1.オペレーティング・システム

Ｗａｒｐ

ＯＳ/２Ver3.0をＩＢＭでは新しい時代へのワープととらえてこの名前で発売しています．従来の，多くのメモリを必要とし重いと言われていたＯＳ/２を日本語版では最低５Ｍバイト以上英語版では４Ｍバイト以上のメモリで，ＣＰＵも３８６でも軽快に稼働するようになっています．ＬａｕｎｃｈＰａｄの導入などで常時使うアプリケーションの立ち上げの簡略化，ドラッグ＆ドロップによる操作環境の充実など，オブジェクト指向の流れに対応し，次のタリジェントが気になります．当初発売されたものはWIN-OS/2は含まれないバージョンでWindows3.1のライセンスがない分安価になっています．従来のWindows3.1がそのまま動きます．

　ＯＳ/２はVer２．１からＣＤ－ＲＯＭでも供給されています．ＷａｒｐのCD-ROM版にはインターネットの接続のためのツール一式が添付されると共に，ＩＢＭはＷａｒｐの利用者専用のＩＰ接続サービスを行うなど，ＯＳ/２の拡販に躍起になっています．

　ＯＳ/２上でWindows3.1のアプリケーションプログラムを実行するための機能，ＯＳ/２のVer2.1まではＯＳ/２上でWindows3.1のプログラムアプリケーションを稼働するためには必須でした．Ver2.11以後はＷＩＮ－ＯＳ/２がなくてもネイティブのWindows3.1をＯＳ/２で稼働できるようになっています．

ＷＩＮ／ＯＳ２

　ＤＯＳのユーザーがＯＳ/２を導入した後もコマンドの指示でＯＳ/２からＤＯＳへ，ＤＯＳからＯＳ/２へ切り替え再起動を行うために，Ｏ/Ｓ２が用意したものです．

二重ブート

ＡＴ互換機のベースとなるＯＳのMS-DOS（PC-DOS)では起動時に導入するＯＳを選択する機能を持っていません．そのためＤＯＳを使用していたシステムにOS/2を導入すると以後原則としてOS/2しか起動できなくなります．

そこでＯＳ/２は導入時にＤＯＳの環境がシステム上にあるときはこの二重ブートシステムを導入します．OS/2の互換ＤＯＳボックス以外にピュアなＤＯＳも利用環境が確保されています．ＯＳ/２にはこの他に起動時にＯＳの選択ができるブートマネージャも用意されています．

　ＯＳ/２ＷａｒｐVer3.0から利用できるようになった機能で，頻繁に利用するアプリケーションプログラム（オブジェクト）をＬａｕｎｃｈＰａｄに登録しておき直接ランチパッドのオブジェクトの絵をクリックすることでオブジェクトをアクセスできるようになりました．
Ｌａｕｎｃｈは港などでの水先案内を行うランチに由来するのでないかと思っています．

ＬａｕｎｃｈＰａｄ

　ユーザーから見えるＯＳ/２の仕組みをワークプレース・シェルと呼んでいます．ＯＳ/２の中身の詳細をユーザーが知らなくてもコンピュータを容易に利用できるようにグラフィカルに表示されたデスクトップで，オブジェクトをマウスで選択し，必要な指示を与えることで処理ができるような仕組みです．

ワークプレース・シェル

　インテル３８６以上のＣＰＵが持っている仮想８６モードを利用し，ＣＰＵ上に複数の８０８６の実行環境を作成しその実行環境でＤＯＳのアプリケーションを実行します．この場合は各ＤＯＳの環境は独立に設定することができます．そのため，コンベンショナルメモリもそれぞれの実行環境に合わせた適切な設定が可能ですので，コンベンショナルメモリの確保というＤＯＳの悩みは大いに解消されます．

仮想ＤＯＳマシン

　ＯＳ/２に標準で添付されているブート制御プログラムで，任意のＯＳを選択して起動することができます．二重ブートではＯＳ/２とＤＯＳの切り替えはできますがそれ以外のＯＳの切り替えはできません．ブートマネージャを利用するとそれ以外のＯＳについても選択起動ができます．

ブートマネージャ

ディスクの区画設定時にＯＳ/２に添付されたＦＤＩＳＫコマンドで区画の設定，ブートマネージャの設定を行います．

　マルチタスクでは，複数のタスクを順次切り替えて実行することができます.これによって，処理が同時に進行しているかのように見えます．しかし，Windows3.1では，各タスクがＣＰＵを占有する時間をシステムによって管理しないノンプリエンプティブなマルチタスクであるために，プリント作業時などにおいては，プリントのタスクが必要以上にＣＰＵを占有し，全体の作業効率を落としています．プリエンプティブなマルチタスクではそのようなことはありません．

