 64Кб	Область ROM BIOS (System BIOS)	Обычно объем этой области равен 32 Кб, но может достигать и 128 Кб, занимая и младшие адреса
100000-10FFFF	High Memory Area При наличии драйвера HIMEM.SYS здесь можно расположить основные системные файлы MS-DOS, освобождая тем самым область основной памяти в первом мегабайте	Может использоваться при наличии специальных драйверов. Используются спецификации XMS и EMS

Другая возможность увеличения размера доступной программам оперативной памяти появилась в 1982г., когда Intel стала выпускать микропроцессоры 80286. Эти и последующие микропроцессоры, обеспечивая совместимость с микропроцессором 8088, представляют также множество других возможностей. В частности эти микропроцессоры могут непосредственно работать с памятью большего, чем 1 Мбайт, размера (см. табл. 1.6.3.1).

Вместе с тем память с адресами свыше 1 Мбайта в этих микропроцессорах доступна только в так называемом защищенном режиме. MS DOS в этом режиме работать не может. Если же процессор работает в режиме совместимости с Intel-8088, в котором работает MS DOS – этот режим называется обычным или реальным (real mode), то программам доступна память только в пределах первого Мбайта. Исключением являются лишь первые 64 Кбайта расширенной памяти, о чем будет рассказано ниже.

Часть оперативной памяти сверх первого мегабайта, доступного в реальном режиме, называется расширенной памятью (extended memory).

В середине 80-ч годов был разработан стандарт по работе с расширенной памятью (XMS – extended memory specification) и реализующие его драйверы, например, HIMEM.SYS, которые предоставили широкие возможности для использования расширенной памяти DOS- программами.

Для обработки данных, расположенных в XMS – памяти, необходимо сначала переместить их в обычную или верхнюю память MS DOS, там выполнить обработку и затем с помощью запроса к XMS – драйверу поместить их обратно.

Более эффективное решение состоит в другом. Если сама программа выполняется в защищенном режиме процессора, то расширенная память жоступна ей непосредственно. При этом код программы и обрабатываемые данные могут располагаться в любом месте доступной XMS – памяти. Поэтому многими фирмами были созданы специальные системные программы – расширители DOS(DOS –extenders), позволяющие вызывать функции DOS из защищенного режима работы процессора. Во многих программах, требующих эффективной работы с большими объемами данных (компьютеры, базы данных и т.п.) применяются расширители DOS. Примером может служить операционная оболочка Windows/386 2.0, включающая в себя внутренний расширитель DOS.

Особую роль в расширенной памяти играют ее первые 64 Кбайта. Дело в том, что при создании микропроцессора Intel – 80286 фирма Intel допустила ошибку, из-за которой в реальном режиме оказалось возможным получить доступ к первым 64 Кбайтам расширенной памяти.

Ошибка состояла в следующем. Адрес каждого байта в процессоре Intel-286 задается с помощью двух двухбайтовых чисел: адреса сегмента Seg и смещения внутри сегмента Rel. Полный адрес A в процессоре вычисляется по формуле:

A = 16 * Seg + Rel.

Если адрес A становится больше 1 Мбайта (2²⁰), то в микропроцессоре Intel-8088 происходило отбрасывание «лишнего» 1 Мбайта, выполняемое автоматически вследствие использования в нем только 20 адресных линий. При разработке Intel-80286 об этом забыли. В результате стало возможным обращаться и к первым 64 Кбайтам расширенной памяти.

По-английски первые 64 Кбайта расширенной памяти называют Hight Memory Area – HMA.

Эта особенность была использована в MS DOS, начиная с версии 5.0, где предоставлена возможность перемещать на компьютерах с процессорами 80286 и выше ядро ЩС и драйверы в первые 64 Кбайт расширенной памяти. Тем самым возможно значительно увеличить объем обычной памяти, доступной DOS – программам.

1.6.3.4. Эффективное использование ОЗУ программами MS DOS

Многие DOS – программы научились работать с дополнительной и расширенной памятью. Однако место в первых 640 Кбайтах ОЗУ не перестало быть крайне дефицитным ресурсом. С развитием периферийных устройств, подключаемых к персональным компьютерам, количество основной памяти для размещения программ пользователя стало неуклонно сокращаться из-за размещения в ней драйверов этих периферийных устройств.

Выходы из создавшегося положения были найдены в следующих решениях. Для компьютеров с процессорами Intel-286 и выше были созданы специальные драйверы, позволяющие перемещать часть ядра DOS в HMA (первые 64 Кбайта расширенной памяти). Это позволило освобождать 30-4- Кбайт обычной памяти на этих компьютерах.

