Желудь МОС

Не путать с Acorn OS ( прототипа кодовое название сменилось iPhone OS 1). ).

Машинная операционная система (MOS)

Разработчик	Желудевые компьютеры
Написано в	8-битный 6502 машинный код (v0, v1) 65C02 Машинный код (v2–v5)
Рабочее состояние	Снято с производства
Исходная модель	Закрытый исходный код
Первоначальный выпуск	Конец 1981 года ( 1981 )
Финальный выпуск	5/Начало 1986 г ( 1986 )
Маркетинговая цель	Персональные компьютеры
Доступно в	Английский
Обновить метод	Замена ПЗУ
Платформы	BBC Micro , Acorn Electron , BBC Master серия
ядра Тип	Монолитный
По умолчанию пользовательский интерфейс	Интерфейс командной строки (v3, v4, v5)
Преемник	ARX ​​(снято с производства) Артур, переименован в RISC OS

Машинная операционная система ( MOS ) или ОС — это снятая с производства компьютерная операционная система (ОС), используемая в Acorn Computers линейке компьютеров BBC компании . Он включал поддержку четырехканального звука, графики, абстракции файловой системы , а также цифрового и аналогового ввода-вывода (I/O), включая шлейфовую шину расширения. Система была однозадачной, монолитной и нереентерабельной .

Версии с 0.10 по 1.20 использовались на BBC Micro , версия 1.00 на Electron , версия 2 использовалась на B+, а версии с 3 по 5 использовались в серии BBC Master .

Последний компьютер BBC, BBC A3000, был 32-разрядным и работал под управлением ОС RISC , которая сохранила части архитектуры Acorn MOS и имела ряд общих характеристик (например, «звездные команды» CLI , коды управления видео «VDU» и режимы экрана). ) с более ранней 8-битной MOS.

Версии MOS от 0 до 2 имели 16 КиБ размер 6502 , были записаны в машинном коде и хранились в постоянной памяти (ПЗУ) на материнской плате . Верхняя четверть 16-битного адресного пространства (от 0xC000 до 0xFFFF) зарезервирована для кода ПЗУ и пространства ввода-вывода.

Версии с 3 по 5 по-прежнему были ограничены адресным пространством 16 КиБ, но им удавалось хранить больше кода и, следовательно, более сложные процедуры, отчасти из-за альтернативного (ЦП) 65C102 центрального процессора с его более плотным набором команд, а также осторожного использования подкачки .

Пользовательский интерфейс

Исходные версии MOS, от 0 до 2, не имели пользовательского интерфейса как такового: приложения должны были пересылать командные строки операционной системы в ОС от ее имени, а язык программирования BBC BASIC ROM со встроенным ассемблером 6502 поставлялся в комплекте. с BBC Micro — это приложение по умолчанию, используемое для этой цели. BBC Micro остановится на Language? ошибка, если отсутствует ПЗУ, сообщающее ОС о возможности предоставления пользовательского интерфейса (так называемые языковые ПЗУ ). Начиная с версии MOS 3, имелся простой интерфейс командной строки , который обычно виден только в том случае, если в памяти CMOS нет настроек для ПЗУ с языком по умолчанию.

Прикладные программы в ПЗУ, а также некоторые программы для кассет и дисков обычно предоставляют командную строку, полезную для работы с хранилищем файлов, например для просмотра вставленного в данный момент диска. ОС предоставляет возможность ввода строк и подчиняется введенным командам, но приложение контролирует запуск командной строки .

Программное обеспечение на основе кассет и дисков обычно использует собственный пользовательский интерфейс BBC BASIC для загрузки, хотя можно настроить дискету для загрузки без необходимости выполнения команд BASIC, на практике это использовалось редко.

В BBC BASIC командам ОС может предшествовать звездочка, чтобы указать BASIC перенаправить эту команду непосредственно в ОС. Это привело к тому, что звездочка стала символом подсказки для любого программного обеспечения, предоставляющего командную строку ОС; Начиная с версии MOS 3, в качестве символа командной строки официально используется звездочка. При ссылке на команду ОС они обычно включают звездочку как часть имени, например *RUN, *CAT, *SPOOL и т. д., хотя командой является только часть после звездочки. Звездочка называлась «звездочкой», а команды назывались «звездочками».

