《微型計算機(jī)原理與應(yīng)用》課件第1章

第1章微型計算機(jī)系統(tǒng)概述1.1微型計算機(jī)系統(tǒng)的硬件組成和基本工作機(jī)理

1.2微型計算機(jī)的軟件和操作系統(tǒng)

小結(jié)

習(xí)題一

1.1微型計算機(jī)系統(tǒng)的硬件組成

和基本工作機(jī)理

在計算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)和算法語言等課程中，對于計算機(jī)硬件組成通常描述為四大部分，即運(yùn)算器、存儲器、輸入輸出設(shè)備和控制器。通過對四大部分的簡要描述，說明計算機(jī)的運(yùn)行是如何仿照人用筆和紙進(jìn)行計算的過程?？梢姡拇蟛考菑墓δ芑蜻壿嫷慕嵌葎澐值?。對于微型計算機(jī)的硬件組成還可以用另外的分解方法。?圖1.1給出兩個微機(jī)系統(tǒng)硬件組成框圖。圖(a)是較早8086微處理器組成的IBMPC/XT系統(tǒng)的硬件框圖。此圖比較簡單，以下幾章的討論，如匯編語言程序設(shè)計和輸入輸出基本原理，均主要參照這個框圖。圖(b)是當(dāng)前奔騰微處理器組成的微機(jī)系統(tǒng)的典型硬件框圖。圖1.1微機(jī)系統(tǒng)硬件組成框圖(a)早期微機(jī)系統(tǒng)的硬件組成；(b)當(dāng)前微機(jī)系統(tǒng)的硬件組成圖1.1(a)用虛線分為兩部分，左側(cè)是主機(jī)板部分，右側(cè)是外圍(或外部)設(shè)備和接口邏輯部分。

主機(jī)板(MainBoard)又稱系統(tǒng)板(SystemBoard)和母板(MotherBoard)，它安裝在計算機(jī)機(jī)箱內(nèi)。主機(jī)板上面的集成電路是微機(jī)系統(tǒng)的核心。圖1.1(a)給出的早期微機(jī)系統(tǒng)主機(jī)板包括微處理器、主存儲器RAM、存有開機(jī)必須首先運(yùn)行的程序的只讀存儲器ROM、實現(xiàn)日歷計時和保存系統(tǒng)配置信息的RT/CMOSRAM以及總線控制邏輯?？偩€控制邏輯的作用是把微處理器與其它部件(如存儲器)或外部設(shè)備(如鍵盤、顯示器、打印機(jī)和磁盤等)連接起來。當(dāng)前奔騰系列機(jī)的主機(jī)板要復(fù)雜得多。其主要部分如圖1.1(b)所示，除了高檔微處理器之外，功能很強(qiáng)的“北橋”邏輯和“南橋”邏輯取代圖1.1(a)中的“總線控制邏輯”，形成多種不同傳輸速率的總線。例如形成的存儲器總線和視頻顯示卡總線，其傳輸數(shù)據(jù)的速率非常高，可達(dá)數(shù)吉(千兆)位每秒以上。其它中低速外部設(shè)備不要求太高的傳輸速率，南橋芯片負(fù)責(zé)形成與中低速設(shè)備的連線。這樣就既能適應(yīng)高速多媒體設(shè)備和中低速設(shè)備的需要，也能充分發(fā)揮高檔微處理器的高性能。下面對圖1.1中各部分做簡單介紹。后面的章節(jié)還將對相關(guān)部分進(jìn)行深入討論。1.1.1微機(jī)系統(tǒng)中的微處理器

組成計算機(jī)四大功能部件的運(yùn)算器和控制器都是由數(shù)字電路組成的，合起來稱為中央處理部件，縮寫為CPU(CentralProcessingUnit)。微型計算機(jī)系統(tǒng)中的微處理器(MicroProcessor)就是全部功能集成于一片超大規(guī)模集成電路的CPU。微處理器完成運(yùn)算器和控制器功能。

