Лабораторно-практическое занятие №5.
Работа с внутренними и внешними устройствами ПК средствами ОС.

Рассмотрим подробно процесс загрузки ПК. Начальную загрузку компьютера обеспечивает базовая система ввода-вывода - BIOS, которая загружается в первую очередь. Большинство действий компьютера на этапе загрузки связано с выполнением тестирования его основных компонентов, включая процессор, память, вспомогательные микросхемы, приводы дисков, клавиатуру и видеоподсистему. Все эти операции являются составными частями одной важной процедуры, которая называется POST (Power On Self Test) — “самотестирование” при включении питания компьютера”, осуществляемое BIOS. Как правило, эта процедура выполняется достаточно быстро, исключение, пожалуй, составляют только операции тестирования памяти и проверки приводов флоппи-дисков. Однако не всегда все завершается благополучно, и тогда компьютер реагирует либо выдачей серии гудков динамика, либо высвечивает на экране монитора номер соответствующей ошибки.

Рассмотрим программную реализацию BIOS. Ей является утилита Setup. Запускается она обычно определенной комбинацией клавиш при начальной загрузке компьютера(чаще всего клавишей Del). Утилита состоит из разделов, в которых находятся различные настройки и параметры. Разберем наиболее важные из них.(см. здесь)

После процесса начальной загрузки BIOS начинает взаимодействие со следующим уровнем — операционной системой. Прежде всего, она отыскивает программу первичной загрузки на дорожке 0 и в секторе 1. После ее загрузки управление передается этой программе. Следующие действия выполняет ОС.

DOS начинает с загрузки в память своих важных управляющих программ MSDOS.SYS и IO.SYS.

io.sys своего рода ядро DOS, выполняющее функции BIOS для ОС. Файл должен располагаться в строго определенном секторе диска, и вслучае повреждения его необходимо заново перезапистаь командой SYS имя диска:

Модуль io.sys в Windows совмещает в себе функции двух файлов из старых версий DOS(по 6.22 включительно) - собственно сомого io.sys и файла msdos.sys, который сейчас тоже существует, но уже внесколько другой роли - самого первого конфигурационого файла, обрабатываемого Windows на данном этапе загрузки. В нем содержится несколько базовых параметров, управляющих запуском ОС, и ошибка в этом файле может привести к неэффективному расходованию машинных ресурсов или полной невозможности загрузить ПК.

При открытии файла msdos.sys видны два раздела - [Path] и [Options] с набором параметров с набором параметров в каждом из них. Комментарии записаны в строках, начинающихся с точки с запятой. В конце файла в строках записано множество крестиков. Это сделано для совместимости с некоторыми программами, дабы файл msdos.sys имел размер не менее килобайта - строки эти удалять не нужно. Без этого файла некоторые DOS-программы тоже не работают, а Windows в нем, в принципе, не нуждается.

В разделе [Path]прописаны важнейшие пути к системным папкам и файлам Windows, которые необходимо задавать в стандартном виде, а именно не использовать длинные названия - имя папки не должно превышать 8 букв. Рассмотрим основные параметры:

