SISTEMA OPERATIVO MONOUSUARIO MS-DOS

1 MS-DOS

MS-DOS (MicroSoft Disk Operating System, Sistema operativo de disco de Microsoft) es un sistema operativo comercializado por Microsoft perteneciente a la familia DOS. Fue un sistema operativo para el IBM PC que alcanzó gran difusión.

El MS-DOS fue el producto clave en la transformación de Microsoft desde sus orígenes en los años 70 como proveedor especializado en lenguajes de programación a su actual estado como gigante en la industria informática.

Precisamente los ingresos por las ventas de MS-DOS hicieron posible un espectacular crecimiento de la compañía. De hecho, hasta la salida de Windows 95, los ingresos por MS-DOS eran superiores a los de Windows.

MS-DOS no es multiusuario o multitarea, pero se hicieron muchos intentos para agregarle estas capacidades en un futuro.

Muchos programas utilizaron la técnica terminar y permanecer residente o TSR (Terminate and Stay Resident) y otras funciones normalmente indocumentadas para proporcionar aplicaciones pop up incluyendo el popular Sidekick de Borland.

MS-DOS

2 Versiones

1.0 Liberado en 1981 como complemento al IBM-PC. Primera versión de DOS. Soporta 16 Kb de RAM, disquetes de 5,25 pulgadas de una sola cara de 160 Kb. 1.1 soporta disquetes de doble densidad de 320 Kb.

2.0 Complemento del IBM XT liberado en 1983. Más del doble de nuevas órdenes, soporte de disco duro (muy pequeño, alrededor de 5 MB).

3.0 Diseñado para soportar el nuevo hardware del IBM-AT. Añadidas unas pocas características de LAN. 3.1 Añadidas más características y soporte LAN. 3.2 Añadida capacidad para disquetes de 3,5 pulgadas y 720 Kb. 3.3 Añadida capacidad para PS/2 de IBM y los nuevos disquetes de

3,5 pulgadas de alta capacidad (1,44 MB). Capacidad para crear particiones de disco superiores a 32 MB. Nuevos caracteres internacionales añadidos con soporte para 17 países. Soporte de 4 puertos serie (antes sólo 2). Incorporación de la orden "Files" para poder abrir hasta 255 archivos simultáneamente.

Versiones

4.0 Agregado shell DOS, algunas mejoras y arreglos.

5.0 Implementado en 1991, incluyendo más características de administración de memoria y herramientas para soporte de macros, mejora del intérprete de órdenes o shell.

6.X Soporte para Microsoft Windows, desfragmentación del disco, compresión de archivos, copias de seguridad, anti-virus, Memmaker, etc.

3 ESTRUCTURA DE MS-DOS

El sistema operativo MS-DOS tiene una estructura arborescente donde existen unidades, dentro de ellas directorios y a su vez dentro de ellos tenemos los ficheros.

4 GESTION DE LA MEMORIALa primera gran clasificación de la memoria de un ordenador la

divide en ROM (Read Only Memory) y RAM (Random Acces Memory).

  Memoria ROM Es memoria no volátil de sólo lectura. No volátil. Su contenido no se pierde nunca, aún apagado el

ordenador. De sólo lectura. El usuario no puede alterar el contenido de la

ROM.

En ROM se encuentran los programas que toman el control al encender el ordenador, realizan un chequeo del sistema y finalmente buscan un sistema operativo para ejecutarlo. La BIOS reside en la memoria ROM (Basic Input Output System).

El sistema operativo junto con la BIOS es el encargado de desarrollar las operaciones más básicas del ordenador.

GESTION DE LA MEMORIAMemoria RAM

Es memoria volátil de lectura y escritura.

•Volátil. Su contenido se pierde al desconectar el ordenador. •De lectura y escritura. Es una memoria de trabajo: el usuario lee y escribe en ella tantas veces como quiera.

Es el elemento central en el funcionamiento de un ordenador. Toda la información del ordenador pasa por la memoria RAM. Para ejecutar cualquier programa tiene que estar en RAM.

Por estas razones la memoria que nos interesa es la RAM: a partir de ahora utilizaremos el término memoria para referirnos a la memoria RAM.

GESTION DE LA MEMORIA

El siguiente gráfico representa el funcionamiento general de un ordenador

Ejercicio

¿Cuál es la última versión de MS-DOS?

4.1 Tipos de memoria

•MEMORIA CONVENCIONAL•MEMORIA SUPERIOR•MEMORIA ALTA•MEMORIA EXTENDIDA

MEMORIA CONVENCIONAL

MEMORIA SUPERIOR

MEMORIAEXTENDIDA

MEMORIA ALTA

0k

640k

1024k

1088k

4096Mb

4.2 Memoria convencional

Comprende la porción entre 0K y 640K.

Esta memoria es aprovechada sin problemas por la totalidad de órdenes del sistema y las aplicaciones.

Todos los programas que admitan otro tipo de memoria, deben trasladarse para conseguir la mayor cantidad posible de memoria convencional.

La zona entre 0K y 64K se denomina también memoria baja.

