Дербес компьютерге арналған есептеу жүйелері

ROM-BIOS ұғымы.

ROM-BIOS тұрақты сақтау құралдың  бір бөлшегі. Оның негізгі жұмысы  – компьютердің жұмысына қажетті  қызмет функцияларын қамтамасыз  ету. Көбінесе ROM-BIOS компьютердің  перефериялық құралдарын басқарады:  диспле экранын, пернелік тақташаны,  дисководтарды. ROM-BIOS ұғымын қолданған  кезде, біз құралдарды басқаратын, яғни қарапайым командаларды  нақты орындалатын қадамдарға  ауыстыратын программаларды ескереміз.  Оның ішіне команданы анықтау  және қателерді жөндеу жұмыстары  кіреді. Негізі ROM-BIOS тек қана компьютердің  жұмысын бақылауға емес, сонымен  қатар, мәліметтер сақтайтын немесе  есеп шығаратын, компьютердің  басқа жұмыстарына әсірететін  программаларға жатады.

ROM-BIOS қолданушылармен құрылған  және аппаратураның арасында  орналасқан. Бұл ROM-BIOS екі бағытта  жұмыс істейтінін анықтайды. Бір  жағынан программалардан оқу-шығаруға  байланысты стандартты қызмет  функцияларының орындалуына сұраныс  алады. Бұл функцияларды пайдаланушылар  тоқтатлар арқылы іске қосады. Екінші жағынан, компьютердің  аппараттық құралдармен байланысқан. 

Тоқтату векторлары.

Микропроцессорда негізделген  компьютерлер көбінесе тоқтатулар арқылы жұмыс істейді. ROM-BIOS функцияларда өзге емес; әр қайсысына тоқтатуның номері меншіктелген, сол номер бойынша  берілген функцияны программа арқылы ісаке қосуға болады.

Тоқтату орындалған кезде, компьютерді  қосымша программалар (подпрограммалар) басқарады. Ол подпрограммалар тұрақты  сақтау құралда сақталады. Берілген подпрограманы іске қосу үшін, программаның барысын бақылайтын cs және ip, екеуі cs:ip қос ретінде танымалы регистрлерге сегменттік адресін тиеледі.

Тоқтатуларды өндеу программалардың  орналасқан орнын анықтайтын сегменттк  адрестер тоқтату векторлар деп аталады.

Компьютер іске қосылған кезде, тұрақты  сақтау құралда сақталатын программаларға көрсеткіш болып, тоқтату векторлар  орнатылады. Тоқтату векторлары ОСҚ (операциялық сақтау құралы) кестесіне  қос сөз ретінде жазылады бірінші  сөзде салыстырмалы жылжуды, ал екінші сөз – сегменттік бөлімді сақтайды. Егер тоқтату векторлардың жадыдағы орнын анықтап, мәнің өзгертсе, онда вектор жаңа подпрограммаға көрсетеді.

Тоқтатулар негізі жеті топқа бөлінеді: микропроцессор тоқтатулар, аппараттық, программалық, DOS, Бейсик, адрестік және жалпы белгілеу.

Микропроцессордың тоқтатулары. Олар логикалық тоқтатулар деп аталады. (0, 1, 3 және 4) төрт тоқтатулар микропроцессормен, ал 2-ші тоқтату сыртқы құралдардың сигналымен бақыланады.

Аппараттық тоқтатулар. Бүкіл аппараттық тоқтатулар жүйелік платасында орналасады. Жалпы саны – 8. тоқтатулар 8259А микропроцессормен бақыланады.

Программалық тоқтатулар. Бұл тоқтатулар ROM-BIOS программалардың бөлшегі болып  енгізілген. Тоқтатулармен шақырылатын  подпрограммаларды өзгертуге мүмкіндік  жоқ, бірақ, сол подпрограммаларға  көрсететн векторларды өзгертуге  болады. Векторларды өзгерткеннен кейін  олар басқа подпрограммаларға көрсетеді. Бекітілген кодтар: 5, 16-28 және 72.

DOS тоқтатулар. Көп программалар DOS тоқтатуларды қолданып негізгі операцияларын іске қосады. Бекітілген кодтар: 32-255. (оның ішінен 32-96 қолданылады).

Бейсик тоқтатулары. Бейсик іске қосылғанда қолданылады.  Бекітілген кодтар: 128-240.

Адрестік тоқтатулар. Сегменттік адрестерді сақтау үшін қолданылады. Олар ТСҚ кестесінің бір бөлігі болып есептеледі. Үш тоқтатулар бейне, дисктер, графикалық таңбалар кестелерімен байланысқан. Бекітілген кодтар: 29-31, 68-73.

Жалпы (общего назначения) тоқтатулар. Пайдаланушылардың программаларымен уақытша қолдану үшін орнатылады. Бекітлген кодтар: 96-103.