В разделе [Options] имеется множество параметров, которые имеют вид типа "параметр=значение", при этом каждый параметр обязательно располагается в отдельной строке. Если какой-то параметр не записан в файле или записан с ошибками, то система использует то его значение, которое принято по умолчанию. Управляет двойной буферизацией, необходимой некоторым приводам
Параметры, которые могут встретится в разделе [Options]
ПараметрНазначениеЗначение по умолчаниюВозможные значения
AutoScanУправляет режимами запуска ScanDisk после некорректного завершения работы Windows 1-выдается запрос на осуществление проверки диска0-никогда не запускать Scandisk
2-сканирование производится автоматически.
BootConfigОбрабатывает текущие параметры загрузки1-используются текущие параметры загрузки0-использует альтернативные параметры
BootDelayВ Windows установка паузы после выдачи сообщения "Starting Windows 9.."В Windows95-2 секунды, в Windows 98/Me-0 с.
BootSafe(BootFailSafe)управляет загрузкой режима защиты от сбоев0-загрузка происходит в нормальном режимесистема будет загружена в режиме защиты от сбоев
BootGUIУправляет загрузкой графической оболочки1-загрузка GUI разрешена0-загрузка до командной строки DOS
BootKeysУправляет использованием горячих клавиш для выбора пунктов загрузочного меню1-горячие клавиши разрешены0-запрещены
BootMenuуправляет появлением загрузочного меню0-для вызова надо нажать F8 или CTRL1-меню появляется автоматически
BootMenuDefaultУстановка пункта загрузочного меню, выбранного системой по умолчанию1-нормальная загрузка2-8-любой из пунктов меню.
BootMenuDelayЗадержка в секундах при выводе загрузочного меню30 секунд0-99
BootMultiУправляет возможностью двухвариантной загрузки1-в загрузочном меню будет пункт для выбора предыдущей ОС0-такого пункта не будет
BootWarnУправляет выдачей предупреждающего сообщения при выборе режима защиты от сбоев1-собщение будет выдаваться0-выдаваться не будет
BootWinУправляет загрузкой при выборе предыдущего режима MS-DOS1-загружается Windows0-загружается предыдущая ОС(MS-DOS 6.xx)
Logoуправляет графической заставкой Windows, отображаемой при загрузке ОС1-логотип отображается0-отключен
DisableLogУправляет созданием файла протокола загрузки bootlog.txt, который используется для выяснения причин сбоев системы1-протокол создается0-не создается
DoubleBuffer0-буферизация запрещена1-включается при необходимости
2-включена
DrvSpace(DblSpace)Управляет загрузкой драйвера сжатия дисков DrvSpace1-включен0-отключен
LoadTopУправляет загрузкой command.com, drvspace.bin(dblspace.bin) в область оперативной памяти выше первых 640 Кб.1-загрузка включена0-отключена
SystemRegУправляет сканированием реестра(каталог всех настроек Windows) при загрузке ОС.1-реестр сканируется0-реестр не сканируется
NetworkУправляет отображением пункта "Safe Mode with network support" в загрузочном меню.1-пункт присутствует в меню0-пункт отсутствует
WinVerОтображает версию ОС.4.90.3000 Windows ME
4.10.2222 Windows 98SE
4.10.1998 Windows 98

После того как на экране появится надпись "Starting Windows ..." и если в этот момент нажать клавишу "F8" или "CTRL", то вы получите еще одну возможность управлять загрузкой ОС с помощью специального загрузочного меню.

В этом меню могут быть такие пункты:

После того, как вы выберете режим загрузки или проигнорируете меню, загрузится драйвер сжатых дисков, если он включен в msdos.sys. Далее будут считаны некоторые параметры из системного реестра, проанализированы аппаратные средства ПК. Затем приосходит исполнение инструкций файла config.sys. Этот файл предназначен для задания некоторых ключевых системных параметров и загрузки драйверов реального режима. Он также является обычным текстовым файлом, поэтому его можно редактировать в любом текстовом редакторе. Если этот файл отсутствует, то загружаются настройки по умолчанию из файла io.sys:
dos=high - ядро MS-DOS помещается в верхнюю память.
device=c:\windows\himem.sys - драйвер обеспечивает доступ к расширенной и верхней памяти.
device=c:\windows\ifshlp.sys - драйвер поддержки файловых систем.
device=c:\windows\setver.exe - драйвер, необходимый для работоспособности устаревших DOS-приложений.
filehigh=30 - максимальное количество одновременно открытых файлов.
lastdrivehigh=z - последняя буква, которую можно использовать для обозначения логических дисков.
buffershigh=30 - количество буферов дискового ввода-вывода.
stackshigh=9,256 - количество и размер стеков, предназначенных для временного хранения различной системной информации.
shell=command.com/p - путь и параметры используемого командного интерпретатора.
fcbshigh=4 - количество блоков управления файлами, необходимых старым DOS-программам.

Вообще большинство параметров файла config.sys используются для нужд DOS, а для Windows фактически не нужны, так как она имеет собственные 32-разрядные драйверы для любого устройства. Исключение составляет, пожалуй, лишь поддержка кириллицы и настроек для России(время, денежные единицы и т.д.). Для этого необходимы следующие строки в файле config.sys:
device=c:\windows\command\display.sys con=(ega,,1)
country=007,866, c:\windows\command\country.sys

В файле же autoexec.bat, о котором речь пойдет ниже записываются следующие строки:
mode con codepage prepare((866)c:\windows\command\ega3.cpi)
mode con codepage select=866
keyb ru,, c:\windows\command\keybrd.sys

В Windows 9x файл config.sys позволяет создать меню мультиконфигурации, которое позволяет при каждой загрузке выбирать нужные в данный момент параметры и также соответствующие параметры в autoexec.bat.

