DOS

title: 设计架构.
content: 所有DOS类的操作系统都是在使用Intel x86或其相容CPU的机器上执行的(主要是IBM PC及其相容机)。最早的时候,DOS并未受限于此;为了在许多以x86为基础,但和IBM PC不相容的机器上执行,产生了不少特定机器版本的DOS及类似的操作系统。  DOS是单一使用者、单工的操作系统,拥有不可重入的基本核心函式(意即同时间只能有一个程序呼叫这些函式)。有一个例外的状况,就是常驻程序(Terminate and Stay Resident,缩写为TSR)。某些常驻程序允许使用者多工操作;然而此时仍有「核心不可重入」的问题:当一个行程(process)呼叫了操作系统核心中的服务函式(也就是系统呼叫)时,在这个呼叫结束之前,其他的行程绝对不能进行系统呼叫、打断第一个行程。  DOS的核心为使用者程序提供了各式各样的函式,例如:在萤幕上显示文字、从键盘读入字符、存取磁盘上的档案等等。
title: 脚本语言.
content: DOS透过"批次档"(副档名为.BAT)提供界面脚本的功能。这些档案是纯文字格式的,可以用任何的文字编辑器(像是edit.com)编辑。他们执行起来和编译而成的程序没有两样。档案中的每一行都被视为命令来执行。批次档也可以使用数个内部命令,例如goto和条件运算式。
title: 硬件存取.
content: DOS提供了简单的硬件抽象层,让程序员可以开发文字界面的应用程序;但这个硬件抽象层无法存取大部分的计算机硬件,像是显卡、打印机,或是鼠标等。这使得程序员必须直接存取硬件,导致每个应用程序都有属于自己的一组硬件周边驱动程序。硬件制造商会将他们的硬件规格书释出,以确保在受欢迎的应用程序中有它们的驱动程序。
title: 装置保留名称.
content: 在DOS中,有数个名称保留给装置使用,无法拿来当一般档案的名称(不管副档名是什么);这些保留名称是用来将应用程序的输出传送给硬件周边用的。这样的限制也影响到数个版本的Windows,在某些情况下甚至会造成当机和安全性弱点。  其中一些保留名称有:codice_1、codice_2或codice_3、codice_4、codice_5、codice_6、codice_7、codice_8或codice_9、codice_10、codice_11,以及codice_12。
title: 磁盘命名法.
content: 在DOS中,磁盘机是利用不同的字母命名的。标准的作法是保留"A"和"B"给软驱。若是系统只有一台软驱的话,DOS允许这台软驱同时使用这两个代号,然后DOS会要求使用者更换磁片。这么做可以让使用者把档案拷贝到不同的软盘片上,或是执行某一片软盘片上的程序,然后把资料档案存放在另一片软盘片上。最早硬盘的代号为"C"和"D"。在一台硬盘机上,DOS只允许一个活动分割区的存在。随着支援的硬盘数量越来越多,磁盘代号的命名方法演变为:先将磁盘代号指派给每一颗硬盘机的活动主分割区,然后第二轮将代号指派给延伸分割区中的逻辑磁盘区,第三轮再把代号指定给非活动的主分割区。(前题是:它们存在,而且包含了DOS可以读取的档案系统。)最后,DOS才将代号指派给光驱、RAM disk,以及其他的硬件。一般来说,磁盘代号都是依照驱动程序的加载顺序,按字母顺序指派的,但驱动程序也可以要求DOS指派不同的字母。例如网络磁盘机的驱动程序通常会指派最后的几个字母。  因为DOS的应用程序会直接使用这些磁盘代号(和Unix类系统使用/dev目录的方法不同),因此若是新增了需要分配磁盘代号的硬件,可能会导致这些应用程序出错。举例来说:若是原本硬盘中的延伸分割区中存在逻辑磁盘区,此时新增一颗有主分割区的硬盘的话,由于主分割区拥有较高的分配优先权,所以原本硬盘的逻辑磁盘区的代号就会改变。此外,就算是新增一颗只有延伸分割区和逻辑磁盘区的硬盘,还是会影响到RAM disk及光驱的代号。这个问题一直到9x系列的Windows都仍然存在;NT系列才有解决方案:磁盘代号会保留给已存在的磁盘机机,除非使用者手动更改。
title: 开机流程.
content: PC相容机的开机磁区(MBR)位于第 0 扇区。对于DOS来说,这段代码会将DOS的HAL读入内存中然后执行。在DR DOS及PC DOS中,这个HAL放在文件中;而MS DOS则是放在。接下来这个HAL会加载位于(PC DOS或DR DOS)或是(MS DOS)里面的DOS内核。Windows 9x中附的DOS版本(MS DOS 7和8)将HAL和核心合并放在IO.SYS里面,而MSDOS.SYS则是文字格式的组态档案。然后DOS核心会去执行这个档案。在CONFIG.SYS中,SHELL这个命令指定了SHELL的档案位置(通常是COMMAND.COM)。接下来这个SHELL会被执行,然后它会去开启开机启动项(通常是AUTOEXEC.BAT)
title: 历史.