Тоқтату векторлары жадының ұяшықтарында кіші адрестермен сақталады. Ең бірінші  ұяшықта 0 .... Әр бір вектордың ұзындығы екі сөз болған соң, керекті вектордың  орнын анықтау үшін, тоқтатудың номерін 4-ке көбейтіп табуға болады. Мысалы, тоқтатудың номері =5, онда 4*5=20. Бұл санды 16-қ  жүйеге ауыстырып, debug программасымен векторды көруге болады.

Debug.exe

1. D 0000:0014 L4

16-қ түрде 4 байттың мазмұнын  қарастырамыз. 54FF00F0. Сөздерді керісінше  қарастырып, сегменттік адресті  қарастырсақ, онда тоқтату 5 = FF00:FF54. debug программасымен басқада тоқтатуларды  қарастыруға болады.

Жадының кіші адрестегі  негізгі адрестері.

PC операциялары көбінесе жадының  кіші адрестерінде, әсіресе 400, 500 ден басталатын 256 – байттық адрестерінде  сақталатын мәліметтермен басқарылады. 

Олар BIOS – тың меншігі болып  саналсада, пайдаланушылардың программалары  арқылы оларды өндеуге болады. 400 адресін  басқа түрлерде көрсетуге болады: 0000:0004, 0040:0000.

 

4. Мәліметтерді анықтау. Арифметикалық командалар. Мәліметтерді тасымалдау командалары.

Арифметикалық командалар төрт түрлі  сандарды өңдей алады – таңбасыз екілік, таңбалы екілік, таңбасыз қапталған  ондық және таңбасыз қапталмаған  ондық. Екілік сандар 8- және 16-разрядты болу мүмкін. Қапталған ондық сандар байтта екі цифрлардан, ал қапталмаған  - бір цифрдан тұрады.

Таңбасыз 8-разрядты екілік сандардың  мәні 0 ден 255 дейін болу мүмкін. Ал таңбасыз 0 ден 65 535 дейін жатқан екілік сандарды 16 разрядты сандар қолданылады. Таңбасыз екілік сандармен қосу, алу, көбейту мен бөлу операцияларын орындауға болады.

 

Қосу
ADD	Байт немесе сөздерді қосу
ADC	Разрядты ауысумен байт немесе сөздерді қосу
INC	байт немесе сөздерді бірге үлкейту
AAA	Қапталмаған ондық сандарды қосуының өңдеуі
DAA	Қапталған ондық сандарды қосуының өңдеуі
Алу
SUB	Байт немесе сөздерді алу
SBB	Разрядты ауысумен байт немесе сөздерді алу
DEC	байт немесе сөздерді бірге кішірейту
NEG	байт немесе сөздердің инверсиясы
CMP	байт немесе сөздерді салыстыру
AAS	Қапталмаған ондық сандарды алудың өңдеуі
DAS	Қапталған ондық сандарды алудың өңдеуі
Көбейту
MUL	Таңбасыз байт немесе сөздердің  көбейтуі
IMUL	Оң таңбалы байт немесе сөздердің  көбейтуі
AAM	Қапталмаған ондық сандарды көбейтудің өңдеуі
Бөлу
DIV	Таңбасыз байт немесе сөздердің  бөлуі
IDIV	Оң таңбалы байт немесе сөздердің  бөлуі
AAD	Қапталмаған ондық сандарды бөлудің  өңдеуі
CWB	Байтты сөзге түрлендіру
CWD	Сөзді екілік сөзге түрлендіру

 

Таңбалы екілік сандар (бүтін) 8- және 16-разрядты болу мүмкін. Таңбалы санның ең үлкен (ең солжақтағы) бит осы санның таңбасы болып саналады: 0 – оң сан болса, 1 - теріс. Теріс сандар стандартты екілік кодпен ұсынылады. Ең үлкен бит таңбаны анықтау үшін анықталатын болған соң, 8-разрядты таңбалы сандарды - 128 ден + 127 дейінгі диапазонмен көрсетуге болады. 16-разрядты бүтін сан - 32 768 ден + 32 767 дейін көрсетіледі. Нуль оң сан ретінде көрсетіледі. Таңбалы екілік сандармен қосу, алу, көбейту мен бөлу операцияларын орындауға болады.

Қапталған ондық сандар әр байтта (0 - 9) екі цифрлерден тұрады. Үлкен жарты байтта үлкен цифры, ал кішісінде – кіші цифры сақталады. Әр ондық цифра екілік (немесе, он алтылық) кодпен. Байтпен ұсынылатын қапталған ондық сандар 0 - 99. Қапталған ондық сандарды қосу немесе алу екі этаптардан тұрады.

Алғашқы қадамда байттар таңбасыз екілік сандар ретінде қосылады немесе алынады, келесі қадамда сәйкес келетін коррекция командасымен дұрыс қапталған ондық санына келтіріледі. Көбейту мен бөлу үшін коррекция командалары жоқ.

Қапталмаған ондық сандар байтта бір  цифр сақтайды, ол кіші жарты байтта орналасады. Үлкен төрт разрядтар  нөлге тең болу тиіс.

 Қапталмаған ондық сандар ASCII-кестеде  ұсыну ынғайлы. Ол үшін қапталмаған  ондық сандардың үлкен байтына  3 мәнің енгізу керек.