Начиная с BBC BASIC 2, команды также можно вводить с помощью OSCLI ключевое слово в сочетании с командной строкой. Альтернативно, подпрограмму OSCLI можно вызвать напрямую, используя команду CALL ключевое слово после инициализации соответствующих переменных BASIC.

Нераспознанные команды предлагаются любым сервисным (расширительным) ПЗУ; ПЗУ файловой системы часто проверяют, соответствует ли файл на диске этому имени, как и большинство других интерфейсов командной строки. Однако вызов операционной системы OSWORD с аккумулятором = 0 предлагает программам однострочный ввод (с ctrl-U для очистки строки и включенными клавишами копирования курсора) с базовой фильтрацией символов и ограничением длины строки.

MOS В интерпретаторе командной строки реализована довольно необычная идея: сокращение команд. Чтобы сэкономить на вводе, можно поставить точку после первых нескольких символов, например: *L. для *LOAD и *SA. для *SAVE. *RUN был сокращен до */ один. *CAT, команда каталогизации (списка) кассеты или диска может быть сокращена до *..

Сервисные ПЗУ

ПЗУ сторонних производителей обычно также поддерживают сокращение команд, что приводит к неоднозначности, когда два служебных ПЗУ предоставляют команды, очень похожие по названию, но, возможно, разные по функциям. В этом случае MOS будет отдавать приоритет команде из ПЗУ в слоте ПЗУ с более высоким номером, например, 7 имеет приоритет над 6.

Некоторые сторонние поставщики обходят эту проблему, добавляя к своим звездным командам другие буквы. Например, в ROMS Watford Electronics звездные команды будут начинаться с префикса W тем самым делая их уникальными.

Расширение

Младшие 16 КиБ карты ПЗУ (от 0x8000 до 0xBFFF) зарезервированы для активного страничного банка бокового адресного пространства . Система Sideways на BBC Micro позволяет одновременно переключать одно ПЗУ из разъемов на материнской плате (или плат расширения) в карту основной памяти. Таким образом, программное обеспечение можно запускать из ПЗУ (оставляя ОЗУ свободным от кода пользовательских программ для увеличения рабочего пространства), а операционную систему можно расширять с помощью таких ПЗУ. Наиболее распространенным боковым ПЗУ после BASIC является система хранения дисков Acorn, используемая для обеспечения поддержки дискет в машине.

Во время сброса каждое выгружаемое ПЗУ включается и запрашивается, сколько общедоступного и частного рабочего пространства ему требуется. Каждому ПЗУ выделяется часть частного рабочего пространства, которая остается выделенной все время, и один блок общедоступного рабочего пространства, равный размеру наибольшего запроса, становится доступным для активного ПЗУ. Во время работы выгружаемая область быстро переключается между ПЗУ при выдаче команд файловой системы и попадании в ОС неопознанных команд.

MOS выделяет блок памяти размером 3,5 КиБ (от 0x0000 до 0x0DFF) в нижней части карты памяти для рабочей области операционной системы и языкового ПЗУ:

Адрес	Использовать
0x0000-0x00FF	Рабочая область текущего языка, рабочая область системы Misc
0x0100-0x01FF	стек процессора
0x0200-0x02FF	Векторы ОС, системные переменные, другое рабочее пространство
0x0300-0x03FF	Рабочее пространство водителя VDU, рабочее пространство кассетной системы, буфер ввода с клавиатуры
0x0400-0x07FF	Выделено текущему языковому ПЗУ или Tube . BASIC использует 0x0400-0x046B для однобуквенных целочисленных переменных от @% до Z% (4 байта на букву), поэтому доступ к ним осуществляется быстрее, чем к переменным в куче .
0x0800-0x08FF	Звуковая система (хранит конверты ADSR и буфер тонов; если звук не используется, здесь можно хранить небольшой объем пользовательских данных), буфер принтера, определения ENVELOPE
0x0900-0x09FF	Буферы кассетного и последовательного ввода (здесь можно разместить пользовательские данные, если кассета не используется, поэтому машинного кода на странице 9 было собрано множество небольших утилит )
0x0A00-0x0AFF	Кассетные и последовательные выходные буферы, также используемые для небольших утилит машинного кода.
0x0B00-0x0BFF	Пользовательские клавиши (строки, которые вставляются при нажатии функциональных клавиш, заданные *KEY команда)
0x0C00-0x0CFF	Пользовательские символы для режимов без телетекста (здесь можно разместить пользовательские данные, если дисплей находится в режиме телетекста)
0x0D00-0x0DFF	Немаскируемая процедура обслуживания прерываний, сетевое рабочее пространство, рабочее пространство мыши/ трекбола , косвенные векторы к страничному ПЗУ и указатели рабочего пространства страничного ПЗУ

