第4章 程序载并执行.ppt

第4章 程序加载与执行 本章重点：本章主要介绍了操作系统概念、BIOS启动程序及系统加载程序；要求熟悉DEBUG调试程序的应用环境，掌握DEBUG命令的基本格式及其使用方法；汇编语言源程序的编辑、汇编、连接的方法。 课程介绍 4.1 操作系统的组成 4.2 BIOS 启动程序 4.3 系统加载程序 4.4 调试程序DEBUG应用举例 4.5 汇编语言程序的运行 4.1 操作系统的组成 操作系统OS（Operating System）是计算机管理和控制计算机系统中的硬件及软件资源、合理地组织计算机工作流程，以便有效利用这个资源为用户提供一个功能强大、使用方便和可扩充的工作环境，从而在计算机与用户之间起到接口作用。具有处理机管理、存储管理、设备管理、文件管理、用户接口等功能。构成微型计算机操作系统的组件包括以下项目： 处理机管理组件 处理机对其运行进程有效控制和管理。在多道程序环境下，处理机的分配和运行都是以进程为基本单位。执行进程控制、进程同步、进程通信、进程调度等操作。当系统运行应用程序时，处理机管理组件必须先为它创建一个或几个进程，并给它分配必要的资源。进程结束的时候要立即撤消这个进程，以便收回该进程所占用的各类资源，进程控制的主要任务就是为作业创建进程，撤销已结束的进程以及控制进程在运行中的状态转换。 进程同步的主要任务是对诸进程的运行进行协调。进程调度从进程的就绪队列中，按照一定的算法选出一个进程，把处理机分配给它。 内存管理组件 当程序从磁盘载入相应的内存空间时，内存管理组件配置一块足够程序运行的内存空间给该程序，包括指令、数据及堆栈空间。内存分配为每道程序分配内存空间，减少不可用的内存空间。内存保护为确保每道用户程序都在自己的内存空间中运行，互不干扰。内存扩充是借助于虚拟存储技术，从逻辑上去扩充内存容量。 文件管理组件 操作系统维护存储在系统磁盘的文件（file）及目录（directory），对用户文件和系统文件进行管理，方便用户的使用。程序可建立（create）及更新（update）文件数据，但操作系统负责处理数据存放在磁盘的位置。 中断处理组件 操作系统提供中断处理机制，让您可以轻松地访问存储于外部设备的数据。 4.2 BIOS 启动程序 当我们打开计算机的电源开关时，处理器进入复位（Reset）状态，将所有内存清零，并执行内存同位测试，将段寄存器CS的内容设为FFFFH，其他寄存器都清零，IP=0000H。因此第一个要执行的指令是位于CS：IP中的指令，它的物理地址为0FFFF0H，所以将存储器的高地址分配给ROM BIOS，作为BIOS的入口地址。 每个中断类型号对应4字节长的存储单元，存放中断处理程序首地址（为32位），其逻辑地址格式为： 段地址：偏移地址 ；（如0x00000～0x003FF共1024单元为中断向量表存储区域） 当中断发生时，BIOS及操作系统使用中断向量表来执行该中断例行程序。 2．BIOS 数据区 BIOS驻留在系统板上ROM中，其物理地址是FE000H～FFFFFH，共8KB字节。BIOS除驻留在ROM中外，还使用了RAM数据区，BIOS 数据区的起始地址为00400H，其大小依设备的多少而定。 BIOS程序是靠近硬件例行程序，直接对外部设备进行输入/输出操作，用户通过中断方式进行功能调用。BIOS程序由许多功能模块组成，每个功能模块的入口地址都在中断矢量表中。 接着BIOS检查系统磁盘是否存在，并从系统磁盘载入启动程序，启动程序随后从系统磁盘加载系统文件至内存，并将控制权交给操作系统。 操作系统的一个主要任务是与BIOS产生互动。当需要BIOS提供服务时操作系统会调用BIOS的相关例行程序。 4.3 系统加载程序 一旦BIOS将控制权交给操作系统之后，就可以向操作系统申请运行程序了。可执行的程序有两种：*.com程序及*.exe程序。程序在内存的配置情况如图4-1所示。 一个*.com的程序只包含一个段，段内包括指令、数据及堆栈，这种程序小而精，适合用于小的应用程序或常驻程序。汇编语言绝大部分的程序均使用*.exe的格式。 ● 这里*.com程序被加载运行时有下列的特点： ①.一个*.com程序占用一个段（64KB）的运行空间，PSP（Program Segment Prefix）、指令、数据及堆栈都安排在这个段内。段寄存器CS、DS、ES及SS均指到这一段的起始地址。 ②．段内安排以程序段前缀PSP在前，指令及数据居中，堆栈则安排在段的高地址部分。PSP占用256个字节的空间，因此第一个指令的偏移地址必须从0100H开始，IP寄存器的初值即是0100H。 ③．PSP及堆栈都由系统配置，系统会在堆栈顶端存入两个字节，其内容为零值，SP