4.3 Memoria superior

Es la zona situada entre los 640K y los 1024K (1Mb). Esta memoria es aprovechada principalmente por el sistema. Como la memoria ROM es lenta, se suelen copiar a esta zona, las rutinas de la ROM-BIOS y así conseguir una velocidad global mucho mayor. También se utiliza para almacenar los caracteres impresos en la pantalla en cada momento.

Sin embargo, los programadores del dos advirtieron que los datos del sistema no ocupan la totalidad de esta memoria. A partir de la versión 5.0 de ms-dos se pueden cargar controladores y programas residentes en los bloques libres de memoria superior.

Controlador de dispositivo.— Programa que comunica el ms-dos con un dispositivo hardware (impresora, ratón, tarjeta de sonido...).

Programa residente (TSR).— Programa que permanece en memoria después de ejecutarse.

Fichero CONFIG.SYS .— Es un fichero de texto ASCII que contiene una serie de órdenes especiales para configurar el ordenador. Este fichero debe encontrarse en el directorio raíz de la unidad de arranque. Al cargarse el MS-DOS primero se ejecuta el CONFIG.SYS y luego el AUTOEXEC.BAT.

4.4 Memoria alta

Es la memoria comprendida entre 1024K y 1088K.

Esta zona de apenas 64K se puede aprovechar para instalar el núcleo del ms-dos y ahorrar memoria convencional.

4.5 Memoria expandida

Es una técnica software utilizada para acceder a la memoria por encima de 1 Mb.

Precisa un administrador de memoria expandida.

Otra solución más rápida y eficiente es la llamada memoria extendida.

4.6 Memoria extendida

Es la memoria por encima de 1Mb. Para poder alcanzar esta región, el microprocesador debe trabajar en un modo llamado modo protegido. Aunque el ms-dos, no es capaz de operar en este modo, la mayoría de las aplicaciones sobre ms-dos emplean diversas técnicas para acceder a memoria extendida. Es necesario un administrador de memoria extendida como HIMEM.SYS para habilitar esta memoria.

Nota: El usuario debe revisar los requerimientos de sus aplicaciones para comprobar si necesita memoria extendida o expandida.

5. EL DISCO

estructura física estructura lógica

Es un soporte magnético que almacena información de forma permanente. La memoria, en cambio, es almacenamiento temporal.

La superficie de un disco se puede dividir según su:

estructura física

Caras o cabezas. Pistas o cilindros. Sectores.

estructura lógica

Sector de arranque. FAT. Directorio raíz Área de datos

Estructura física Cada tipo de disco posee una estructura propia, determinada por el fabricante.

  5 1/4 DD 5 1/4 HD 3 1/2 DD 3 1/2 HD 3 1/2 ED

Caras 2 2 2 2 2

Pistas/Cara

40 80 80 80 160

Sectores/Pista

9 15 9 18 36

Los valores de los discos duros dependen de su capacidad. Además, discos duros con igual capacidad y diferente fabricante pueden tener estructura física distinta.

Los valores para los discos flexibles son fijos:

DISCO DE 5 1/4 DISCO DE 3 1/2

Las caras son las superficies del disco que almacenan datos. Los disquetes actuales poseen dos caras: la superior y la inferior. Para acceder a cada cara del disco, las unidades poseen una cabeza de lectura/escritura por cada una.

Las pistas son anillos concéntricos en cada una de las caras. En los discos duros se denominan cilindros.

A su vez, las pistas se subdividen en sectores. En la mayoría de los discos un sector almacena 512 bytes de información.

Estructura lógica

Cada sistema operativo crea una estructura lógica distinta en sus discos. En este caso, estudiamos la estructura lógica creada por ms-dos.

El siguiente gráfico representa el desarrollo de un disco formateado, desde el primer sector hasta el último.

El propósito de esta estructura lógica es grabar y leer datos de la forma más eficiente posible.

Cada una de las divisiones tiene un tamaño fijo según el disco y una misión específica para el sistema operativo.

 5 1/4 DD

5 1/4 DD

3 1/2 DD

3 1/2 HD

Sector comienzo sector de arranque 0 0 0 0

Longitud sector de arranque 1 1 1 1

Sector comienzo primera FAT 1 1 1 1

Sector comienzo segunda FAT 3 8 6 10

Longitud ambas FAT 4 14 10 18

Sector comienzo directorio raíz 5 15 11 19

Longitud directorio raíz 7 14 7 14

Sector comienzo área de datos 12 29 18 33

Longitud área de datos 709 2372 1123 2848

La siguiente tabla muestra el sector de comienzo y cantidad de sectores ocupados por cada área en los cuatro disquetes más extendidos.

EJERCICIO

¿ELEMENTOS DE LA ESTRUCTURA FISICA DE UN DISCO?

Estructura lógica: el sector de arranque

Ocupa el primer sector del disco. Este sector dispone de un pequeño

programa que busca los ficheros ocultos IO.SYS y MSDOS.SYS en el directorio raíz.

