Организация приложений MS-DOS
Как уже отмечалось выше, язык ассемблера является отражением архитектуры процессора, и изучение языка в сущности означает изучение системы команд и способов адресации, реализуемых процессором. Одна ко любой язык программирования полезен лишь постольку, поскольку на нем можно написать какие-то работоспособные программы. В то же время трудно представить себе реальную программу, которая выполняет чисто логические или вычислительные действия, ничего не вводя и не выводя и не взаимодействуя с другими программами.
Однако такие вопросы, как организация выполнимой программы, ее запуск, взаимодействие с разнообразными аппаратными и программными объектами вычислительной системы (клавиатурой, дисками, таймером, памятью, системными драй верами и проч.) и, наконец, завершение являются прерогативой операционной системы. Поэтому в программах на языке ассемблера всегда широко используются системные средства, например, для вывода па экран или ввода с клавиатуры, чтения или записи файлов, управления памятью и проч.
Более того, сама внутренняя организация программы, ее структура и, в определенной степени, алгоритмы поведения в сильной степени определяются правилами организации вычислительного процесса, заложенными в DOS. Изучение языка ассемблера в отрыве от конкретной операционной системы вырождается в схоластическое занятие, результатом которого будет знание формальных правил написания программных предложений без возможности применить эти правила для создания работоспособных программ.
В то же время возможности даже такой относительно простой операционной системы, как MS-DOS, весьма велики и многообразны, и их изучение составляет самостоятельный раздел программирования. В настоящей книге средства DOS рассматриваются лишь в том минимальном объеме, который необходим для создания простых, но работоспособных программ на языке ассемблера, а также для демонстрации основных алгоритмов и приемов программирования.
Желающие получить более глубокое представление о возможностях MS-DOS и использовании функций DOS в прикладном программировании, могут обратиться к книге: К. Г. Финогенов "Самоучитель по системным функциям MS-DOS", M., Радио и связь, Энтроп, 1995.
К числу важнейших вопросов, требующих хотя бы минимального рассмотрения, следует отнести требования, предъявляемые MS-DOS к структуре прикладных программ, а также к особенностям их взаимодействия с самой DOS и с другими программами.
Программы, предназначенные для выполнения под управлением MS-DOS, можно классифицировать по разным признакам. По внутренней организации все программы принадлежат к одному из двух типов, которым соответствуют расширения имен программных файлов .ЕХЕ и .СОМ. По взаимодействию с самой DOS программы подразделяются на транзитные и резидентные. Наконец, следует выделить важнейший класс программ, служащих для обработки аппаратных или программных прерываний, и называемых обычно обработчиками прерываний. Мы не касаемся здесь таких специфических программ, как устанавливаемые драйверы устройств, командные процессоры (к их числу принадлежит COMMAND.COM) или оболочки DOS (например, широко распространенная программа Norton Commander), которые можно выделить в самостоятельные классы.
Первый пример законченной программы, рассмотренный нами в гл. 2, относился к наиболее распространенному типу .ЕХЕ-приложений. Для такой программы характерно наличие отдельных сегментов команд, данных и стека; для адресации к полям каждого сегмента используется свой сегментный регистр. Удобство .ЕХЕ-программы заключается в том, что ее можно почти неограниченно расширять за счет увеличения числа сегментов. В случае большого объема вычислений в программу можно включить несколько сегментов команд, обеспечив, разумеется, переходы из сегмента в сегмент с помощью команд дальних переходов или дальних вызовов подпрограмм.
Если же программа должна обрабатывать большие объемы данных, в ней можно предусмотреть несколько сегментов данных. Каждый сегмент не может иметь размер более 64 Кбайт, однако в сумме их объем ограничивается только наличной оперативной памятью. Правда, в реальном режиме затруднительно обратиться к памяти за пределами 1 Мбайт адресного пространства, так что максимальный размер программы, если не предусматривать в ней какие-то специальные средства поочередной загрузки сегментов, ограничен величиной 550… 600 Кбайт.
Наличие в МП 86 лишь двух сегментных регистров данных (DS и ES) несколько усложняет алгоритмы обработки больших объемов данных, так как приходится постоянно переключать эти регистры с одного сегмента на другой. Однако реально в современных процессорах имеются не два, а четыре сегментных регистра данных (DS, ES, FS и GS), которые вполне можно использовать в приложениях DOS, упростив тем самым процедуры обращения к данным и ускорив выполнение программ. Позже все эти возможности будут рассмотрены более подробно.