Управление файловой системой в MS-DOS

ЧТО ТАКОЕ MS-DOS?

    MS-DOS расшифровывается  как дисковая операционная система.  Операционная система - это программа,  координирующая действия вычислительной  машины; под ее управлением осуществляется  выполнение программ. MS-DOS - операционная  система, расположенная на дисках. Разработчиком MS-DOS является Корпорация Microsoft.

    Три основные функции операционной системы:

    1. Обмен  данными между компьютером и  различными периферийными устройствами (терминалами, принтерами, гибкими  дисками, жесткими дисками и  т.д.). Такой обмен данными называется "ввод/вывод данных".

    2. Обеспечение  системы организации и хранения  файлов.

    3. Загрузка  программ в память и обеспечение  их выполнения.

    Операционная  система MS-DOS блестяще справляется со своими обязанностями. На практике одно из основных преимуществ использования MS-DOS заключается в простоте ее понимания, несмотря на функциональную сложность, то есть система рассчитана на выполнение достаточно сложных функций.

     Основные  понятия

• операционная  система (DOS) - совокупность программ, управляющих работой ПК;

• файл - набор взаимосвязанных данных, имеющих общее имя, находящихся на дискете или винчестере и доступных для обработки на компьютере;

• драйвер – программа, управляющая внешними устройствами;

Пример:

kbr.sys - драйвер клавиатуры

• каталог (директория) - группа файлов, объединенных по какому-либо признаку.

Вся информация, хранящаяся в ПК, размещается в файлах. Для обращения к файлу используется имя файла.

ИМЯ ФАЙЛА: имя, тип

• имя - может содержать латинские буквы, цифры и знаки подчеркивания, не более 8 символов;

• тип - может содержать  латинские буквы, цифры и знаки  подчеркивания, не более 3 символов. Тип  или расширение могут отсутствовать.

Пример:

docum1.txt lex.bat baza

     Для удобного обращения к файлам используются каталоги. В каталоге могут размещаться файлы и другие каталоги. Таким образом, каталоги образуют дерево.

Имена каталогов могут быть такими же, как и имена файлов, а также:

• . - текущий каталог;
• .. - родительский каталог;
• \ - корневой каталог.

Имена каталогов завершаются  символом \ (обратная косая).

     Для обращения к файлу, расположенному не в текущем каталоге, используется полное (маршрутное) имя файла. Пример:

c:\bux\ve.prg

c:\lex\lex.exe

d:\users\fox\fhg.fox

Стандартные названия устройств

     Назначая  нестандартное устройство, нужно грамотно указать его название. Каждое устройство (например, принтер) имеет стандартное системное имя, относящееся именно к этому устройству. Имя резервируется даже для фиктивного устройства, которое используется при тестировании системы. 

ФАЙЛОВАЯ  СИСТЕМА 

     Файловая  система является одной из важнейших  систем MS-DOS. Она используется как  во время загрузки операционной системы, так и в процессе ее работы. Сама операционная система записана на системном диске в виде файлов (io.sys, msdos.sys, command.com, драйверы, внешние команды и т. д.). Все прикладные программы и вообще все программы, а также данные для них хранятся на дисках в виде файлов, поэтому можно сказать, что файловая система - ключевая система MS-DOS.

     Для обращения к файловой системе  прикладная программа должна использовать специальные функции программного прерывания MS-DOS. Такие функции выполняют  все файловые операции - создание, удаление файлов и каталогов, буферизованная и не буферизованная запись или чтение, получение справочной информации о состоянии файловой системы и другие.

     Файловая  система работает с дисками через  драйверы. Драйверы, в свою очередь, пользуются сервисом BIOS.

     На  уровне BIOS выполняются элементарные операции с диском, такие как чтение/запись секторов, форматирование и т. п. Этот низкий уровень доступен и прикладной программе, но обычно она пользуется функциями прерывания MS-DOS, выполняющими все необходимые действия по обслуживанию каталогов и таблицы размещения файлов (File Allocation Table - FAT). Программы защиты от несанкционированного доступа или копирования вынуждены обращаться к средствам более низкого уровня, вызывая прерывания BIOS, или даже работать с контроллером диска через порты ввода/вывода.

     Используя систему MS-DOS, отвечающую за связь с  драйверами, прикладные программы могут  выполнять элементарные операции с  диском, такие как форматирование, с помощью драйвера диска. 
 
 
 

РАБОТА  С ФАЙЛАМИ 

     Для создания файла предназначена функция  3Ch прерывания INT 21h. С помощью этой функции может быть создан файл, как в текущем, так и в любом другом каталоге. Если файл с указанным именем уже существует, он обрезается до нулевой длины.   Дополнительно функция 3Ch выполняет операцию открытия только что созданного файла, возвращая программе файловый индекс. При создании файла программа может указать требуемые атрибуты, которые будут использованы другими функциями для определения возможности предоставления доступа к файлу.

Приведем формат вызова функции создания файла:

При выполнении этой функции возможны следующие ошибки:

• отсутствует какой-либо элемент в пути для создаваемого файла, например, диск или каталог;
• была сделана попытка создать файл в корневом каталоге, но корневой каталог переполнен;
• в указанном каталоге уже есть файл с таким именем, и этот файл имеет атрибут "Только читаемый";
• пользователь, который работает в сети, не имеет прав доступа для выполнения указанной операции.