content: MS-DOS(以及经授权更换商标而成的IBM PC-DOS)以及它的前身是受到Digital Research公司的CP/M(英语:Control Program / (for) Microcomputers)启发而完成的。英语:CP/M是当时使用Intel 8080及 Z80这两颗8位元英语:CPU的微电脑上最受欢迎的磁盘操作系统。  在1980年的时候,英语:使用Intel 8088微处理器,开发出了他们的第一台微电脑。他们需要一套能够在这台微电脑上使用的操作系统。英语:IBM在找一套能和英语:Intel 8088 (1979-1982)相容的英语:CP/M,一开始找上了微软的执行长比尔·盖茨(可能是因为当时微软开发出了让英语:CP/M可以在Apple II上执行的,所以英语:IBM相信微软拥有英语:CP/M)。英语:IBM被转介到英语:Digital Research,并且举行了相关的会议。然而,关于英语:CP/M的使用权的初次谈判破裂了—因为英语:Digital Research希望以权利金的方式贩售英语:CP/M,但英语:IBM希望单一授权,并且将名称改为英语:"PC-DOS"。英语:DR的创始人拒绝签约,英语:IBM因此放弃购买英语:CP/M。  IBM再次找上比尔·盖茨。盖茨转而找上了(SCP)。SCP的程序员开发了一套CP/M-80的变体操作系统,原本是打算用来测试SCP为S-100总线新开发的16位元Intel 8086 CPU界面卡。这套系统原本的名称是"QDOS"("Quick and Dirty Operating System"的缩写),后来在商业发行前改名为。微软买下了86-DOS(据说成交金额为50,000美元),后来成了1981年发行的Microsoft Disk Operating System,简称MS-DOS。  微软也将这套系统授权给数个电脑公司。这些电脑公司贩售给他们的硬件使用的MS-DOS,有时使用他们自己的名称。微软后来要求他们使用MS-DOS这个名称,除了IBM以外。IBM持续为IBM PC开发新版的PC-DOS。Digital Research查觉到IBM正在贩售和CP/M很类似的操作系统(而且还跟当初IBM谈判时坚持的名称相同),于是扬言要提出法律诉讼。IBM以一项协议回应他们:IBM让使用者可以自行选择要使用PC-DOS还是(Kildall开发的8086版CP/M)。两者相较,CP/M比PC-DOS贵上近200美元,销售量也低。CP/M逐渐淡出,而MS-DOS和PC-DOS则成了PC和PC相容机的主力操作系统。  Digital Research曾试图挽回CP/M-86错失的市场。一开始是发行了,后来又发行了DR-DOS(这两者都同时与MS-DOS和CP/M-86的软件相容)。Digital Research被Novell买下,DR-DOS变成了Novell DOS 7。之后,它又成为Caldera Systems(以OpenDOS及DR DOS 7为名)、以及的一部分。  后来,微软和IBM在两套DOS的继任操作系统(微软的Windows和IBM的OS/2)上发生了一连串争执。他们在DOS系统上的开发也因此分道扬镳。 MS-DOS在某些层面上转型成为Windows;而PC-DOS的最后一个版本为1998年发行的PC-DOS 2000。  FreeDOS计划开始于1994年6月26日。当天微软宣布他们将不再贩卖MS-DOS,也不再提供支援。于是吉姆·霍尔张贴了一份宣言,宣布要开发DOS的开放源始码替代品。在几个星期内,包括Pat Villani和Tim Norman的几位程序员加入了这个计划。他们利用共享他们撰写或现有程序码的方式,产生了核心、command.com命令直译器(shell界面)以及核心公用程序。在历经了数个版本的官方预览版本之后,FreeDOS 1.0版在2006年9月3日正式发布。使用FreeDOS不需支付任何的版权费用或权利金。
title: 淡出.
content: 早期版本的Microsoft Windows只是在DOS之上执行的应用程序。大约在90年代初,Windows仍相当依赖新版本的DOS。一直到Windows for Workgroups 3.11,DOS才逐渐退居负责开机及加载Windows核心的角色。在Windows 95(以及其后推出的Windows 98与Me)中,MS-DOS核心依然存在,只是加上Windows当作系统的图形界面。Windows 95与98的MS-DOS元件可以在不开启Windows的情况下独立执行(但Windows Me不行)。随着Windows的普及,大部分的电脑使用者都使用Windows,DOS也越来越少人使用。英特尔计划于2020年彻底舍弃Intel平台的UEFI CSM(即UEFI的Legacy BIOS开机支援),届时Intel平台的个人电脑将无法启动DOS系统。
title: 持续发展.
content: 有些电脑制造商(包括Dell和HP)会预载FreeDOS当作OEM操作系统出货。  有一套以GPL方式授权的DOS,名为NX-DOS,目前正在开发中。它是一套16位元的即时操作系统,拥有网络功能,可以从软盘片开机,还有一个不太完整的USB驱动程序。NX-DOS专案从1992年就开始了,原本是个个人专案,在2005年的时候以GPL方式释出。  目前仍可取得的DOS系统有DR-DOS(以及加强的DR-DOS)、俄国人开发的、ROM-DOS、FreeDOS、NX-DOS、Multiuser DOS(以Digital Research的Concurrent DOS为基础)...等等。
title: 嵌入式系统.