Si los encuentra, carga el sistema operativo y si no, muestra alguna variante del conocido mensaje "Error, de disco de sistema. Reemplace y presione cualquier tecla".

Estructura lógica: Los grupos (clusters)

El área de datos está dividida lógicamente en grupos. Los grupos, clusters o también llamados unidades de

asignación tienen una correspondencia con los sectores del disco. En los disquetes de doble densidad, 2 sectores del área de datos forman un grupo. Pero en los disquetes de alta densidad, cada sector forma un grupo.

Los dos primeros grupos están reservados (grupos 0 y 1). El primer grupo disponible es el número 2.

Cada grupo puede almacenar información de un sólo fichero. Si un fichero no cabe en un sólo grupo, se utilizan varios -no necesariamente contiguos-.

En un disquete de 3½ HD, cada grupo almacena 512 bytes. Si crea un fichero de 1 byte, éste se almacena ocupando todo un grupo. Si luego crea otro fichero de 1 byte, éste empleará un nuevo grupo. Como vemos, el gasto del disco no es de 2 bytes sino de ¡1024 bytes!

Estructura lógica: La FAT

Como hemos indicado anteriormente, un fichero puede usar varios grupos no consecutivos. Para seguir el rastro del fichero por el disco, el dos emplea la FAT.

La FAT o tabla de asignación de ficheros es de tal importancia en un disco que se graba por duplicado. Si la FAT se estropea, el DOS no reconocerá la información del disco.

Es el índice del disco. Almacena los grupos utilizados por cada fichero, los grupos libres y los defectuosos.

EJERCICIO: QUE ES CADA UNO DE ESTOS COMPONENTES:

MEMORIA CONVENCIONAL MEMORIA SUPERIOR MEMORIA ALTA MEMORIA EXTENDIDA

EJERCICIO

ENUMERA Y EXPLICA LAS PARTES DE LA ESTRUCTURA LOGICA DE UN DISCO.

Ejemplo:

En un disquete vacío de 3½ HD creamos un fichero de 251 bytes llamado ROMANCE.TXT. Como el grupo es de 512 bytes, ROMANCE ocupa el primero disponible (grupo 2).

La FAT contiene lo siguiente:

ValorGrupo

(reservado)0

(reservado)1

(final)2

(libre)3

(libre)4

(libre)5

......

Luego, creamos otro fichero llamado SONETO.TXT de 632 bytes. Como no cabe en un sólo grupo, ocupa dos. LA FAT cambia automáticamente:

Es decir, SONETO empieza en el grupo 3, continúa en el 4 y finaliza.

ValorGrupo

(reservado)0

(reservado)1

(final)2

43

(final)4

(libre)5

......

Ahora, borramos el fichero ROMANCE.TXT. El DOS marca como libres los grupos ocupados por el fichero (en este caso, el grupo 2).  

ValorGrupo

(reservado)0

(reservado)1

(libre)2

43

(final)4

(libre)5

......

Para finalizar, creamos un nuevo fichero con 606 bytes de tamaño y de nombre RECUERDO.TXT. ms-dos busca el primer grupo disponible y lo utiliza. Como no cabe en un sólo grupo, busca otro y también lo utiliza. La FAT queda de esta forma.  

El fichero RECUERDO ha quedado fragmentado en dos grupos no contiguos: el 2 y el 5.

ValorGrupo

(reservado)0

(reservado)1

52

43

(final)4

(final)5

......

Ejercicio

¿Qué es una cara, una pista y un sector?

Estructura lógica: el directorio raiz

Esta área almacena las entradas del directorio raíz

El directorio raíz del último ejemplo es el siguiente:

Nombre Ext. Atrib. Hora Fecha Grupo 1º Tamaño

RECUERDO TXT A 17:00:06 31/08/95 2 606

SONETO TXT A 16:58:02 31/08/95 3 632

•Los subdirectorios del raíz se comportan como ficheros. •Un directorio es un fichero cuyo nombre es el nombre del directorio y cuyo contenido son las entradas del directorio. •Para diferenciar a los subdirectorios de los ficheros, el dos coloca un atributo especial a los subdirectorios (D). •Además, el directorio raíz contiene la etiqueta del disco. La etiqueta ocupa una entrada más y posee un atributo característico (E).

Estructura lógica:El área de datos

se divide en un número fijo de grupos(cluster) dependiendo del tipo de disco.

Cuando alguien habla del tamaño de un disco, en realidad, se refiere al tamaño del área de datos. En el área de datos de un disquete de 3½ HD caben 1,44 Mb.

Almacena todos los subdirectorios y ficheros del disco

EJERCICIO: COLOCA CADA MEMORIA EN SU LUGAR CORRESPONDIENTE

•MEMORIA CONVENCIONAL•MEMORIA SUPERIOR•MEMORIA ALTA•MEMORIA EXTENDIDA

???

???

????

???

0k

640k

1024k

1088k

4096Mb

EJERCICIO

¿Qué es el directorio raiz?

Ejercicio

¿Qué es un cluster?

Ejercicio

¿Qué es el sector de arranque?