Ядро операционной системы (резидентная часть ДОС)

Под этим названием объединены несколько модулей ДОС.

o BIOS (Basic Input/Output Systefn) - базовая система ввода/вывода, которая хранится в энергонезависимой постоянной памяти (ПЗУ и может работать уже в момент включения компьютера, с одной стороны, BIOS рассматривается как программный модуль ДОС, а с другой стороны, как составная часть аппаратуры;

o модуль начальной загрузки - короткая программа, которая размещается в первом (загрузочном) секторе системного диска (жесткого диска, дискеты или CD-ROM диска и др. - загрузочный сектор есть на каждом носителе);

o системные модули ДОС - хранятся в файлах со стандартными именами, которые располагаются в определенном месте системного диска (io.sys, msdos.sys).

Функции ядра ДОС:

1. обеспечение начальной загрузки.

2. тестирование аппаратуры: проверка состояния внутренней памяти и внешних устройств в момент включения компьютера;

3. контроль состояния аппаратуры;

4. обеспечение исполнения программ - загрузка их в оперативную память, передача им управления в начале их работы, выполнение различных действий по запросу исполняемых программ, освобождение занимаемой ими оперативной памяти при их завершении;

5. анализ и обработка ошибок;

6. оптимальная организация вычислительного процесса.

Описание начальной загрузки ПК (общее для ОС)

В момент включения компьютера в ОЗУ нет осмысленной информации. Поэтому особый интерес представляет вопрос о том, как операционная, система загружается. Процесс этот в заметно упрощенном виде выглядит так.

1. При включении компьютера (или при нажатии кнопки сброса) счетчик процессора аппаратно устанавливается на начальный адрес ПЗУ, и стартует выполнение программы начальной загрузки. Прежде всего ищется и тестируется установленное оборудование.

Микропроцессор начинает выполнение программы POST (Power-On Self Testing, самотестирование при подаче питания), хранящейся в ПЗУ на системной плате и являющейся частью базовой системы ввода-вывода (Basic Input Output System, BIOS). В начале происходит проверка работоспособности микропроцессора, в частности, регистров и арифметико-логического устройства. (В принципе, такая проверка бесполезна, так как при ошибках микропроцессора компьютер, скорее всего, вообще не запустится.) Затем проверяется часть ОЗУ, необходимая для дальнейшего процесса загрузки. Современные компьютеры в основном используют внешние устройства "plug and play" (переводится — "включил и работай"), поэтому они способны сообщить процессору свои основные характеристики и условия работы. После этого выполняется проверка наличия и исправности видеокарты, контроллеров дисководов и винчестера, подключение монитора. При обнаружении проблем издаётся специальный звуковой сигнал и, при возможности, выводится сообщение на экран монитора и процесс загрузки останавливается. При успешном завершении фазы самотестирования издаётся короткий звуковой сигнал и процессор приступает к поиску, дополнительных устройств, таких как CD-ROM накопители, звуковые и сетевые карты. Опрос внешних устройств и проверка их работоспособности занимают достаточно длительное время, несмотря на высокое быстродействие компьютера.

2. В случае если все оборудование функционирует нормально, происходит переход к следующему этапу — поиску начального загрузчика операционной системы.

Он может находиться на жестком диске, на дискете, на CD-ROM и даже быть получен с помощью сетевой платы с сервера. Поэтому компьютер опрашивает перечисленные устройства по очереди, в определенном порядке, до тех пор, пока не обнаружит требуемую информацию (в скобках заметим, что порядок поиска при наличии достаточных навыков и знаний может быть легко изменен). Итак, загрузчик, представляющий собой не что иное, как программу дальнейшей загрузки, обнаружен и прочитан в память.

3. Дальнейшие действия машины уже определяются тем, что введено извне. Поскольку начальный загрузчик очень мал, то он умеет очень немного — найти и прочесть первый файл ОС с фиксированным именем и передать ему управление. И только после этого будет загружена в ОЗУ остальная часть операционной системы и машина сможет, наконец, нормально общаться с пользователем.

Основная часть функций операционной системы выполняется модулями, входящими в ядро. Значительная часть операционной системы находится в памяти постоянно, что обеспечивает ее эффективную работу. Программы для некоторых редко используемых операций типа форматирования дискет чаще всего оформляются в виде самостоятельных служебных программ и хранятся на внешних носителях. Такие программы обычно называют утилитами.