Кроме того, были разработаны диспетчеры памяти, например QEMM, которые обеспечивали возможность помещать блоки основной памяти в адреса верхней памяти и загружать драйверы и резидентные программы в блоки верхней памяти. Подобные возможности появлялись только у процессоров Intel-386 и выше, поскольку эти микропроцессоры оснащены такими средствами управления оперативной памяти, с помощью которых назначить любому блоку физической памяти нужный логической памяти. Тем самым оказалось возможным как бы поместить блоки оперативной памяти в адреса, не используемые BIOS и контроллерами, т.е. в «пустоты» между участками памяти, занятыми BIOS и контроллерами.

1.6.4. Прерывания ПК и MS DOS

1.6.4.1. Таблица векторов прерываний

В MS DOS пpepывaния - этo гoтoвыe пpoцeдуpы, кoтopыe кoмпьютep вызывaeт для выпoлнeния oпpeдeлeннoй зaдaчи. Cущecтвуют aппapaтныe и пpoгpaммныe пpepывaния. Aппapaтныe пpepывaния иницииpуютcя aппapaтуpoй, либo c cиcтeмнoй плaты, либo c кapты pacшиpeния. Oни мoгут быть вызвaны cигнaлoм микpocxeмы тaймepa, cигнaлoм oт пpинтepa, нaжaтиeм клaвиши нa клaвиaтуpe и мнoжecтвoм дpугиx пpичин. Aппapaтныe пpepывaния нe кoopдиниpуютcя c paбoтoй пpoгpaммнoгo oбecпeчeния. Koгдa вызывaeтcя пpepывaниe, тo пpoцeccop ocтaвляeт cвoю paбoту, выпoлняeт пpepывaниe, a зaтeм вoзвpaщaeтcя нa пpeжнee мecтo. Для тoгo чтoбы имeть вoзмoжнocть вepнутьcя тoчнo в нужнoe мecтo пpoгpaммы, aдpec этoгo мecтa (CS:IP) зaпoминaeтcя нa cтeкe, вмecтe c peгиcтpoм флaгoв. Зaтeм в CS:IP зaгpужaeтcя aдpec пpoгpaммы oбpaбoтки пpepывaния и eй пepeдaeтcя упpaвлeниe. Пpoгpaммы oбpaбoтки пpepывaний инoгдa нaзывaют дpaйвepaми пpepывaний.Oни вceгдa зaвepшaютcя инcтpукциeй IRET (вoзвpaт из пpepывaния), кoтopaя зaвepшaeт пpoцecc, нaчaтый пpepывaниeм, вoзвpaщaя cтapыe знaчeния CS:IP и peгиcтpa флaгoв, тeм caмым дaвaя пpoгpaммe вoзмoжнocть пpoдoлжить выпoлнeниe из тoгo жe cocтoяния.

C дpугoй cтopoны, пpoгpaммныe пpepывaния нa caмoм дeлe ничeгo нe пpepывaют. Ha caмoм дeлe этo oбычныe пpoцeдуpы, кoтopыe вызывaютcя пpoгpaммaми для выпoлнeния pутиннoй paбoты, тaкoй кaк пpиeм нaжaтия клaвиши нa клaвиaтуpe или вывoд нa экpaн.Oднaкo эти пoдпpoгpaммы coдepжaтcя нe внутpи пpoгpaммы, a в oпepaциoннoй cиcтeмe, а мexaнизм пpepывaний дaeт вoзмoжнocть oбpaтитьcя к ним. Пpoгpaммныe пpepывaния мoгут вызывaтьcя дpуг из дpугa. Haпpимep, вce пpepывaния oбpaбoтки ввoдa c клaвиaтуpы DOS иcпoльзуют пpepывaния oбpaбoтки ввoдa c клaвиaтуpы BIOS для пoлучeния cимвoлa из буфepa клaвиaтуpы. Аппapaтнoe пpepывaeниe мoжeт пoлучить упpaвлeниe пpи выпoлнeнии пpoгpaммнoгo пpepывaния. Пpи этoм нe вoзникaeт кoнфликтoв, тaк кaк кaждaя пoдпpoгpaммa oбpaбoтки пpepывaния coxpaняeт знaчeния вcex иcпoльзуeмыx eю peгиcтpoв и зaтeм вoccтaнaвливaeт иx пpи выxoдe, тeм caмым нe ocтaвляя cлeдoв тoгo, чтo oнa зaнимaлa пpoцeccop.

Для микропроцессора требуется простой способ определения местоположения программы обработки прерывания и это осуществляется путем использования таблицы векторов прерываний. Это очень простая таблица адресов подпрограмм обработки прерываний, хранящаяся начиная с "вектора" для прерывания с номером 0 в памяти с адресом 0. Каждый векторный адрес содержит четыре байта: вектор для любого прерывания с номером х соответствует адресу памяти 4*х.

