操作系统专升本电子教案

1、第9章 实例分析：MS-DOS操作系统9.1 MS-DOS的处理机管理9.2 MS-DOS的存储管理9.3 MS-DOS的文件管理9.4 MS-DOS的设备管理 本章着重讲述四个方面的内容：（1）MS-DOS的进程控制块程序段前缀与环境块；（2）MS-DOS对常规内存的管理以及地址的“分段”表示法；（3）MS-DOS的文件分配表和树型目录结构；（4）MS-DOS的设备头链以及对块设备、字符设备的不同管理方法。9.1 MS-DOS的处理机管理9.1.1 MS-DOS的基本组成 MS-DOS采用的是层次模块结构，由一个引导程序和三个程序模块组成 BOOT（引导程序） IO.SYS及ROM-BIOS

2、 MSDOS.SYS COMMAND.COM 图9-1 MS-DOS的基本组成图9-2 DOS的内存分配图9.1.2 MS-DOS的进程 MS-DOS本质上是一个单用户、单任务的操作系统。 MS-DOS进程由三部分构成：程序段（包括代码、数据、堆栈）、程序段前缀（PSP）和环境块（EVB）。 1程序段前缀（PSP）图9-3 DOS的程序段前缀2环境块（EVB）图9-4 程序段前缀与环境块的关系9.1.3 MS-DOS的作业管理1MS-DOS的命令处理（联机方式）2MS-DOS的批处理（脱机方式）图9-5 在MS-DOS下一个作业的执行过程9.2 MS-DOS的存储管理9.2.1 MS-DOS对

3、常规内存的管理 MS-DOS对常规640KB内存的管理，采用的是静态式分区存储管理技术，向用户提供多种存储分配策略。 为了管理内存中所有已分配的和空闲的分区，MS-DOS在每个内存分区的前面都开辟一个16个字节（即一个节长）的区域，在它的里面存放该分区的尺寸和使用信息。 这个区域被称为是一个内存分区所对应的内存控制块（MCB）。 图9-6 分区内存控制块结构图9-7 内存控制块与分区的关系 MS-DOS采用这种方法管理内存中的分区后，各分区之间建立起了这样一种关系：从一个内存控制块的起始地址出发，加上一节长度（即16个字节），就到达该控制块所管理的内存分区。 在此基础上，再加上该分区的长度（它

4、在内存控制块里记录着），就到达下一个分区的内存控制块的起始位置。 MS-DOS较高版本对常规内存的分配，提供了可做出选择的三种方法： （1）最先适应法 （2）最佳适应法 （3）最后适应法 系统初启时，MS-DOS默认的是最先适应法。 9.2.2 PC机地址的构成“分段”表示法 为了利用一个字长表示出地址引线可以直接达到的存储范围，在IBM PC机中，采用了构成存储器地址的“分段”表示法。图9-10 MS-DOS中的段与非段 所谓存储空间地址的“分段”表示法，就是用“段址：段内位移”来表示20位的单元地址。 图9-11 MS-DOS地址的分段表示法图9-12 MS-DOS物理地址的形成 虽然一个

5、单元的物理地址是唯一的，但因为一个单元可以被划分在不同的存储段中，因此用“段址：段内位移”表示单元地址时，可能出现不同的表示结果。9.2.3 MS-DOS的各种内存区域 图9-13给出了MS-DOS四个存储区域：常规内存区、上位内存区、高端内存区和扩充内存区的划分情形。 图9-13 MS-DOS的不同内存区域1常规内存区2上位内存区3高端内存区4扩展内存区和扩充内存区9.3 MS-DOS的文件管理9.3.1 MS-DOS文件管理综述 在MS-DOS中，按照文件的内容，同样把文件分成普通文件、目录文件和特殊文件三类。 特殊文件是针对设备而言的，普通文件和目录文件则都存放在硬盘或软盘上。 MS-D

6、OS的文件名由两个部分组成：基本文件名和扩展名。 在MS-DOS，从根目录出发、经过子目录、然后到达一个文件的路径，称为该文件的路径名。 9.3.2 MS-DOS的文件分配表（FAT） MS-DOS通过盘卷上的文件分配表，记录普通文件和子目录文件占用磁盘存储空间的情形。 FAT中的表目总是从0开始顺序编号，表目0和1被用来存放磁盘介质标志等信息。 因此，一个文件分配表从第2个表目开始，才真正用来记录磁盘空间的分配情形。 图9-17 MS-DOS的文件分配表（FAT） 从利用文件分配表管理文件存储空间的做法可以看出以下几点。（1）MS-DOS文件采用的是链接文件这种物理结构。（2）存放在磁盘文件

7、存放区中的文件长度，只受盘空间容量的限制。子目录文件是存放在磁盘文件存放区的，因此MS-DOS虽然对根目录中的目录项数有限制，但对子目录中的目录项数没有限制，它只受限于盘空间的容量。（3）文件分配表起到了磁盘空间管理的作用，不必再用诸如“位示图”等来管理磁盘空间。（4）MS-DOS把簇的链接指针集中存放在FAT中，而不是在簇中，这一方面加快了定位文件位置的速度，另一方面也使得在MS-DOS中，对文件既可以进行顺序访问，也可以进行随机访问。（5）由于是以簇为文件存储空间的分配单位，因此总的来说，每一个文件平均要浪费半簇，它是由内部碎片造成的浪费。9.3.3 MS-DOS的树型目录结构 MS-DO

8、S的每一个盘卷都有一个根目录表，简称根目录。根目录中有很多目录项，它们可能是一般文件的目录项，也可能是子目录文件的目录项。整个根目录被固定在盘卷的根目录区中。 图9-18 MS-DOS的目录项结构9.3.4 MS-DOS文件访问的实现 为了提高对文件访问的速度，MS-DOS在整个系统中设置了一张“系统文件表”（SFT）。 该表主要用于记录系统当前同时打开的文件的有关信息，从而起到了活动文件目录的作用。 图9-19 MS-DOS的系统文件表图9-20 句柄、JFT、SFT之间的关系9.4 MS-DOS的设备管理9.4.1 MS-DOS设备管理综述 在MS-DOS的IO.SYS中，准备有一组常用的

9、标准字符设备驱动程序和块设备驱动程序，由它们支持系统提供的标准配置。 MS-DOS也向用户提供添加新设备的手段，能够方便地安装相应的设备驱动程序。 9.4.2 MS-DOS设备驱动程序的构成 MS-DOS的所有设备驱动程序都有如图9-21所示的结构，总体上分成两个部分。 一个是由18个字节组成的设备头（DH），另一个是驱动程序的实际代码。 图9-21 MS-DOS的设备驱动程序结构图9-22 MS-DOS的设备头链9.4.3 MS-DOS对块设备的管理 块设备在MS-DOS中用于存储文件，因此与文件管理关系密切。这里给出块设备管理中用到的数据结构。1驱动器参数块DPB2磁盘缓冲区（DBF）图9-23 MS-DOS的DPB与DH联