當(dāng)前微型計算機(jī)市場上，大多數(shù)微型計算機(jī)的微處理器是Intel公司推出的8086微處理器家族成員，有8086、80186、80286、80386、80486、奔騰(80586)、奔騰Ⅱ、奔騰Ⅲ和奔騰4等?？梢园?086微處理器看做基礎(chǔ)，以后所推出的80286等微處理器雖然都有改進(jìn)，但都保持與8086兼容，即都具有8086的基本邏輯結(jié)構(gòu)。由8086微處理器組成的微機(jī)系統(tǒng)是IBMPC/XT及其兼容機(jī)，雖然市場上已經(jīng)少見了，但從學(xué)習(xí)的角度出發(fā)，在學(xué)習(xí)匯編語言程序設(shè)計及許多部分的工作原理時，它仍然可以作為基礎(chǔ)進(jìn)行學(xué)習(xí)。為了敘述方便，把80286及以后推出的微處理器，特別是奔騰處理器組成的微機(jī)系統(tǒng)，稱為高檔微機(jī)系統(tǒng)。與8086配合使用的協(xié)處理器(coprocessor)是可選的，即可有可無。在有協(xié)處理器的微機(jī)中，通常把浮點算術(shù)運(yùn)算的任務(wù)交由協(xié)處理器完成，從而提高運(yùn)算速度。這在解決包含大量浮點運(yùn)算的任務(wù)時將大大提高效率。80486及以后的微處理器芯片已經(jīng)集成了協(xié)處理器邏輯，所以在組成微機(jī)系統(tǒng)時，不再需要在主機(jī)板上安裝單獨的協(xié)處理器芯片。1.1.2芯片組和總線組織

圖1.1(a)中所示的“總線控制邏輯”只形成一種總線，連接到主機(jī)板上多個并行的插槽上。任何外部設(shè)備，如打印機(jī)、磁盤，必須各自有接口(邏輯)卡插入插槽，才能與主機(jī)連接。但當(dāng)前微機(jī)系統(tǒng)的這部分則復(fù)雜得多，出現(xiàn)了許多新的情況：由于微處理器運(yùn)行速度高，需要與存儲器大量快速交換信息；顯示設(shè)備不再是僅能以一行行靜態(tài)的字符形式向人提供信息，而是要顯示動態(tài)的三維圖像信息；微機(jī)系統(tǒng)與互聯(lián)網(wǎng)連接可能有兩種目的：一種是本身就是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，如用作服務(wù)器或路由器，另一種是作為終端用戶，它們要求以不同速度與網(wǎng)絡(luò)連接；外部設(shè)備，除了常規(guī)的打印機(jī)、鍵盤、鼠標(biāo)、磁盤、光盤、音響設(shè)備等外部設(shè)備之外，用戶常常開發(fā)專用設(shè)備與微機(jī)系統(tǒng)連接。總之，隨著技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用需求的提高，當(dāng)前的奔騰系列機(jī)不再只有單一的一種總線，而是如圖1.1(b)所示那樣，用復(fù)雜邏輯形成多種總線和專用線。這個復(fù)雜邏輯包括北橋(northbridge)芯片和南橋(southbridge)芯片。主機(jī)板上的一組北橋芯片和南橋芯片有個專有名稱，稱為芯片組(chipset)。芯片組是主機(jī)板上除了CPU之外最重要的集成電路，它在很大程度上決定著微機(jī)系統(tǒng)的性能，Intel公司和其它廠家推出多個芯片組，以適應(yīng)奔騰系列各種微處理器組成的不同性能要求的微機(jī)系統(tǒng)的需要。

簡單地說，北橋芯片與CPU直接連接，形成高速總線(如主內(nèi)存總線、顯示總線AGP、千兆以太網(wǎng)總線)并與南橋芯片連接。南橋芯片則形成多種中低速總線和專用連線。1.1.3隨機(jī)存儲器RAM和只讀存儲器ROM

RAM和ROM是半導(dǎo)體存儲器中的兩大類型。RAM接受程序的控制，既可以向其中寫入數(shù)據(jù)存儲起來，又可以把其中存儲的數(shù)據(jù)讀出來?？梢奟AM可以存儲程序，也可以存儲程序運(yùn)行時需要的數(shù)據(jù)、中間結(jié)果和最后結(jié)果。RAM包含的字節(jié)數(shù)(即容量)和工作速度是微機(jī)系統(tǒng)的重要性能指標(biāo)。8086微處理器組成的微機(jī)系統(tǒng)最多只能有1MB(兆字節(jié))的存儲器容量，而奔騰系列微處理器組成的微機(jī)系統(tǒng)最多可以有4GB(吉字節(jié))，如果允許擴(kuò)展尋址，最多可以有64GB的存儲器容量。只讀存儲器ROM的基本特點是其中存儲的信息是事先寫入的，在工作中不會改變，即使電源斷電也不會丟失。ROM中寫入的信息可以是常數(shù)，供程序讀出使用，也可以是完成特定任務(wù)的程序。1.1.4RT/CMOSRAM和BIOS

