Tietojenkäsittelytieteen historia –seminaari:MS-DOS-käyttöjärjestelmän kehitys

Petteri Salonvaara

31.1.2006

Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta

esityksen sisältö

1 sisältö ja aiheen rajaus 2 Microsoftin ja MS-DOS:in alkutaipaleen historiaa 3 MS-DOS:in rakenne 4 MS-DOS:in versiokehitys 4.1 PC/MS-DOS 1.0 - 1.25 4.2 MS-DOS 2.0 - 2.25 4.3 MS-DOS 3.0 - 3.3 4.4 MS-DOS 4.0 - 4.01 4.5 MS-DOS 5.0 4.6 MS-DOS 6.0 - 6.22 5 DOS-demo 6 Yhteenveto

aiheen rajaus

erisnimi MS-DOS (Microsoft Disk Operating System)

tarkoittaa merkkipohjaista versiota joissakin lähteissä Windowsin versioita kutsutaan myös MS-

DOS:ksi:

- MS-DOS 7.0 = Windows 95

- MS-DOS 7.1 = Windows 95OSR2/Windows 98

- MS-DOS 8.0 = Windows ME

käsittelyn ulkopuolelle muiden valmistajien DOS:sit IBM PC-DOS, DR-DOS, FreeDOS, OpenDOS ja PTS-DOS

- poikkeuksena PC-DOS 1.0

Microsoftin ja MS-DOS:n alkutaivalta

IBM havitteli vuonna 1981 uusiin IBM PC-työasemiinsa

Digital Researchin CP/M-käyttöjärjestelmää (Command

Processor for Microcomputers) ... ... huonolla menestyksellä.

IBM kääntyi pienen ja tuntemattoman ohjelmistoyrityksen

Microsoftin puoleen tilasi tältä käyttöjärjestelmän

Microsoftin tuotteita XENIX ja kääntäjiä Basic-, Cobol-,

Fortran ja Pascal-kielille

Microsoftilla vuoden 1980 lopussa 40 työntekijää ja vuoden

liikevaihto 7.520.720 dollaria

Microsoftin henkilökunta vuonna 1978

Microsoftin ja MS-DOS:n alkutaivalta (jatkuu)

IBM:n projektilla kiire Microsoft osti Seattle Computer Products -yhtiöltä lisenssin

QDOS-käyttöjärjestelmään (Quick and Dirty Operating

System) 50.000 dollarin hinnalla

Microsoft paranteli hieman QDOS:ia ja nimesi tuotteen

PC-DOS:ksi

Microsoft sai neuvoteltua itselleen hyvän sopimuksen sai pitää DOS:in oikeudet itsellään

provision IBM:n tekemästä PC-DOS-myynnistä

tuote alkusysäys Bill Gatesin ja Microsoftin

menestystarinalle

MS-DOS:in rakenne

sisäiset komennot komentotulkissa command.com, joka

keskusmuistissa pysyvä osa

siirtyvä osa

ulkoiset komennot Dos-alihakemistossa tiedostoina

asetustiedostot config.sys ja autoexec.bat

MS-DOS:in rakenne (jatkoa)

käynnistysprosessi käynnistyssektori (boot sector) ladataan keskusmuistiin

käynnistyssektori lataa io.sys:in

Io.sys lataa msdos.sys:in

Io.sys asettaa oheislaitteiden alkuarvoja msdos.sys:in

arvojen mukaisesti

io.sys pyytää msdos.sys:iä

- toteuttamaan config.sys:in asetukset

- lataamaan ajurit

- lataamaan komentotulkin command.com

Komentotulkki command.com

- ajaa autoexec.bat:in komennot

- tuo ruudulle komentokehotteen

MS-DOS:in rakenne (jatkoa)

FAT16-tiedostojärjestelmä (file allocation table)

linkitetyt listat

fragmentoituminen ongelmana

tiedosto- ja hakemistonimissä max. 8 + 3 merkkiä

ensiöosio (primary partition), jatkettu osio (extended

partition) ja loogiset levyt, max koko 2 GB

levypinta jaettu varausyksiköihin:

osion koko MB varausyksikön koko

0 - 127,9 MB 2 KB

128 - 255,9 MB 4 KB

256 - 511,9 MB 8 KB

512 MB - 2 GB 16 KB

PC-DOS 1.0 ja MS-DOS 1.0

julkaistiin elokuussa 1981

toimi vain IBM:n mikroissa = PC-DOS osa lähteistä kutsuu myös MS-DOS:ksi

käynnistys ja käyttö 160-kilotavun levykkeeltä FAT12-tiedostojärjestelmä

siis ei kiintolevytukea

ei hakemistoja -> tiedostot juuressa

levykkeen toinen puoli jäi käyttämättä

keskusmuistin tarve minimissään 64 kilotavua

MS-DOS 1.25

julkaistiin kesällä 1982

toimi myös muun merkkisillä mikroilla = IBM-yhteensopivilla ”klooneilla”

