KarbosGuide.dk. Modul 6c.

Lidt om styresystemer og driverprogrammer


Om indholdet:

  • Hvad er et styresystem?
  • Styresystemet genkender hardware
  • Systemsoftware
  • BIOS eller drivprogrammer
  • Hvilke styresystemer?
  • DOS-styring af hardware
  • 32-bits drivere
  • Installation af nye drivere
  • Nęste side
  • Forrige side
  • Klik & Lær omhandler først og fremmest om hardware. På denne side vil jeg inddrage styresystemet i det omfang, det danner en grænseflade ned mod hardware. Styresystemet hører tæt sammen ROM-BIOS-programrutinerne, der omtales i modul 2a . De to programlag (styresystem + BIOS) kaldes til sammen systemsoftware,og det kan være meget nyttigt at forstå deres betydning for pc'en.

    Lad os starte med at se, hvad et styresystem egentligt er.


    Hvad er et styresystem?

    Top

    Når vi taler om styresystemet, kan det anskues på flere måder:

  • Et styresystem er et antal filer, der indlæses fra harddisken som afslutning på pc'en opstarts-rutine.

  • Et styresystem er et programlag, der knytter an til pc'ens hardware og harmoniserer den, så brugerprogrammerne kan afvikles optimalt.

    Her ses en tredje, mere klassisk, model for styresystemer, hvor styresystemet opdeles i tre funktioner, som i princippet er uafhængige:

    DelFunktion
    Kerne Et lav-niveau programlag, der indlæses under boot processen. Kernen har mange opgaver, blandt andet kontrol af data-flowet mellem hukommelse og I/O-enheder.
    Skal, brugerflade At modtage og afsende data til og fra brugeren. Brugerfladen kan være grafisk som i Windows eller tekstbaseret som i DOS og Unix.
    Filsystem En standard for diskenes formatering.

    Modellen er god, fordi den lægger op til at udskifte de tre enkeltdele hver for sig. Det kan måske belyses med et par eksempler:

  • Windows 3.0 var "blot" en ny brugerflade til DOS.
  • OS/2 har to brugerflader: en grafisk og en tekstbaseret. Det har Windows i princippet også.
  • Unix kan udstyres med en Windows-lignende brugerflade.
  • DOS kom i mange versioner med ny kerne, hvorimod brugerfladen og filsystemet var uændret.
  • Windows 95 og 98 kan arbejde med filsystemerne FAT og FAT32. Desværre er filsystemet NTFS ikke fremstillet til Windows 95/98, men det kan lade sig gøre.

    Styresystemet forbinder hardware med software

    Lad os tage udgangspunkt i en af de andre definitioner: Styresystemet forbinder software til hardware. Det drejer sig om at få brugerprogrammer (som Works, Office osv.) til at fungere på alle tænkelige hardware-konfigurationer. Man kan forestille sig forholdet mellem hardware og brugerprogrammer sådan:

  • Hardware er noget kantet, uensartet. Der findes utallige varianter af pc'er: De kan have den ene eller den anden type harddisk, CPU, grafikkort osv. Og alle disse varianter af pc'er opfører sig på hver sin måde.

  • Brugerprogrammerne er 100% ensartede. Det er hyldevarer, som forventer, at pc'en opfører sig på én bestemt måde.

    Hvordan får vi disse to lag til at spille sammen? Kan vi udligne alle forskellene i pc'ernes hardware, så et standardprodukt som Works bare virker? Ja, det kan vi. Vi indlæser etstyresystem - et system-lag, der udglatter, udjævner og standardiserer hardwaren:

    Du skal altså forstå styresystemet som et nødvendigt mellemlag, der udjævner knaster og kanter på din pc's hardware, så brugerprogrammerne får en stabil og homogen platform at hvile på.


    Styresystemet genkender hardware

    Top

    pc'ens hardware udgør ressourcer i forhold til brugerprogrammet.