在高檔微機(jī)主機(jī)板上，都有一片稱為RT/CMOSRAM(ComplementaryMetal-OxideSemiconductor，簡稱CMOS)的集成電路。它在電池支持下工作，就是說在機(jī)器關(guān)掉電源后它仍在工作。它包括計數(shù)邏輯和256B(字節(jié))的可讀寫存儲器，完成兩個功能：一個功能是計數(shù)和提供實時的日歷時間，包括年、月、日、時、分、秒；另一個功能是存儲系統(tǒng)配置的信息，例如系統(tǒng)的存儲器、顯示器、磁盤驅(qū)動器等的參數(shù)，這些信息都是系統(tǒng)運(yùn)行時所需要的。上一節(jié)介紹了只讀存儲器ROM的基本特點。主機(jī)板上有一片ROM，稱為ROM-BIOS，或簡稱為BIOS(BasicInputOutputSystem)，是“基本輸入輸出系統(tǒng)”的英文縮寫。這個ROM芯片中固化著一組非常重要的程序。它們分別是：

(1)基本輸入輸出程序。這是一組驅(qū)動常規(guī)外部設(shè)備的子程序，例如鍵盤的讀入，顯示器字符的顯示，打印機(jī)的輸出打印等等，供系統(tǒng)軟件和用戶程序調(diào)用。

(2)?CMOS設(shè)置程序。如前所述，CMOSRAM中存儲著整個微機(jī)系統(tǒng)的配置信息。而這些信息是通過運(yùn)行程序置入的。這段程序就是CMOS設(shè)置程序。一臺新買來的微型計算機(jī)通常要進(jìn)行設(shè)置(Set-up)操作，或者每次開機(jī)時提醒用戶按某個特殊功能鍵，進(jìn)入設(shè)置狀態(tài)進(jìn)行設(shè)置操作，實際上就是運(yùn)行CMOS設(shè)置程序往RT/CMOSRAM中置入系統(tǒng)配置信息。

(3)自診斷程序。開機(jī)時，這段程序通過讀取CMOSRAM中的內(nèi)容識別硬件配置，并對其進(jìn)行自檢和初始化。

(4)系統(tǒng)自舉裝載程序。在自診斷程序成功運(yùn)行之后運(yùn)行這段程序，開始從磁盤上裝入和運(yùn)行操作系統(tǒng)。

顯然，CMOS和BIOS都是很重要的，但是要把它們區(qū)別開來，前者是保存特殊信息的RAM，后者是存有開機(jī)首先運(yùn)行的一組程序的ROM。它們之間的聯(lián)系是CMOSRAM中的信息是在運(yùn)行BIOSROM中的程序時獲得和置入的。1.1.5輸入輸出接口板

許多外部設(shè)備，例如顯示器、打印機(jī)和磁盤驅(qū)動器等，雖然它們都是不同廠家遵照某種標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的，但是它們的輸入輸出仍不能直接與微機(jī)系統(tǒng)的公用總線相連接。在公用總線與外部設(shè)備之間仍然需要適配邏輯——統(tǒng)稱為I/O接口板。?實際上每種外部設(shè)備都有自己的接口板，例如顯示器適配器、并行打印接口、磁盤接口板等。

隨著集成電路技術(shù)的發(fā)展，不僅各種設(shè)備的接口邏輯集成為專用的集成電路，而且已有一種趨勢，將多種外部設(shè)備的接口邏輯集成于一片電路中，出現(xiàn)各種多功能接口板。第8章將討論常用外部設(shè)備接口板的功能和編程方法。1.1.6微型計算機(jī)的基本工作機(jī)理

在學(xué)習(xí)高級語言編程時，我們并不知道計算機(jī)是如何執(zhí)行一條條語句的，想象不出如全加器、寄存器等邏輯電路是如何完成求sin(x)等復(fù)雜函數(shù)語句的?，F(xiàn)在可以回答這個問題了。理解這個問題涉及到指令、程序、程序存儲和程序的執(zhí)行等幾個基本概念。