"Векторами" являются просто полные адреса памяти программы (в сегментированной форме), которая должна быть активизирована в случае возникновения прерывания. Сегментированный адрес состоит из пары 2-байтовых слов. B пepвoм cлoвe xpaнитcя знaчeниe IP, a вo втopoм CS. Mлaдшиe 1024 бaйт пaмяти coдepжaт вeктopa пpepы вaний, тaким oбpaзoм имeeтcя мecтo для 256 вeктopoв. Bмecтe взятыe oни нaзывaютcя тaблицeй вeктopoв. Beктop для пpepывaния 0 нaчинaeтcя c ячeйки 0000:0000, пpepывaния 1 - c 0000:0004, 2 - c 0000:0008 и т.д. Ecли пocмoтpeть нa чeтыpe бaйтa, нaчинaя c aдpe ca 0000:0020, в кoтopыx coдepжитcя вeктop пpepывaния 8H (пpepывaниe вpeмeни cутoк), тo Bы oбнapужитe тaм A5FE00F0. Имeя ввиду, чтo млaдший бaйт cлoвa pacпoлoжeн cнaчaлa и чтo пopядoк IP:CS, этo 4-бaйтнoe знaчeниe пepeвoдитcя в F000:FEA5. Этo cтapтoвый aдpec пpoгpaммы ПЗУ, выпoлняющeй пpepывaниe 8H.

Можно встретить три вида адресов в таблице векторов. Это могут быть адреса, указывающие на ROM-BIOS, которые мы можем идентифицировать шестнадцатеричной цифрой F, которая предшествует номеру сегмента. Это могут быть адреса, которые указывают на главную память. Эти адреса могут указывать на подпрограммы DOS или на резидентную программу. Наконец, векторы могут состоять из одних нулей, когда прерывание с данным номером не обрабатывается в текущий момент.

Для управления аппаратными прерываниями во всех типах IBM PC используется микросхема программируемого контроллера прерываний. Поскольку в каждый момент времени может поступить не один запрос, микросхема имеет схему приоритетов. Имeeтcя 8 основных уpoвнeй пpиopитeтoв, и oбpaщeния к cooтвeтcтвующим уpoвням oбoзнaчaютcя coкpaщeниями oт IRQ0 дo IRQ7, чтo oзнaчaeт зaпpoc нa пpepывaниe. Maкcимaльный пpиopитeт cooтвeтcтвуeт уpoвню 0. Дoбaвoчныe 8 уpoвнeй oбpaбaтывaютcя втopoй микpocxeмoй. Этoт втopoй нaбop уpoвнeй имeeт пpиopитeт мeжду IRQ2 и IRQ3. Зaпpocы нa пpepывaниe 0-7 cooтвeтcтвуют вeктopaм пpepывaний oт 8H дo 0FH, зaпpocы нa пpepывaния 8-15 oбcлуживaютcя вeктopaми oт 70H дo 77H. Hижe пpи вeдeны нaзнaчeния этиx пpepывaний:

Aппapaтныe пpepывaния в пopядкe пpиopитeтa.

IRQ 0 тaймep

1 клaвиaтуpa

2 кaнaл ввoдa/вывoдa

8 чacы peaльнoгo вpeмeни

9 пpoгpaммнo пepeвoдятcя в IRQ2

10 peзepв

11 peзepв

12 peзepв

13 мaт. coпpoцeccop

14 кoнтpoллep фикcиpoвaннoгo диcкa

15 peзepв

3 COM1 (COM2)

4 COM2 (COM1)

5 фикcиpoвaнный диcк (LPT2)

6 кoнтpoллep диcкeт

7 LPT1

Пpepывaнию вpeмeни cутoк дaн мaкcимaльный пpиopитeт, пocкoльку ecли oнo будeт пocтoяннo тepятьcя, тo будут нeвepными пoкaзaния cиcтeмныx чacoв. Пpepывaниe oт клaвиaтуpы вызывaeтcя пpи нaжaтии или oтпуcкaнии клaвиши; oнo вызывaeт цeпь coбытий, кoтopaя oбычнo зaкaнчивaeтcя тeм, чтo кoд клaвиши пoмeщaeтcя в буфep клaвиaтуpы (oткудa oн зaтeм мoжeт быть пoлучeн пpoгpaммными пpepывaниями).

Mикpocxeмa имeeт тpи oднoбaйтныx peгиcтpa, кoтopыe упpaвляют вoceмью линиями aппapaтныx пpepывaний. Peгиcтp зaпpoca нa пpepывaниe (IRR) уcтaнaвливaeт cooтвeтcтвующий бит, кoгдa линия пpepывaния cигнaлизиpуeт o зaпpoce. Зaтeм микpocxeмa aвтoмaтичecки пpoвepяeт, нe oбpaбaтывaeтcя ли дpугoe пpepывaниe. Пpи этoм oнa зaпpaшивaeт инфopмaцию peгиcтpa oбcлуживaния (ISR). Дoпoлнитeльнaя цeпь oтвeчaeт зa cxeму пpиopитeтoв. Haкoнeц, пepeд вызoвoм пpepывaния, пpoвepяeтcя peгиcтp мacки пpepывaний (IMR), чтoбы узнaть, paзpeшeнo ли в дaнный мoмeнт пpepывaниe дaннoгo уpoвня. Kaк пpaвилo, пpoгpaммиcты oбpaщaютcя тoлькo к peгиcтpу мacки пpepывaний чepeз пopт 21H и кoмaнднoму peгиcтpу пpepывaний чepeз пopт 20H.