    Tænk på dit tekstbehandlingsprogram: Du skal udskrive, printe. Programmet udskriver - og forventer, at dokumentet bliver udskrevet som planlagt. Tekstbehandlingsprogrammet sender data afsted efter dit ønske. Hvordan de omformes til signaler, som din printer forstår - det er ikke tekstbehandlingsprogrammets problem. Printeren er en ressource i forhold til tekstbehandlingsprogrammet. Og kontakten til disse ressourcer foregår via styresystemet. Dette gælder alle de ressourcer, som pc'ens hardware udgør:

    Som du kan se, så er styresystemet helt i centrum. Og med den placering, er det nødt til at kunne genkende alle former for hardware. Det nytter jo ikke noget at du tilslutter en ny mus, hvis den ikke virker! Og hvad får den til at virke - det gør styresystemet. Styresystemet skal altså kende din mus!


    Systemsoftware

    Top

    Styresystemet og ROM-BIOS-programrutinerne udgør tilsammen det lag, som brugerprogrammerne "hviler" på. Når pc'en skal fungere, skal der indlæses et styresystem fra en disk. Der er mange forskellige styresystemer at vælge imellem; men BIOS'en ligger altid fast og urørligt gemt i selve pc'ens hardware.

    Se en god beskrivelse af BIOS i forhold til bundkort og opstart i modul 2a .


    BIOS

    En af de grundlæggende teknikker i pc'ens opbygning består i BIOS-programlaget. BIOS er små programstykker, som pc-fabrikanten udstyrer pc'en med. De ligger gemt i hardwaren (i ROM-kredse), så de altid er til stede. Når de er gemt i hardwaren betyder det også, at de er funktionsdygtige uanset hvilket styresystem, de skal spille op mod. Så når man designer et styresystem, må man tage hensyn til BIOS'en. Styresystemet skal kunne arbejde tæt sammen med BIOS'en.

    BIOS rummer meget basale programrutiner, der håndterer data-transport til og fra forskellige hardware-enheder. Når pc'en starter op, er det eneste tilgængelige software BIOS-programmerne. Senere under opstarten indlæses styresystemet, som tager sig af den mere overordnede kontrol af pc'en. Styresystemet skal levere en brugerflade , som brugerprogrammerne kan hvile på. Dermed har styresystemet to "ansigter": Ét, der vender opad mod brugeren og hans/hendes programmer, og ét der vender nedad - mod systemet, mod hardwaren:

    Efterhånden som computerne har udviklet sig til at blive kraftigere og kraftigere er brugerfladen blevet mere og mere grafisk og brugervenlig. Om få år vil vi kunne indtale vores kommandoer direkte til styresystemet (det kan man allerede i dag med IBM's OS/2). Så styresystemets ansigt "opad" ændrer sig meget - båret af den teknologiske udvikling. Undersiden - styresystemets grænseflade ned mod hardware - ændrer sig mindre, de grundlæggende principper er i hvert fald de samme siden pc'ens barndom.


    BIOS eller drivprogrammer

    Top

    Styresystemet skal altså kommunikere med hardware. Det kan ske på to måder, som vi skal beskæftige os med:

  • Styresystemet kommunikerer direkte til hardware via driv-programmer.

  • Styresystemet udnytter BIOS-programmerne.

    Hvor BIOS er hardware-specifik programkode, der lagresi hardware, består driv-programmerne i små hardware-specifikke programstykker, som kan indlæses fra disk sammen med styresystemet.

    Begge principper udnyttes i forskellig grad afhængigt af hvilket styresystem, der er tale om. Da BIOS-programmerne består af 16 bit-kode, er det typisk DOS (der er et 16-bits styresystem) som udnytter BIOS i stort omfang. For de nyere 32-bits styresystemer er det ikke hensigtsmæssigt at benytte BIOS til andet end det mest nødvendige.

    Her er en model, der viser styresystemet med BIOS og driv-programmer (i daglig tale:drivere ):


    Som du kan se, har driver/BIOS-håndteringen meget med styresystemet at gøre, så lad os lige se lidt på det:


    Hvilke styresystemer?