levisi nopeasti, vuonna 1982 jo 50 OEM-valmistajaa käytti

nimeksi MS-DOS

käynnistys 320-kilotavun levykkeeltä levykkeen toinen puoli nyt käyttöön

MS-DOS 2.0

julkaistiin maaliskuussa 1983

käynnistys 360-kilotavun levykkeeltä sektoreiden lukumäärä kasvatettu 8 -> 9

15 megatavun kiintolevylle tuki käskyt hakemistorakenteen hallintaan

config.sys-tiedosto ajureita ja asetuksia varten ansi.sys-ajuri

files=lukumäärä -asetus

MS-DOS 2.0 (jatkoa)

uusia komentoja if, for ja goto mahdollistamaan silmukat

echo, find, fc, more, path, print, prompt, set, sort ja verify

keskusmuistin tarve 128 kilotavua

seuraavina kuukausina julkaistiin päivityksiä versioina

2.05, 2.11, 2.2 ja 2.25 pieniä laajennuksia aika-, päiväys- ja näppäimistöasetuksiin

MS-DOS 3.0

julkaistiin elokuussa 1984

levykeaseman kapasiteetti kasvoi 1,2 megatavuun

tuki suuremmille kiintolevyosioille FAT16-tiedostojärjestelmä

32 MB max. osiokoko

pyrki korjaamaan MS-DOS 2.0:n virheitä, mutta

seurauksena lisää ja pahempia virheitä -> kaikkein ”bugisin” MS-DOS

MS-DOS 3.0 (jatkoa)

uusia komentoja attrib, graftabl, keyb, select ja share

Config.sys-tiedostoon uusia asetuksia country, lastdrive,

vdisk.sys ja fcbs

MS-DOS 3.1

julkaistiin 1984 vuoden lopussa

korjasi MS-DOS 3.0:n virheitä

lähiverkkotuki

tiedostojen lukitukset

uusi käskyjä join ja subst

config.sys-tiedostoon shell-asetus

MS-DOS 3.2

julkaistiin kesällä 1986

IBM Token ring -tuki

tuki 3.5" levykkeille 720 kilotavun kapasiteetilla

tuki kahdelle osiolle per kiintolevy ensiöosio (primary partition) ja jatkettu osio (extended

partition), jossa 1 looginen levy

uusi käskyjä append, replace ja xcopy

config.sys:iin ramdrive.sys ja driver.sys

MS-DOS 3.3

julkaistiin vuonna 1987

merkittävin uusi ominaisuus koodisivujen käyttöönotto

levykeasematuki 3,5” 1,44 MB levyke

kiintolevyille usean loogisen levyn tuki per jatkettu osio => enemmän kuin 2 osiota per levy

MS-DOS 3.3 (jatkoa)

uusia käskyjä chcp, fastopen, nlsfunc ja call

Config.sys-tiedostoon display.sys ja printer.sys Display.sys tuki EGA- ja VGA-näyttötiloja

Printer.sys tuki IBM:n kirjoitinmalleja Proprinter ja Quietwriter

III

MS-DOS 4.0

julkaistiin heinäkuussa 1988 myös suomenkielisenä

optiona graafinen käyttöliittymä Dosshell

MS-DOS 4.0 (jatkoa)

kiintolevyn osion maksimikoko kasvoi 32 megatavusta 2

gigatavuun MS-DOS 3.x-versioissa esimerkiksi 105 megatavun

kiintolevy piti jakaa vähintään neljään eri osioon

- levyasematunnukset A: - Z: loppuvat helposti kesken ja

suurta lukumäärää vaikea hallita

osa vanhemmista sovelluksista ei kuitenkaan tunnistanut

uutta yli 32 megatavun aluetta

- ohjelmistovalmistajat mukaan päivityskierteeseen

MS-DOS 4.0 (jatkoa)

levyvälimuisti smartdrv.sys

muita uusia komentoja mem

xmaem.sys ja xma2ems.sys laajennetun muistin (EMS

expanded memory) käyttöä varten

- laitteistovalmistajakohtainen toteutus

vuoden 1988 lopussa julkaistiin MS-DOS 4.01 sisälsi pieniä korjauksia

MS-DOS 5.0

julkaistiin 11.6.1991

ensimmäinen MS-DOS-versio, jolle toteutettiin laaja beta-

testaus n. 7000 testaajaa etsi ohjelmavirheitä vuoden ajan

tuloksena tuotantoversiosta ei löytynyt merkittäviä virheitä

MS-DOS 5.0 (jatkoa)

merkittäviä parannuksia muistinkäsittelyyn DOS käyttää vain 640 kilotavun perusmuistia (conventional

memory) toimintaansa = 640 kilon muuri (640K barrier)

- alkutaipaleen virhearvio muistintarpeen kehityksestä

- Intel 8088-prosessori tukee max 1 MB ram

- 640 kilotavua jaettiin DOS:ille

- 384 kilotavua laitteistolle = ylämuisti (UMA – upper

memory area)