5. Басқаруды беру командалары.

Мәліметтерді тасымалдау командалар байттарды, сөздер мен екілік сөздерді регистрлер мен жадының арасында алмастыруға, сонымен қатар регистрден регистрге, регистрден  портқа және кері алмастыру мүмкіндіктерін береді.

 Мәліметтерді тасымалдау тобына  стекпен жұмыс атқару командалары,  енгізу/шығару командалары, жалаулар  регистрінің мазмұның тасымалдау  командалары, сонымен қатар көрсеткіштерді  құрастыру мен сегментті регистрлерін  іске қосу командалары кіреді.

MOV (тағайындау операнд),(беруші операнд)

MOV командасы байт немесе сөзді беруші операндтан тағайындау операндқа тасымалдайды.

PUSH беруші операнд)

PUSH командасы стектің SPкөрсеткіштің мәнің 2 азайтады,  сөзді беріші операндтан стекке тасымалдайды.

POP (тағайындау операнд)

POP командасы сөзді стектің жоғарғы дәңгейінен алып, тағайындау операндына орнатады, SP мәнің 2 үлкейтеді.

XCHG (тағайындау операнд),( беруші операнд)

XCHG командасы (байттар немесе сөздер) беріші операнд және тағайындау операндтың мазмұндарын алмастырады.

XLAT

XLAT командасы AL регистріне байтты  256-байтты кестеден, алғашқы адресі BX регистрінде орналасқан, ал реттік номері кестенің элементіне сәйкес.

IN (аккумулятор),(порт)

IN командасы байт немесе сөзді көрсетілген номерімен енгізу порттан AL немесе AX регистрлеріне орнатады. Порт номері тікелей командада берілуі мүмкін, осы жағдайда номер 0 ден 255 дейін болады. Порт номері DX регистрінде де бола алады, осы жағдайда номер 0 ден 65535 дейін.

OUT (порт),(аккумулятор)

OUT командасы байт немесе сөзді AL немесе AX номерін көрсетуімен шығару портына тасымалдайды. Номерді тікелей немесе жанама түрде IN командасындай.

Бұл командалар айнымалылар адрестерді құрастырады. Олар тізбектер мен массивтерді, жолдарды өңдеген кезде пайдалы болады.

LEA (тағайындау операнд),( беруші операнд)

LEA командасы беруші операндтің жылжуы тағайындау операндына тасымалдайды. Беруші операнд ретінде жадының элементі қолданылады, ал тағайындау операнд ретінде – жалпылай қолдану 16-разрядты регистр. Бұл команда жалауларға тиіспейді. LEA командасы, мысалы, XLAT командасын қолданудын алдында BX регистрін инициализациялау үшін қолданылады.

LDS (тағайындау операнд),( беруші операнд)

LDS командасы жадыда орналасқан беруші операндтан айнымалының 32-разрядты көрсеткішін тағайындау операнды мен DS регистріне тасымалдайды. Көрсеткіштің жылжу сөзі тағайындау операндына тасымалданады, ол жалпы пайдалану 16-разрядты регистр болу тиіс. Сегмент көрсеткіштің сөзі DS регистріне тасымалданады. Осы команданы тағайындау операнд ретінде SI регистрін қолдануымен келесі жолдық команда үшін беруші жолды анықтауға мүмкіндік береді.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Әдебиеттер тізімі

1. Скенлон Л. Персональные ЭВМ IBM PC XT. Программирование на языке ассемблера., 1989.
2. Абель П. Язык ассемблера для IBM PC и программирования М.: ВШ, 1992.
3. Беспалов П.В. и др. Инструментальные средства персональных ЭВМ. в 10 кн. кн. 2. Программирование на языке Ассемблер. Практическое пособие. ВШ, 1993.
4. Дао Л. Программирование микропроцессора 8088 -М.: Мир- 1989.
5. Юров В. Учебный курс Assembler. –СПб: Изд. «Питер»,2000.
6. Пильщиков В.Н. Программирование на языке ассемблера IBM PC. М.: «Диалог-МИФИ», 1994.
7. Бредли Д. Программирование на языке Ассемблер для персональных ЭВМ. М: Р. 1988 .
8. Хижняк П.Л. Пишем вирус и антивирус. М.: ИНТО 1991 .
9. Олифер В.Г., Олифер Н.А. Сетевые операционные системы. – СПб: Питер, 2001.
10. Ливингстон Б., Штрауб Д. Секреты Windows 98: Компьютерное издательство «Диалектика», 1999.
11. Нортон П., Гудман Дж. Персональный компьютер: программная организация, Санкт-Петербург.
12. Тейт С. Windows 2000 для системного администратора. – СПб: Питер, 2001 .
13. Фигурнов В. Э., IBM PC для пользователя, Краткий курс – М: ИНФРА – М, 1999.
14. Ахметов М. Курс молодого бойца. - М., 1998.
15. Нортон П. Операционная система MS DOS.- М., 1999.
16. Дамке М. Операционные системы, Финансы и статистика, 1985.