На машине, предназначенной только для кассет, 0x0E00 — это начало памяти пользовательских программ. Если установлены ПЗУ расширения ОС, такие как ПЗУ файловой системы, выше этой точки выделяется больше памяти; ПЗУ DFS обычно используют еще 2,75 КиБ для кэширования каталога диска и управления буферами произвольного доступа. ПЗУ сетевой файловой системы (для Econet ) выделяет еще 0,5 КиБ сверх этого. Это серьезная проблема, поскольку MOS не поддерживает перемещение машинного кода, который необходимо запускать с адреса, по которому он был собран, поэтому некоторые программы, предполагавшие фиксированный старт памяти пользовательских программ, могли перезаписать рабочую область MOS. Проблема была решена в версиях с 3 по 5, позволив ПЗУ выделять рабочее пространство в альтернативном банке ОЗУ с адресами от 0xC000 до 0xDFFF, который присутствовал в компьютерах серии Master, хотя старые ПЗУ могли продолжать выделять блоки основной памяти.

ОС также поддерживает векторную таблицу всех своих вызовов, которую можно обновлять, чтобы перехватывать любые вызовы ОС для расширения пользователя. Изменяя или «подключая» эти векторы, разработчики могли заменять свои собственные процедуры теми, которые предоставляются MOS по умолчанию.

Текст, графика, печать

MOS позволяет направлять текстовый вывод, предназначенный для экрана, на принтер или на оба сразу, что обеспечивает очень простую поддержку печати обычного текста. Печать графики не поддерживается и должна быть написана отдельно.

Графика и вообще весь вывод на экран обрабатываются очень необычным образом. Управляющие символы ASCII почти полностью получили новое значение в MOS: известные как «драйверы VDU», поскольку в документации они описаны в связи с оператором VDU в BBC BASIC, они интерпретируются как символы управления видео. VDU 30 (т.е. ASCII 30) перемещает курсор в (0, 0), VDU 4 и 5 выбирают, должен ли быть нарисован текст на графическом или текстовом курсоре, VDU 12 очищает экран, а VDU 14 и 15 включают и выключают блокировку прокрутки. Таким образом, нажатие Ctrl-L очистит экран, а Ctrl-N включит блокировку прокрутки. VDU 2 и 3 переключают, будет ли вывод с экрана отображаться на принтере. Заявление BBC BASIC VDU VDU x [, y[, z...]] эквивалентен обычному BASIC PRINT CHR$(x) [; CHR$(y)[; CHR$(z)...]] и многие управляющие коды (например, 12 для «чистого экрана» и 7 для «звукового сигнала») имеют те же функции, что и на других современных машинах.

Многие другие управляющие символы принимают параметры: один или несколько следующих за ним символов используются исключительно по значению своего бита в качестве параметра, а не как управляющий код. VDU 19 выполняет переназначение палитры; следующие пять байтов представляют запись палитры, желаемый цвет и три резервных байта. VDU 31 размещает текстовый курсор в позиции, содержащейся в следующих двух байтах. VDU 17 устанавливает цвет текста, а 18 — цвет графики. VDU 25 использует последующие пять байтов для перемещения графического курсора и построения сплошных и пунктирных линий, точек и закрашенных треугольников — документированного размера графики в MOS 0 и 1. Первый байт — это код команды, за которым следуют символы x и y. -ординатируется как две пары байтов. Другие графические функции, такие как заливка горизонтальных линий, ограниченных заданным цветом, были доступны с использованием недокументированных или плохо документированных командных кодов.