Для организации меню в файле config.sys используются следующие команды:
menuitem метка пункта меню , имя пункта – определение пункта меню;
menudefault метка пункта меню, число-секунд – определение пункта меню, выполняемого по умолчанию: при нажатии клавиши Enter или по истечении заданной в команде задержки;
menucolor=цвет-символа,цвет-фона. Цвет символа и цвет фона кодируется числами от 0 до 15.(0 – черный, 1 – синий, 2 – зеленый, 3 – сиреневый, 4 – красный, 5 – малиновый, 6 – коричневый, 7 – светло-серый, 8 – темно-серый, 9 – голубой, 10 – ярко-зеленый, 11 – ярко-сиреневый, 12 – ярко-красный, 13 – ярко-малиновый, 14 – желтый, 15 - белый. По умолчанию: цвет фона – черный.)

Общий вид файла:
[common]
команды, выполняемые всегда (для всех конфигураций)
[menu]
menucolor 11,1
menuitem dos,Command Line
menuitem win,Graphic User Interface
menudefault dos,5
[dos]
команды, выполняемые при работе DOS
[win]
команды, выполняемые при работе WINDOWS
[common]
команды, выполняемые всегда (для всех конфигураций)

Имя блока команд, выбранного в меню файла CONFIG.SYS, автоматически присваивается переменной окружения CONFIG, так что в файле AUTOEXEC.BAT вы при необходимости можете задать различные действия в зависимости от значения этой переменной. Фрагмент файла AUTOEXEC.BAT:

GOTO %CONFIG%
:DOS
команды, выполняемые при работе DOS
goto end
:WIN
команды, выполняемые при работе WINDOWS
:END
команды, выполняемые всегда (для всех конфигураций)

Командный файл может содержать метки и команды перехода. Любая строка командного файла, начинающаяся с двоеточия воспринимается при обработке как метка. Имя метки определяется набором символов, следующих за двоеточием до первого пробела или конца строки. Чтобы указать с какой строки продолжать выполнение команд, надо воспользоваться командой: GOTO метка. Если метка в команде GOTO не указана или не найдена в командном файле, то выполнение командного файла завершается.

После обработки config.sys в систему загружается командный интерпретатор command.com, который обычно обрабатывает команды, подаваемые пользователем.

Среди прочих задач command.com обрабатывает и т.н. пакетные файлы(файлы с расширением .bat) и загружает следующим в память самый главный из пакетных файлов autoexec.bat, который служит для установки некоторых системных параметров и запуска программ.

Как и config.sys autoexec.bat не является необходимым для Windows и содержит также параметры по умолчанию в файле io.sys:
@echo off - отключение вывода информации на экран при выполнении команд файла
net start - загрузка сетевых компонентов реального режима
set tmp=c:\windows\temp - установка значения переменной tmp - путь к папке временных файлов
set temp=c:\windows\temp - то же самое для переменной temp
set compspec=c:\command.com - установка значения переменной compspec - путь к командному интерпретатору
prompt $p$g - настройка вида командной строки DOS.
path c:\windows; c:\windows\command - пути поиска исполняемых файлов.

На этом фаза загрузки реального режима завершается. В Windows завершается этап загрузки после загрузки некоторых драйверов, в частности из реестра(файлы system.dat, user.dat) и из файлов system.ini и win.ini.

Для редактирования всех конфигурационных файлов в Windows лучше использовать утилиту msconfig или System Configuration Utility(Программа настройки системы), которую можно запустить из командной строки меню Выполнить.

Задания:

  1. Создать системную дискету и загрузить с нее ПК.
  2. Создать файлы config.sys и autoexec.bat, которые реализовывали бы меню загрузки, состоящую из пунктов DOS, Windows, Scandisk, AVP.

Теперь рассмотрим настройку устройств в Windows.

Задания:

  1. Прозведите поиск новых устройств с помощью Мастера установки
  2. Удалите из системы видеокарту и снова настройте ее и параметры экрана.