   Операционная система игнорирует попытки создания с помощью этой функции каталогов или метки диска.

   Для того, чтобы  случайно не уничтожить содержимое файла  с таким же именем, как и создаваемый, программа может использовать функцию  5Bh. Эта функция проверяет заданный путь на предмет наличия указанного файла. Если такой файл уже существует, функция возвращает программе признак ошибки.

Формат вызова функции:

Если требуется  временный файл, можно создать его с помощью функции 5Ah:

     Операционная  система не будет автоматически  удалять созданный временный файл после завершения работы программы или перезагрузки. Программа должна сама удалить этот файл.

     Перед тем, как начать работу с файлом, его нужно открыть. Функции, создающие  новые файлы, открывают новые  файлы автоматически. Для того, чтобы открыть существующий файл, можно воспользоваться функцией 3Dh:

     С помощью  функции 3Dh можно открыть любой файл (но не каталог). Если требуется вид доступа "запись", открываемый файл не должен иметь атрибут "Только читаемый".

     Для использования битов 4...7 (управляющих доступом к файлу другими программами в сети) должна быть запущена программа SHARE.EXE.

     Если  используется бит наследования, то порожденному процессу наследуются запрошенный при открытии файла вид доступа.

     Операционная  система MS-DOS версии 4.0 имеет в своем  составе функцию 6Ch, обладающую расширенными возможностями по созданию и открытию файлов:

Регистр BX на входе задает флаги расширенного режима открытия файла в следующем формате:

     Описанная выше функция является комбинацией функций 3Dh и 3Ch (открытие и создание файла). Она удобна, но при ее использовании программа должна убедиться в том, что версия используемой операционной системы не ниже, чем 4.0. 
 

Удалить файл можно  при помощи функции 41h прерывания INT 21h: 
 

     С помощью  этой функции нельзя удалить файл, имеющий атрибут "Только читаемый".

     Под удалением файла понимается вычеркивание файла из каталога и освобождение всех принадлежавших ранее этому  файлу кластеров. Эти кластеры отмечаются в таблице размещения файлов как свободные. Уничтожения информации на диске при стирании файлов не происходит, поэтому в некоторых случаях можно полностью восстановить случайно удаленные файлы.

     Стандартные библиотеки трансляторов Microsoft QC 2.5 и C 6.0 содержат функции для работы с файлами. Эти функции можно разделить на две группы - функции ввода/вывода низкого уровня и функции ввода/вывода потоком. Вторая группа функций использует буферизацию и будет рассмотрена в разделе, посвященном буферизованному вводу/выводу.

     Функции ввода/вывода низкого уровня отображаются на описанные выше функции прерывания INT 21h (и функции этого же прерывания, предназначенные для чтения/записи, позиционирования и т.д.).

Для создания файла  можно использовать функцию creat():

int creat(char *filename, int mode);

Эта функция и ее параметры описаны в файлах io.h, sys\types.h, sys\stat.h, errno.h.

     Первый  параметр определяет путь создаваемого файла и его имя. Если файл с  указанным именем существует, и не имеет атрибута "Только читаемый", функция сбрасывает длину файла до нуля. Предыдущее содержимое файла при этом уничтожается.

     Второй  параметр позволяет задать атрибуты создаваемого файла. Он может иметь  следующие значения: 

     В операционных системах MS-DOS и OS/2 невозможно создать  файл, в который можно было бы писать, но из которого было бы нельзя читать информацию. Поэтому задание второго параметра как S_IWRITE приведет к созданию такого файла, для которого разрешены как операция записи, так и операция чтения.

     После создания файла функция creat() открывает новый файл и возвращает файловый индекс (handle) или код ошибки.

     Функция open() предназначена как для открытия существующих файлов, так и для создания новых:

int open(char *filename, int oflag [, int pmode]);

     Первый  и третий параметры в этой функции  аналогичны параметрам функции creat(), причем третий параметр нужен только при создании нового файла. Квадратные скобки указывают на то, что этот параметр является необязательным.

     Параметр  oflag может являться результатом битовой операции или над следующими константами, определенными в файле fcntl.h:

     Для того, чтобы закрыть файл, открытый функциями creat() или open(), нужно использовать функцию close():

int close(int handle);

     В качестве параметра функции передается файловый индекс, полученный при открытии или  создании файла. Функция возвращает 0 при успешном закрытии файла, или -1 при ошибке.

     Код ошибки для этой и других функций  стандартных библиотек трансляторов Microsoft QC 2.5 и C 6.0 записывается в глобальную переменную errno. 
 
 
 
 
 
 
 
 

     СПИСОК  ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Олифер В. Г., Олифер Н. А. Сетевые операционные системы. – СПб.: Питер, 2002.
2. Герхард Франкен, Сергей Молявко "MS-DOS 6.2 ... для Пользователя", Киев, BHV, 1994,  Москва, БИНОМ, 1994.
3. "DOS 3.3. Техническое руководство". Методические материалы, 1994