1.指令和程序

我們知道，以全加器為核心的算術(shù)邏輯單元(ALU)，在控制信號控制下，可以完成兩數(shù)相加、兩數(shù)相減、兩數(shù)邏輯加、一個數(shù)的取反、一個數(shù)取負(fù)等算術(shù)或邏輯運(yùn)算。任何微處理器芯片中，都包括ALU邏輯，除上述基本算術(shù)邏輯運(yùn)算外，微處理器還可以完成數(shù)據(jù)在寄存器之間、寄存器與存儲器之間、寄存器與外部設(shè)備之間的傳送操作。我們知道乘法是連加運(yùn)算，除法的商可在連減的過程中產(chǎn)生，sin(x)等許多函數(shù)可以展開成只含加、減、乘、除基本運(yùn)算的級數(shù)?？傊疅o論多么復(fù)雜的運(yùn)算都可以分解為一系列基本運(yùn)算。計算機(jī)執(zhí)行高級語言的任何一條語句，都是在執(zhí)行了一系列基本運(yùn)算后完成的。計算機(jī)能直接完成兩數(shù)加、減、邏輯乘、邏輯或以及數(shù)的取反、取負(fù)、傳輸?shù)鹊仍S多基本運(yùn)算或操作，每種基本運(yùn)算或操作稱為一條指令。在學(xué)習(xí)微機(jī)原理和匯編語言編程時，指令是最基本、最重要的概念。如何理解指令和程序的概念?我們應(yīng)掌握以下要點：

(1)一個微處理器所能執(zhí)行的全部指令，就是這個微處理器的指令系統(tǒng)(InstructionSet)。一個微處理器的指令系統(tǒng)是設(shè)計微處理器時決定的，成為微處理器固有的功能。指令及指令系統(tǒng)所能完成的功能的強(qiáng)弱，是這種微處理器功能強(qiáng)弱的具體體現(xiàn)。

(2)指令在微處理器內(nèi)是以代碼形式出現(xiàn)和施展控制的，任何一條指令都用與其它指令不同的代碼表示。假設(shè)微處理器內(nèi)有寄存器A和寄存器B，又假設(shè)“寄存器A中的數(shù)與寄存器B中的數(shù)相加，其和存入寄存器A”是一條指令，并假設(shè)其指令碼為00000001，那么微處理器內(nèi)一旦出現(xiàn)了指令碼00000001，?就會按指令功能的規(guī)定執(zhí)行寄存器A與B內(nèi)容相加，和存于A的操作。指令碼對操作的控制方法也是不難理解的：微處理器內(nèi)有專用的寄存器寄存指令碼，這個寄存器稱為指令寄存器，它的輸出控制是專門設(shè)計的組合網(wǎng)絡(luò)，這個組合網(wǎng)絡(luò)能在指令碼控制下，把時鐘脈沖變換成完成該指令操作所需要的控制信號序列，加到ALU等執(zhí)行邏輯，完成指令包含的一系列微細(xì)操作。

(3)按運(yùn)算功能要求把指令排列起來，這就是程序。指令是構(gòu)成程序的基本單元。對于不同型號的微處理器或由不同型號微處理器組成的微型計算機(jī)，可能編出具有相同運(yùn)算功能的程序，例如都有計算cos(x)的功能，但編程用的指令和指令序列可能是不同的。這是因為不同型號微處理器有不同的指令系統(tǒng)，而且編程序時不能寫入指令系統(tǒng)中不存在的主觀臆造的“指令”。可見，這里所說的程序與高級語言編的程序有很大差別，高級語言編程用的語句絕大多數(shù)是不隨微機(jī)型號而改變的，而這里所說的編程序用的指令則完全依賴于微處理器的型號。高級語言易于學(xué)習(xí)掌握，因為其語句形式很接近自然語言，而這里所說的指令所指明的操作是計算機(jī)內(nèi)的基本操作，只有那些有計算機(jī)原理知識的人才能理解，所以也只能由這樣的人編寫程序。直接用表示指令的二進(jìn)制代碼編程，稱為用機(jī)器碼語言編程。為了便于記憶和書寫，每條指令的二進(jìn)制代碼可用一組字母或符號表示，用字母或符號表示的指令編程稱為用匯編語言編程。用匯編語言編的程序最終必須變換成機(jī)器碼語言程序才能在計算機(jī)內(nèi)執(zhí)行。在計算機(jī)內(nèi)，任何信息都必須以二進(jìn)制代碼形式存在。不難想象，高級語言程序中的一條語句的功能都是靠若干條指令的程序段完成的。