- esim. näytönohjain ja BIOS varaavat työmuistin

ylämuistista

- *säätö* komponenttikohtaisesti dippikytkimillä,

jumppereilla tai setup-ohjelmistoilla

- ylämuistin vapaat alueet = UMB (upper memory blocks)

MS-DOS 5.0 (jatkoa)

uusia tuettuja muistityyppejä

HMA-muisti (high memory area) 1024 KB – 1088 KB = 64 kilotavua

"By a strange design glitch the Intel 80286 and subsequent

processors can actually address 17×64 KB minus 16 bytes

of memory (from 0000:0000 to FFFF:FFFF (equivalent to the

memory address FFFF0 + FFFF = 10FFEF ), written in PC

memory segment notation with hexadecimal numbers) in

real mode. In the Intel 8086 and Intel 8088 processors,

unable to handle more than 1 megabyte of memory,

addressing wrapped around, that is, address FFFF:0010

was equivalent to 0000:0000." [wikipedia 23.1.2006]

MS-DOS 5.0 (jatkoa)

laajennettu muisti (EMS – expanded memory) LIM EMS 4.0 –standardi (LIM = Lotus, Intel, Microsoft)

1 megatavusta ylöspäin yhtenäinen alue, max 32 MB

rakenne 16 kilotavun sivuina

sivuja myös ylämuistissa

jatkettu muisti (XMS – extended memory) 1 megatavusta ylöspäin yhtenäinen alue, max 4 GB

toimii suojatussa tilassa (protected mode)

MS-DOS 5.0 (jatkoa)

aiemmin ylämuistin, HMA-muistin, jatketun (XMS) tai

laajennetun muistin (EMS) käyttöä varten tarvittiin erillisiä

kolmansien osapuolien ohjelmistoja

- esimerkiksi Qemm386 tai 386max

uusia apuvälineitä himem.sys, emm386.exe ja loadhigh

Config.sys-tiedostoon devicehigh ja ”dos=high,umb”

- käyttöjärjestelmän osia, laiteohjaimia ja

muistiresidenttejä ohjelmia voitiin siirtää ylemmille

muistialueille

- 640-kilon alueelle jäi enemmän vapaata tilaa

sovellusten suoritusta varten

MS-DOS 5.0 (jatkoa)

esimerkkilaitteen

muistin rakenne

MS-DOS 5.0 (jatkoa)

muita uusia komentoja doskey, edit, expand, help, loadfix,

mem, mirror, qbasic, setver, undelete ja unformat

doskey:ssä makrot

MS-DOS 6.0

julkaistiin 30.3.1993

sisälsi uutuutena joukon muilta ohjelmistovalmistajilta

lisensoituja apuohjelmia: kiintolevyn tuplaaja Doublespace

tiedostojärjestelmän eheyttämistä varten defrag

Memmaker automatisoimaan muistinhallintaa

käynnistysvalikot (Multiconfig)

varmuuskopiointi – MSBackup

virustorjunta – MS Antivirus

MS-DOS 6.20

julkaistiin jo syksyllä 1993 käyttäjien yllätykseksi kiireen aiheutti tarve korjata Doublespacea, joka oli saanut

julkisuudessa negatiivista palautetta

Versionumero hyppäsi 6.10:n yli, jotta kilpaileva IBM-DOS

6.1 jäisi ”vanhanaikaiseksi”.

Scandisk tiedostojärjestelmän huoltamiseen

Doublespacen poisto-ohjelma (uninstall)

MS-DOS 6.21

julkaistiin 1994

ainoa muutos: Doublespace oli jätetty kokonaan pois

paketista Microsoft hävisi oikeudenkäynnin Stac Electronics vastaan,

joka oli Doublespacessa käytetyn pakkausalgoritmin

kehittäjä.

MS-DOS 6.22

julkaistiin 1994

kiintolevyn pakkausohjelmaksi DriveSpace

viimeinen MS-DOS

puutteina yhä 640 kilon muistiraja

tiedosto- ja hakemistonimien lyhyys (8+3 merkkiä)

ei graafista käyttöliittymästandardia

Microsoft ei enää korjannut näitä, vaan keskittyi Windowsiin

Yhteenveto

käyttöjärjestelmien vs. laitteiston kehitys käyttöjärjestelmät muutaman vuoden jäljessä

Rousku ja Kivimäki: MS-DOS 6.22:n ominaisuudet olisi

pitänyt olla jo Intelin julkistaessa 386-prosessorin vuonna

1995, jolloin tuotannossa oli MS-DOS 3.1.

MS-DOS:lla suuri merkitys käyttöjärjestelmien

kehityksessä Entä jos Digital Research olisi aikanaan tarttunut IBM:n

tarjoukseen?

- CP/M:lle MS-DOS:n asema

- käyttöjärjestelmien historiasta oli muodostunut hyvinkin

erilainen