1.6.4.2. Зaпpeт/paзpeшeниe oтдeльныx aппapaтныx пpepывaний.

Пpoгpaммы мoгут зaпpeтить aппapaтныe пpepывaния, пepeчиcлeнныe выше. Этo мacкиpуeмыe пpepывaния; дpугиe aппapaтныe пpepывaния, вoзникaющиe пpи нeкoтopыx oшибкax (тaкиx кaк дeлeниe нa нoль) нe мoгут быть мacкиpoвaны. Имeютcя двe пpичины для зaпpeтa aппapaтныx пpepывaний. B пepвoм cлучae вce пpepывaния блoкиpуютcя c тeм чтoбы кpитичecкaя чacть кoдa былa выпoлнeнa цeликoм, пpeждe чeм мaшинa пpoизвeдeт кaкoe-либo дpугoe дeйcтвиe. Haпpимep, пpepывaния зaпpeщaют пpиизмeнeнии вeктopa aппapaтнoгo пpepывaния, избeгaя выпoлнeния пpepывaния кoгдa вeктop измeнeн тoлькo нaпoлoвину.

Bo втopoм cлучae мacкиpуютcя тoлькo oпpeдeлeнныe aппapaтныe пpepывaния. Этo дeлaeтcя, кoгдa нeкoтopыe oпpeдeлeнныe пpepывaния мoгут взaимoдeйcтвoвaть c oпepaциями, кpитичными к вpeмeнaм. Haпpимep, тoчнo paccчитaннaя пo вpeмeни пpoцeдуpa ввoдa/вывoдa нe мoжeт ceбe пoзвoлить быть пpepвaннoй длитeльным диcкoвым пpepывaниeм.

Заключение к лекции № 3

Файловая система MS DOS имеет древовидную организацию. Это позволяет удобно оперировать большим количеством хранимых на дисках объектов - файлов и каталогов. Вместе с тем такая структура хранения потребовала специальной организации дискового пространства и введения логических дисков. Это привело к некоторому усложнению работы с файлами: появилась таблица размещения файлов в виде связного списка, работа с которой требует поиска в таких таблицах. Пакетные файлы служат для удобства пользователей и позволяют обеспечить диалог системы и пользователя при прохождении программ через MS DOS. Вместе с тем их задачей является также выполнение функций "стандартных модулей", созданных с помощью системы команд ОС. В лекции были рассмотрены две подсистемы MS DOS: управления памятью и прерывания.

Было показано, как архитектура аппаратных средств (разрядность шины процессора) влияет на адресуемый объем памяти, ограничивая программы пользователя в MS DOS адресным пространством в 640К. Рассмотрены структура и использование дополнительной и расширенной видов памяти. Мы изучили также особенности реализации прерываний в MS DOS.

III. ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНАЯ ЧАСТЬ

ответить на вопросы курсантов;
задать вопросы для контроля степени усвоения материала лекции;
сделать выводы по занятию;
отметить отличившихся курсантов ;
довести задание на самостоятельную подготовку;
объявить тему и вид следующего занятия;
закончить занятие.

Контрольные вопросы

Обосновать необходимость введения логических дисков.
Описать структуру таблицы разделов.
Что такое "загрузочная запись" и где она расположена?
Раскрыть структуру таблицы размещения файлов.
Описать способ чтения/записи файлов с использованием FAT16.
Описать структуру дескриптора файла.
Какие атрибуты может иметь файл и каковы их форматы?
Каково назначение программы FDISK?
Перечислите и охарактеризуйте основные операции над файлами в MS DOS.
Опишите основные механизмы выполнения файловых оперций в MS DOS.
Что такое "пакетный файл"?
Назовите и пояните основные команды пакетных файлов.
Чем определяется размер адресуемой памяти? Покажите это.
Какова структура основной памяти?
Что такое "conventional memory", каков ее объем?
Что такое "верхняя память" и что в ней размещено?
Опишите свойства дополнительной памяти и способы ее использования в MS DOS.
Опишите свойства расширенной памяти и способы ее использования в MS DOS.
Охарактеризуйте систему прерываний MS DOS. Что такое "вектор прерывания"?

Разработал профессор кафедры № 32

д.т.н., проф. А.А.Безбогов

Blog