(4)機(jī)器碼指令排出的程序在準(zhǔn)備執(zhí)行時，?必須存儲于存儲器中。?程序存儲于存儲器中，而不是臨時由人工把一條條指令輸入計算機(jī)，這一點成為計算機(jī)之所以有很強(qiáng)功能的關(guān)鍵之一。這是因為以電子速度從存儲器中取出指令要比人工輸入指令快很多很多。許多計算器沒有存儲程序的功能，在計算一個長的算術(shù)式時，要人工一步一步打入“指令”，這就是計算器與計算機(jī)的重要區(qū)別之一。

2.計算機(jī)的基本操作過程

建立了指令和程序的概念之后，不難總結(jié)出計算機(jī)的基本工作機(jī)理。計算機(jī)的工作就是運(yùn)行程序，未運(yùn)行程序的計算機(jī)就是未工作或“未上班”的計算機(jī)。在正常情況下，一臺微機(jī)的電源一接通，就開始運(yùn)行某種程序，這是應(yīng)該牢牢記住的概念。所謂運(yùn)行程序，就是這樣一個連續(xù)的過程：逐條地從存儲器中取出程序中的指令并執(zhí)行指令規(guī)定的操作?；仡櫱懊嬗懻摰奈⑿蜋C(jī)硬件組成不難看出，計算機(jī)的硬件是實現(xiàn)上述過程的基礎(chǔ)。存儲器既存儲程序又存儲數(shù)據(jù)。微處理器逐條地從存儲器中取出程序中的指令碼，把指令碼變換成控制信號序列，將控制信號發(fā)向有關(guān)的部件，控制完成指令規(guī)定的操作。指令的操作可能是某種運(yùn)算，也可能是從存儲器的數(shù)據(jù)區(qū)取來某個數(shù)據(jù)或向某個存儲單元存入一個數(shù)據(jù)，也可能是與某個外部設(shè)備之間傳送數(shù)據(jù)。

下面我們就微處理器、微型計算機(jī)的“微”字作些介紹。首先，微處理器、微型計算機(jī)的“微”字來源于微電子學(xué)的“微”字。集成電路技術(shù)是微電子學(xué)的核心，微處理器為超大規(guī)模集成電路(VLSI)，是微電子學(xué)發(fā)展的結(jié)果；微型計算機(jī)是以微處理器為核心的計算機(jī)，其體積小。

其次，從計算機(jī)分類來說，計算機(jī)的出現(xiàn)比集成電路的出現(xiàn)早得多。早在復(fù)雜的微處理器出現(xiàn)之前，根據(jù)功能的強(qiáng)弱和體積的大小，計算機(jī)有大型、中型和小型計算機(jī)之分。大約20世紀(jì)70年代后期微型計算機(jī)出現(xiàn)，體積比小型計算機(jī)小得多，但這不意味著微型機(jī)的功能也比小型機(jī)弱，今天的微型計算機(jī)之功能比20世紀(jì)70年代的中型計算機(jī)的功能還要強(qiáng)?？茖W(xué)技術(shù)的發(fā)展并不受人為的定義的限制，微電子學(xué)集成電路技術(shù)不可能僅限制用于生產(chǎn)微處理器和微型計算機(jī)。新的大型、中型和小型計算機(jī)中采用了大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路器件后，功能也遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了20世紀(jì)70年代的大型計算機(jī)。 1.2微型計算機(jī)的軟件和操作系統(tǒng)