    Top

    Styresystemerne har udviklet sig utroligt meget siden 1981. Det hele startede jo med DOS, som var en 16-bit omskrivning af 8-bits styresystemet CP/M. DOS har så udviklet sig op igennem årene, og fra cirka 1990 begyndte Windows at blive aktuelt. Windows startede som en grafisk brugerflade til DOS (på engelsk: GUI,Graphic User Interface ). Det vil sige, at pc'en bootede med DOS, og derefter kunne man vælge, om man ville have mus og grafik på skærmen med Windows - det var en overbygning til DOS.

    Den grafiske brugerflade (GUI) gør, at man kan arbejde med mus istedet for lange indtastninger som copy c:\tekster\*.* d:\tekstbak\ *.* /s/v/, der er standard i de tekstbaserede styresystemer (som DOS).

    DOS var konstrueret til 16-bits computere, som de første pc'er var det. Med Intels 80386 begyndte 32-bits teknologien at banke på døren, og idag er moderne pc'er indrettet til ren 32 bits-programafvikling. Derfor har vi kunnet se en gradvis bevægelse i pc-styresystemerne fra 16 bit mod 32 bit. Og det får betydning for håndteringen af hardware.

    Først med Windows 95 løsrev Windows sig (i en vis grad) fra DOS. I dag er OS/2 og Windows NT de mest udbredte rene 32-bits miljøer. Windows 95 og den kommende Windows 98 er mestendels 32-bits - dog med visse 16-bits programrester i sig.

    Under DOS kommunikerer programmerne direkte med BIOS. Under Windows 95 er dette ikke tilladt (selvom det kan lade sig gøre). Alle kald til BIOS skal varetages af Windows 95, ellers må programmerne ikke bære W95-logo.

    Protected mode

    32-bits-programmerne afvikles i beskyttede RAM-afsnit (med CPU'en i protected mode ). Det gør, at pc'en kan multitaske - flere programmer kan afvikles samtidigt og uafhængigt. Den kan ikke lade sig gøre i 16-bits styresystemer, hvor CPU'en arbejder i real mode .

    En kortfattet sammenligning af 16-bit og 32-bit styresystemer kan se således ud:

    Styresystem DOS32 bit styresystem (NT, OS/2, UNIX)
    Brugere Enkeltbruger Flerbruger
    Programafvikling 16 bit single-task i real mode 32 bit multitask i protected mode
    Skærmvisning Tekstbaseret (dårlig til grafik)GUI - grafisk brugerflade med højopløselig grafik
    Hardware-håndtering Primært BIOSSpecialsyede 32-bits drivere til hver hardwareenhed.


    DOS-styring af hardware

    Top

    DOS er ret enkel at beskrive, da det i princippet består af blot fire dele:

  • En boot-record, som aktiverer styresystemet.
  • Filen IO.SYS, der er grænseflade til ROM-BIOS med installation af driv-programmer (device drivers).
  • Filen MSDOS.SYS. Det er selve DOS-kernen, der håndterer filsystemet og programafviklingen.
  • Filen COMMAND.COM, som giver kommandolinjen, den tekstbaserede brugerflade.

    Når vi taler om kontrol af hardware, så foregår det gennem IO.SYS. Det er et program, der aflæser ROM-BIOS-koden og omformer det til DOS egne driv-programmer. Disse interne DOS-drivprogrammer kaldes på engelsk device drivers.

    Det "smarte" ved DOS er, at styresystemet kan udvidesmed eksterne drivprogrammer. De indlæses af IO.SYS via opstartsfilen CONFIG.SYS. Først indlæses drivprogrammer fra ROM-BIOS, dernæst indlæses eventuelle ekstra drivere fra disk. På den måde kan DOS håndtere hardware-enheder som ikke fandtes, da den oprindelige pc blev konfigureret.

    En sidste mulighed for at håndtere hardware fra DOS-programmer, ligger i at skrive specielle drivere til det enkelte brugerprogram . Mange DOS-spil leveres med deres egne grafikdrivere (de er nødt til at kende samtlige grafikstandarder på markedet!). Et andet klassisk eksempel er tekstbehandlingsprogrammet WordPerfect, som i sin storhedstid (version 5.1) blev leveret med drivere til over 500 forskellige printere!