BBC BASIC содержал псевдонимы для часто используемых кодов VDU (например, GCOL для VDU 18 или PLOT для VDU 25). Некоторые операторы были прямыми эквивалентами кодов VDU, например CLS для VDU 12. Некоторые операторы были менее точными эквивалентами, поскольку они включали функции, специфичные для BASIC, а также вызов подпрограмм ОС; например заявление MODE x установит режим экрана x и отрегулируйте системную переменную BASIC HIMEM в соответствии с объемом памяти, который новый режим оставил доступным для BASIC, в то время как VDU 22, x будет устанавливать только режим экрана, не изменяя HIMEM. Это позволяло программисту выделить блок памяти из BASIC – например, для загрузки в него подпрограмм машинного кода – путем снижения значения HIMEM в начале программы, и при этом иметь возможность переключать режимы экрана, не освобождая его как побочный эффект. .

Для записи символа в операционной системе есть одна команда OSWRCH, которая отвечает за весь текст и графику. Например, чтобы переместить курсор на (10, 15), необходимо в 6502 ассемблере :

LDA #31: JSR OSWRCH \ move text cursor
LDA #10: JSR OSWRCH \ x-coordinate
LDA #15: JSR OSWRCH \ y-coordinate

(LDA загружает значение в аккумулятор; JSR — это « переход к подпрограмме ».) При третьем вызове ОС курсор переместится. Следующий код нарисует линию от (0, 0) до (0, +100):

LDA #25: JSR OSWRCH \ begin "PLOT" (ASCII 25) command
LDA #4: JSR OSWRCH \ command k=4, or move absolute
LDA #0: JSR OSWRCH: JSR OSWRCH: JSR OSWRCH: JSR OSWRCH
 \ send (0, 0) as low, high byte pairs

LDA #25: JSR OSWRCH \ begin PLOT
LDA #1: JSR OSWRCH  \ k=1 - draw relative
LDA #0: JSR OSWRCH: JSR OSWRCH \ x = 0
LDA #100: JSR OSWRCH \ y = 100 (low byte)
LDA #0: JSR OSWRCH   \ high byte

BBC BASIC позволяет выполнить вышеперечисленное любым из следующих способов:

 VDU 25, 4, 0; 0; 25, 4, 100; 0;

 PRINT CHR$(25); CHR$(4); CHR$(0); ... etc.

 PLOT 4, 0, 0: PLOT 1, 0, 100

 MOVE 0, 0: DRAW 0, 100: REM absolute co-ords only!

 OSWRCH=&FFEE: A%=25: CALL OSWRCH: A%=4: CALL OSWRCH: A%=0: CALL OSWRCH ... etc.

Графика в Acorn MOS использует виртуальное графическое разрешение 1280×1024, при этом положения пикселей сопоставляются с ближайшим эквивалентным пикселем в текущем графическом режиме. Переключение разрешения видео не повлияет на форму, размер или положение отрисовываемой графики даже при совершенно других пиксельных метриках в новом режиме, поскольку все это учитывается ОС.

MOS предоставляет два других вызова ОС, которые обрабатывают вывод текста: OSNEWL и OSASCI. OSNEWL записывает перевод строки и возврат каретки в текущий поток вывода. OSASCI перенаправляет все символы непосредственно в OSWRCH, за исключением возврата каретки, который вместо этого вызывает вызов OSNEWL. Точный код OSASCI и OSNEWL — пять строк ассемблера 6502 — описан в Руководстве пользователя BBC Micro.