軟件是程序，而且主要是指那些由專業(yè)人員編制的、在計算機(jī)上運(yùn)行時增強(qiáng)了計算機(jī)功能的程序。從用戶使用的立場出發(fā)，代表計算機(jī)特征的是它的功能。不但組成計算機(jī)的硬件可以影響計算機(jī)的功能，而且計算機(jī)所具有的軟件也可以影響計算機(jī)的功能。從對計算機(jī)功能影響的意義上來看，硬件和軟件的作用是相同的?，F(xiàn)今市場上銷售的計算機(jī)系統(tǒng)，沒有一臺是不帶任何軟件的“計算機(jī)”。所以軟件是組成微機(jī)系統(tǒng)不可缺少的部分。計算機(jī)軟件分為兩大類：系統(tǒng)軟件和應(yīng)用(或用戶)軟件。系統(tǒng)軟件是這樣的一些程序，計算機(jī)在運(yùn)行這些程序時，為其它程序的開發(fā)、調(diào)試、運(yùn)行等建立一個良好的環(huán)境：能方便地輸入程序，作好執(zhí)行前的準(zhǔn)備處理以及可靠運(yùn)行程序。系統(tǒng)軟件一般是專業(yè)公司開發(fā)后由計算機(jī)廠商提供的。應(yīng)用軟件是系統(tǒng)的用戶為解決自己特定問題的需要而開發(fā)的程序或購買的程序。本書的重點之一就是講述如何使用匯編語言開發(fā)應(yīng)用軟件的技術(shù)。微機(jī)系統(tǒng)接通電源后運(yùn)行的第一個系統(tǒng)軟件是固化在主機(jī)板上ROM中的BIOS，然后運(yùn)行系統(tǒng)最基本最重要的系統(tǒng)軟件——操作系統(tǒng)(OperatingSystem)，如DOS或Windows。屬于系統(tǒng)軟件的還有在操作系統(tǒng)支持下的各種工具和各種語言處理程序等，例如，各種文本編輯程序(TextEditor)和C語言、Basic語言等的編譯、解釋程序以及聯(lián)接(Link)、調(diào)試(Debug)程序等。操作系統(tǒng)作為微機(jī)系統(tǒng)中最重要的系統(tǒng)軟件，其功能和作用可以簡單地歸納為：控制和管理計算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)各種硬件和軟件資源，合理有效地組織計算機(jī)系統(tǒng)的工作，為用戶提供一個使用方便可擴(kuò)展的工作環(huán)境，從而起到連接計算機(jī)和用戶(包括用戶軟件)的接口作用。目前有多種操作系統(tǒng)，其中有代表意義的兩種操作系統(tǒng)是DOS和Windows，它們各自又有多種版本。DOS用于早期的微機(jī)系統(tǒng)，而目前微機(jī)系統(tǒng)基本上用Windows。1.2.1DOS的功能和結(jié)構(gòu)

DOS(DiskOperatingSystem)是磁盤操作系統(tǒng)的簡稱，是理解操作系統(tǒng)功能和學(xué)習(xí)其它操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)。即使目前微機(jī)系統(tǒng)中都采用Windows操作系統(tǒng)，但由于Windows中仍然包含DOS中的主要功能，用戶可以方便地由Windows工作環(huán)境進(jìn)入DOS工作界面。一個高級程序員利用DOS提供的功能可以開發(fā)出更佳的軟件產(chǎn)品。

DOS的基本功能是由下列4個組成部分完成的：

(1)自舉記錄(BootRecord)。它位于DOS磁盤的第一個扇區(qū)。每當(dāng)系統(tǒng)加電時，便先開始執(zhí)行固化在計算機(jī)內(nèi)只讀存儲器中的ROMBIOS程序，完成的操作之一是先把磁盤上的自舉記錄程序讀入內(nèi)存，再轉(zhuǎn)而運(yùn)行自舉記錄程序。依靠自舉記錄程序的運(yùn)行，才把DOS的其它程序一個模塊一個模塊地從DOS磁盤中讀入內(nèi)存。

(2)在MSDOS中名字為IO.SYS的文件。文件中包含一組基本輸入輸出設(shè)備驅(qū)動程序(devicedriver)。這些程序是對“標(biāo)準(zhǔn)外部設(shè)備”(標(biāo)準(zhǔn)的輸入設(shè)備——鍵盤，標(biāo)準(zhǔn)的輸出設(shè)備——顯示器，標(biāo)準(zhǔn)的輔助設(shè)備——第一個串行通信接口以及標(biāo)準(zhǔn)打印輸出設(shè)備——第一個并行打印機(jī)接口)編程時可以調(diào)用的子程序。這些設(shè)備的工作都要由各自的程序來驅(qū)動。這組程序不僅DOS本身在處理許多命令時要使用，而且在其它各種語言編程時還可被調(diào)用，從而為程序設(shè)計帶來很多方便。所以，它們是低層次的硬件(指標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備)的接口。IO.SYS文件為隱文件，用DIR命令不能列出DOS盤中的隱文件。