content: 由于DOS可以直接存取硬件,因此它很适合拿来控制嵌入式装置。新版本的DR-DOS便瞄准了这块市场。 佳能的数码相机PowerShot Pro 70使用ROM-DOS做为嵌入式系统。
title: 模拟器.
content: 在Linux下,使用""(一套用来执行真实模式程序的Linux原生虚拟机器)可以执行DOS及其衍生版本。另外在各个版本的UNIX下也有许多用来执行DOS的模拟器,有些甚至在非x86的平台上也可以执行,像是DOSBox。  由于Windows XP和Vista无法和纯DOS相容,DOS模拟器在这些系统上也越来越流行。这些模拟器可以用来执行过去的老软件或其他DOS软件。其中一个最为知名的是DOSBox,主要的设计目标是在当前的操作系统上执行DOS的游戏程序。  在Microsoft Virtual PC下也可以执行DOS的应用程序,相容性比DOS模拟器好。使用者可以安装合法的MS-DOS,然后除了那些最难对付的应用程序以外,绝大部分的DOS应用程序都可以在上面执行。
title: 与Microsoft Windows的关系.
content: 纯32位元版本的Windows(从NT开始;包含了2003、XP和Vista)并非以DOS为基础的。这些系统中内含了一个NT DOS虚拟机器(NT Virtual DOS Machine,缩写为NTVDM),在上面执行一个修改过的DOS。原本以DOS为基础的系统使用传统的COMMAND.COM做为命令列界面,而Windows NT及其衍生版本则是使用cmd.exe(不过cmd.exe也移植了许多DOS的命令)。x64架构的Windows也有cmd.exe(命令提示字符),但是无法执行16位元DOS程序(没有NTVDM)。
title: 软件.
content: 由于DOS在长时间内是PC相容机的主要平台,有许多为DOS撰写的知名软件。例如:
title: 易用性.
title: 用户界面.
content: 所有的DOS均使用命令列界面。执行程序的方法是在命令列中键入程序的名称。DOS系统包含一些公用程序,也提供了一些不是以程序方式存在的命令(通常被称为"内部命令")。  为了提供对使用者更友善的操作环境,许多的软件厂商纷纷推出各式各样的档案管理程序。这些程序通常使用选单及图示做为界面。Microsoft Windows就是其中最有名的例子,最后发展成为完整的操作系统,取代DOS成了PC相容机上最受欢迎的操作系统。使用文字模式的使用者界面有:、、、Quarterdesk的,以及SideKick。使用图形用户界面的程序有:Digital Research的(最早是写给CP/M用的)以及。  发展到最后,主要的DOS厂商开始在DOS中加入自己的环境管理程序。MS/PC-DOS 4中有;而次年发行的DR-DOS 5则加入了以GEM为基础的。
title: 多工.
content: 在最初的设计中,DOS是一个单工的操作系统。MS/PC-DOS使用DOS shell做到工作切换的功能,而DR-DOS则是在DR-DOS 6中利用"TaskMAX"做到类似的功能。 MS/PC-DOS自始至终都没有多工的能力; DR-DOS则是在DR-DOS 7中提供了这个功能(DR-DOS的DPMI必须启用)。
title: 限制.
content: DOS的架构有数项恼人的限制。最早的8088微处理器只能寻址到1 MB的实体内存空间。由于附加的硬件装置也必须映射到这段空间,因此最高可以使用的内存只有640 KB(被称为「传统内存」)。在DOS的结构上,640 KB被视为最大的内存空间,DOS无法寻址更高的位址。早期避开这个问题的做法是使用扩展内存;80286出来之后,发展出了延伸内存。虽然这些技术提供了更多的内存应用程序,但应用程序仍必须从传统内存开始执行,占用640 KB中的部分空间。80386微处理器使用了重新设计的保护模式,应用程序可以透过DOS extender及DOS保护模式界面(DOS Protected Mode Interface,缩写为DPMI)等技术使用额外的内存,也可以有多工的功能。  DOS还有硬盘分割区大小的限制。造成这个问题的原因有两个。首先,许多DOS类的操作系统只支援到FAT16,而FAT16在设计上就不支援超过2.1 GB的硬盘分割区。另外,DOS存取硬盘的方式是透过INT 13这个中断呼叫,然后往下再利用CHS系统对应到磁盘上的资料。在这个架构下,操作系统只能看到8 GB的硬盘空间。比较新的操作系统使用软件的方式(例如:32位元磁盘存取)存取硬盘。  FAT16和FAT12(用于软盘片)上的档案名称必须遵守「8.3命名规则」:档案的主档名不得超个8个字符,而副档名则不得超过3个字符。
title: 命令集.
content: (部分)

Summary: DOS,是磁盘操作系统(英文:Disk Operating System)的缩写,是个人电脑上的一类操作系统。从1981年直到1995年的15年间,DOS在IBM PC相容机市场中占有举足轻重的地位。而且,若是把部分以DOS为基础的Microsoft Windows版本,如Windows 95、98和Me等都算进去的话,那么其商业寿命至少可以算到2000年。