MOS реализует распознавание символов, поэтому текст, напечатанный на экране системным шрифтом, можно выбирать с помощью клавиш со стрелками и вводить с помощью клавиш со стрелками. COPY ключ, как если бы он был напечатан. Чтобы активировать редактирование экрана, пользователь перемещает аппаратный курсор на текст, который нужно прочитать, и ОС отображает второй курсор в программном обеспечении в исходном положении. Прессование COPY копирует один символ из аппаратного курсора в программный курсор и перемещает оба, так что, удерживая клавишу нажатой, копируется часть текста, при этом курсоры обтекают вертикальные края экрана по мере необходимости. Если экран прокручивается во время редактирования, положение аппаратного курсора изменяется так, чтобы оно соответствовало тексту. Пользователь может вносить изменения в текст во время копирования, а определяемые пользователем символы распознаются в графических режимах. Редактирование экрана прекращается, когда RETURN или ESCAPE нажимаются, что приводит к обычным эффектам. Распознавание символов доступно пользователям в API с помощью вызова для чтения символа в текущей позиции курсора.

Звук

Генерация звука осуществляется с помощью другого вызова ОС, OSWORD, который обрабатывает множество задач, перечисленных в коде задачи, помещенном в аккумулятор. Все вызовы OSWORD содержат блок параметров, используемый для отправки и получения нескольких данных; адрес этого блока передается в регистрах X и Y, при этом младший байт находится в X, а старший байт в Y. Имеется четыре буферизованных звуковых канала – три мелодических и один шумовой, основанный на звуковом чипе, установленном в BBC Micro. . существует только одна форма волны Для мелодических каналов ; Поддерживаемые параметры нот: высота тона, длительность, амплитуда, выбор огибающей и различные параметры управления. Для параметра амплитуды ноль или отрицательное значение задает статическую амплитуду, а положительное значение выбирает огибающую амплитуды и высоты тона (предопределенное временное изменение), применяемую к ноте.

Параметры управления передаются через параметр канала и включают в себя сброс (буфер очищается и канал заглушается перед воспроизведением ноты), счетчик синхронизации (как только для такого количества каналов будет получен один и тот же счетчик синхронизации, все синхронизированные ноты будут играли вместе) и контроль над обновлением речевой системы, если она установлена.

OSWORD поддерживает множество функций, помимо звука, многие из которых не имеют прямой поддержки в BASIC. Доступ к ним можно получить из BASIC, настроив блок параметров, загрузив его адрес в X% и Y%, а код задачи в A%, а затем вызвав подпрограмму.

Поддержка другого ввода-вывода и второго процессора

BBC Micro имела поддержку второго процессора, подключаемого через Tube , что обеспечивало прямой доступ к системной шине. Код драйвера для интерфейса Tube не хранится в MOS и обычно предоставляется внешним сервисным ПЗУ.

В ОС есть вызовы для управления чтением и записью всех операций ввода-вывода (портов и экранной памяти), и программистам настоятельно рекомендуется использовать их в документации Acorn. Причина этого в том, что при установке второго процессора пользовательское программное обеспечение запускается с отдельной карты памяти на дальней стороне процессорной шины Tube, и прямой доступ к отображенным в памяти регистрам ввода-вывода и видеопамяти невозможен. Однако ради производительности многие приложения, включая многие игры, записывают данные непосредственно в основное адресное пространство для ввода-вывода и, следовательно, аварийно завершают работу или выдают пустой экран, если подключен процессор 6502 секунды. Одной из таких критически важных для производительности областей является поддержка спрайтов : оборудование BBC Micro не поддерживает спрайты, а игры должны реализовывать спрайты в программном обеспечении. На практике широкое использование прямого доступа вместо вызовов ОС очень редко вызывало проблемы. Вторые процессорные блоки были дорогими, и для их использования было написано очень мало программного обеспечения, поэтому их мало кто покупал, а те, у кого они были, могли просто выключить их или отсоединить кабель, если возникала проблема.

МОС содержит две встроенные файловые системы: кассетную и ПЗУ. Они очень похожи (попробуйте *ROM, *OPT 1 2, *CAT с установленным подходящим ПЗУ) и делимся большим количеством кода. Они имеют элементарный механизм защиты от копирования , при котором файл с определенным установленным флагом не может быть загружен, кроме как для его выполнения. (До запуска компанией Amstrad двухкассетного магнитофона на массовый рынок в 1987 г. у большинства домашних пользователей не было возможности перезаписывать кассеты без загрузки файлов в компьютер для повторного сохранения.) Усовершенствованная система хранения дисков (ADFS), установленная в стандартной комплектации в серии Master, имеет аналогичный механизм.