    EnhedEksempel på driver-program under DOS
    HarddiskBIOS
    GrafikkortBIOS
    MusMOUSE.SYS
    CD-ROM ATAPI.SYS + MSCDEX.EXe
    Printer Intern driver i brugerprogrammet (som WordPerfect 5.1)

    Driv-programmerne kan blandt andet ses med programmet MSD. Her er et klip fra min Windows 95, hvor du tydeligt kan se navnene på device drivers (CON, PRN, LPT1 etc.):

    Alle disse device-drivere er i 16-bit programkode.


    32-bits drivere

    Top

    Når vi går til 32-bits styresystemerne, benytter man 32-bits-drivere istedet for ROM-BIOS. Det betyder, at software-huse som Microsoft og IBM skal kunne levere drivere til alt tænkeligt hardware. Fordelen er, at når først styresystemet har installeret drivere, så virker alle brugerprogrammer ens i forhold til hardware.

    Det er et kæmpe projekt at levere drivere, og især OS/2 har lidt under problemer med at få de rigtige drivere på markedet. I mange år leverede IBM fx ikke OS/2-drivere til Canon-printere, hvilket var med til at jeg droppede det styresystem. Det ubetinget bedste styresystem, hvad angår installation af drivere er Windows 95.

    Windows 95 understøtter plug and play, og styresystemet gennemsøger selv pc'en for hardware. Oftest installeres alle drivere (til CD-ROM, netkort, lydkort mv) ganske automatisk. Driverne kan beses under System i Kontrolpanelet.

    Lad os kigge på min almindelige EIDE-harddisk. Harddisken styres jo af en EIDE-controller på bundkortet. Windows 95 må derfor have installeret en driver til denne controller. Den finder vi også let. Herunder ser vi en lang række hardwareenheder. Fremhævet er en 82371SB PCI Bus Master IDE-controller, som styrer harddisken:

    I det hele taget kan du se en lang række drivere i billedet herover. De fleste af dem har Windows 95 selv installeret under installationen, men en del af dem har jeg selv tilføjet. Det gælder ISDN-modemet, Logitech MouseMan (som man ikke ser) og skærmkortet (Matrox). Disse drivere har jeg altid liggende på harddisken (i mappen C:\Utils\Drivers), så jeg let kan installere dem efter en uforudset men nødvendig re-installation af Windows 95.

    Drivernes kvalitet er utroligt afgørende. For grafikkorts vedkommende er driverne ekstremt vigtige. Ofte hører man, at nu er der kommet en ny driver til dette grafikkort, og den øger ydelsen med 40%. Så gælder det om at få hentet den (fra fabrikantens Internet-server) og få den installeret. Og husk at gemme den på disk til senere brug!

    Ligeledes skal man være opmærksom på drivere til bundkortets chipsæt. Ofte installerer Windows 95 en god standarddriver, men ny chipsæt indeholder måske faciliteter som kræver en ny driver. Den vil være at finde på en diskette, der følger med bundkortet.


    Installation af nye drivere

    Top

    Du installerer nye drivere i Windows 95 ved hjælp af Guiden Hardwareinstallation. Den gemmer sig i Kontrolpanelet bag:


    Du skal ikke lade Windows 95 selv søge efter hardware. Vælg i stedet:

    Derefter skal du vælge den pågældende hardwaretype fra listen, og i næste billede klikke på Har diskette... Lær dig denne teknik, hvis du eksperimenterer med din pc, og hvis du vil have maksimalt udbytte af dit hardware.


  • Nęste side
  • Forrige side


    Lær mere

    Læs modul 7a og 7b om installation af skærm og skærmkort under Windows 95/98!



    Læs mere om styresystemernes forhold til hardware i mine hæfter "DOS - lær det selv","PC - lær det selv", "Windows 95 - lær det selv","PC & Windows 95 - lær det selv"samt det nyeste "Windows 98 - lær det selv".


    Copyright (c) 1996-2011 by Michael B. Karbo.