(3)在MSDOS中名字為MSDOS.SYS的文件。這是DOS程序的核心，承擔(dān)文件的管理功能。后面我們會講到，磁盤文件管理的操作種類很多，所以這部分功能很復(fù)雜，也很重要，其中的很多子程序，例如在磁盤上建立文件、向文件中寫入內(nèi)容、從文件中讀出內(nèi)容等，可用匯編語言的指令調(diào)用。這些將在第3章介紹。該文件也是隱文件。

(4)名字為COMMAND.COM的文件。DOS的這個部分完成對系統(tǒng)的監(jiān)控任務(wù)，接受用戶的命令并對命令進(jìn)行處理。命令處理程序分三部分：第一部分是裝入內(nèi)存后常駐內(nèi)存的；第二部分是DOS的初始化部分；第三部分是DOS的暫駐部分。“暫駐”內(nèi)存就是臨時駐內(nèi)存，只在需要時，由常駐內(nèi)存部分的程序負(fù)責(zé)把暫駐內(nèi)存部分裝入內(nèi)存。暫駐內(nèi)存部分的任務(wù)是負(fù)責(zé)內(nèi)部命令和批處理文件的處理。當(dāng)把暫駐部分裝入內(nèi)存時，被裝入到內(nèi)存空間的高端。當(dāng)其它程序被裝入和執(zhí)行時，暫駐部分可能被沖掉，需要時再重新裝入。

DOS的命令處理程序可以處理兩類命令。一類命令稱為內(nèi)部命令。內(nèi)部命令處理程序就在DOS的基本文件COMMAND.COM之內(nèi)。另一類命令稱為外部命令。每個外部命令處理程序都是一個單獨的文件，它存儲在DOS磁盤中，它的文件名和命令名相同。用戶在使用命令操作時，內(nèi)部命令和外部命令沒什么差別。1.2.2系統(tǒng)的啟動和DOS裝入內(nèi)存

前面說過，計算機(jī)的工作就是執(zhí)行程序，計算機(jī)的啟動過程也必須是執(zhí)行程序的過程。當(dāng)電源接通時，機(jī)器開始執(zhí)行程序的第一條指令地址是0FFFF0H(IBMPC/XT機(jī))。由于0F000H段空間分配給ROMBIOS,所以這第一條指令就在ROM中。ROMBIOS的功能已經(jīng)在1.1.4節(jié)講過。其中的系統(tǒng)自舉裝載程序?qū)汛疟P中的“自舉記錄”首先裝入內(nèi)存，然后轉(zhuǎn)向執(zhí)行裝入的自舉記錄程序，把DOS逐步裝入內(nèi)存。8086微處理器組成的IBMPC/XT只支持1MB內(nèi)存，DOS裝入后內(nèi)存的分配如圖1.2所示。圖1.2DOS裝入后的內(nèi)存分配(a)?PC系統(tǒng)存儲區(qū)分配；(b)?TPA存儲區(qū)分配；(c)系統(tǒng)區(qū)地址分配

DOS裝入后，存儲器地址低端的640KB稱為臨時程序區(qū)TPA(TransientProgramArea)，地址高端的384KB為系統(tǒng)區(qū)(SystemArea)。286以后的微機(jī)系統(tǒng)有擴(kuò)展內(nèi)存區(qū)，占據(jù)更高端地址。1.2.3Windows與DOS的主要區(qū)別和特點

微軟公司開發(fā)的Windows是目前世界上用戶最多、兼容性最強(qiáng)的操作系統(tǒng)。Windows操作系統(tǒng)于1985年推出，后來陸續(xù)推出許多版本。盡管這些版本功能越來越強(qiáng)，但它們與DOS相比，最主要的進(jìn)步仍然是兩點：

(1)用圖形界面和鼠標(biāo)操作取代了只能用鍵盤輸入字符命令的操作。用戶利用Windows提供的彩色界面，點擊鼠標(biāo)，完成絕大部分在用DOS時鍵盤輸入字符串命令所要完成的任務(wù)。默認(rèn)的Windows開始窗口界面包括“任務(wù)欄”和“桌面”。用戶可以很方便地通過點擊鼠標(biāo)來運(yùn)行各種程序。

(2)?DOS情況下，?系統(tǒng)只能同時運(yùn)行一個程序，或者說系統(tǒng)的全部資源被一個程序獨占。Windows情況下，系統(tǒng)可以運(yùn)行多道程序，或稱多任務(wù)、多線程。例如，用戶可以同時運(yùn)行