Версии

Релизы 0 и 1

Версии для семейства BBC Micro , начиная с 0.10 и заканчивая 1.20. Как ни странно, Electron поставлялся с версией 1.00, несмотря на то, что он был выпущен после версии 1.20 от BBC Micro, потому что это был первый выпуск ПЗУ для Electron. Номер версии MOS не был задуман как определение API: Electron ROM ни в каком смысле не был «основан на» BBC Micro ROM версии 1.0.

Выпуск 2

Эта версия предназначена для модели BBC Model B+, по сути такая же, как MOS 1.20, за исключением добавления поддержки боковой и теневой оперативной памяти , присутствующей в B+.

Выпуски с 3 по 5

От MOS 3 до MOS 5 поставляются с системами BBC Master Series в моделях Master 128, Master ET и Master Compact соответственно.

Первоначальный выпуск MOS 3 расширил возможности, предоставленные в MOS 2 на B+, для поддержки дополнительного оборудования, предоставления возможностей командной строки и расширения кода драйвера VDU с расширенными возможностями графического построения. Были обнародованы две примечательные версии: версия 3.20, являющаяся наиболее распространенной, и версия 3.50 (хотя она имела больше функций и исправления ошибок). он не был на 100% совместим с некоторыми популярными приложениями. поэтому предлагалось только в качестве дополнительного обновления).

MOS 4 представлял собой урезанную версию MOS 3, предназначенную для аналогично минимизированного Master ET, и в ней было исправлено несколько незначительных ошибок.

MOS 5 поставлялся вместе с Master Compact и был сильно изменен: некоторые функции были удалены или сильно изменены.

Кредиты

За исключением MOS 3.50, где пространство было освобождено для дополнительного кода, область, обычно скрытая ячейками памяти ввода/вывода (768 байтов от 0xFC00 до 0xFEFF включительно) в ПЗУ MOS, содержала список имен участников системы. . Это можно восстановить, извлекая ПЗУ и считывая его содержимое с помощью программатора EPROM . Те, у кого не было такого устройства, могли получить доступ к ПЗУ на Мастере, установив тестовый бит регистра управления доступом, а затем используя программу машинного кода для копирования ПЗУ непосредственно в экранную память в текстовом режиме.

Полный текст кредитной строки в MOS 1.20 выглядит следующим образом: после запятых не ставится пробелов для экономии памяти:

«(C) 1981 Acorn Computers Ltd. Благодарность выражается следующим участникам, внесшим вклад в разработку компьютера BBC (среди других, слишком многочисленных, чтобы их упоминать): Дэвиду Аллену, Бобу Остину, Рэму Банерджи, Полу Бонду, Аллену Бутройду , Кембридж , Клиртон, Джон Колл , Джон Кокс, Энди Криппс, Крис Карри , 6502 дизайнера, Джереми Дион, Тим Добсон, Джо Данн, Пол Фаррелл, Ферранти , Стив Фербер , Джон Гиббонс, Эндрю Гордон, Лоуренс Хардвик, Дилан Харрис, Герман Хаузер , Hitachi , Энди Хоппер , ICL , Мартин Джексон, Брайан Джонс, Крис Джордан, Дэвид Кинг, Дэвид Китсон, Пол Кривачек, Компьютерная лаборатория , Питер Миллер, Артур Норман , Глин Филлипс, Майк Прис, Джон Рэдклифф, Уилберфорс Роуд, Питер Робинсон , Ричард Рассел Ким Спенс-Джонс, Грэм Тебби, Джон Тэкрэй, Крис Тёрнер, Эдриан Уорнер, Роджер Уилсон , Алан Райт».

Прием

В интервью в 1993 и 2001 годах соучредитель Acorn Герман Хаузер из Microsoft рассказал, что Билл Гейтс пытался продать MS-DOS компании Acorn, но Хаузер считал, что принятие MS-DOS было бы «шагом назад» по сравнению с сохранением системы Acorn.

Ссылки

Примечания

• Watford Electronics, «Расширенное справочное руководство для серии BBC Master», 1988 г.