プリエンプティブなマルチタスク

　ＩＢＭ社とアップル社の合弁でＯＳ開発のために設立されたタリジェント社で，オブジェクト指向による次世代ＯＳを開発する予定になっていた．

タリジェント

マイクロソフト社が開発した8086系CPU用のシングル・ユーザ/シングル・タスクのOSです．

MS-DOS
(Microsoft Disk Operating System)

Keywords：TSR，パイプ，リダイレクト，フィルタ，FIFO

歴史的には，1970年代後半に8ビット用パソコンのOSとして主流となったデジタル・リサーチ(Digital Research)社のCP/Mをモデルに，SCR社(シアトル・コンピュータ・プロダクツ)が16ビット用OSとして86-DOSを作ります．それをマイクロソフト社が買い取り，改造を加えて1981年8月にIBMパーソナル・コンピュータのOSとしてリリースされたのが始まりです．IBM用パソコンのOSでしたのでPC-DOSとも呼ばれていました．

その後，UNIXの影響を受けて階層ファイル構造を取り入れたり，日本語処理などの国際化サポート，ネットワーク対応など数回のバージョンアップを重ね，今では16ビット機の世界的な標準OSになっています．

MS-DOSそのものは，シングル・タスクのOSですが，マルチタスクを実現するための準備がなされており，TSRやMS-Windowsのように複数のプログラムを常駐させて実行させることができます．

MS-DOSは次の五つの部品から構成されています．

? オペレーティング・システム・ローダ

? MS-DOS BIOS(IO.SYS)

? MS-DOSカーネル(MSDOS.SYS)

? シェル(COMMAND.COM)

? サポート・プログラム(外部コマンド)

また，シェルではパイプ，I/Oリダイレクトなどの便利な機能をサポートし，外部コマンドとしてフィルタなどのユーティリティ・プログラムを多数提供しています．

現在,IBMが販売するPC　DOSは7.0，マイクロソフトが販売するMS-DOSは6.2が最新バージョンです．

< copyright 1994 互野恭治 >

一度メモリ内にロードして実行すると，メモリ内に常駐してほかのプロセスから何度でも呼び出して利用できるプログラムのことです．

TSR
(Terminate Stay Routine)

とくに画面のハード・コピーを取るなど，OSの機能拡張に用いられる場合が多いようです．

MS-DOSでは，パッシブTSRとアクティブTRSがあります．パッシブTSRはほかのプログラムから呼び出されて利用されるものですが，アクティブTRSはキー打鍵などの外部で起こるイベントによって起動されるようになっています．

マルチタスク・システムにおいて，タスク(プロセス)間のデータ通信に用いられる手法の一つです．パイプはあるプロセスによって書かれ，別なプロセスによって読まれます．

パイプ

パイプの格納場所は，メモリもしくはディスク・ファイルで典型的なFIFOの形式となります．

MS-DOSの場合は，マルチタスクではありませんがパイプをサポートしており，ディスクにテンポラリ・ファイルを作って，プロセスからプロセスに情報を引き渡すことができます．例えば，

DIR｜SORT

はディレクトリ一覧をテンポラリ・ファイルとして保存し，その結果をもとにコード順に並べ替えて出力するものです．

リダイレクトとは標準入出力の切り換えをいいます．UNIXの影響を強く受けたMS-DOSなどでは，入出力の対象がすべてファイルとして同格に扱われます．

リダイレクト

そのため，入出力の機器やファイルを簡単に切り換えることができます．例えば，

DIR 〉TEXT.TXT

は，ディレクトリの内容を画面ではなくファイル(TEXT.TXT)として出力します．

フィルタとは，標準入力からデータを読み取り，それに対して所定の変換を行って結果を出力するコマンドのことをいいます．

フィルタ

MS-DOSには次の3種類のフィルタが用意されていますが，UNIXなどでは，このほかにもスペル・チェックやワード・カウントといったフィルタを数多く備えています．

FIND…検索

MORE…１画面ごとのスクリーン出力

SORT…並べ替え

各種フィルタは，標準入力からデータを読み込み，標準出力へ出力するようになっていますから，I/Oリダイレクトによってファイルの入出力を制御することができます．

下記に，６月に作られたファイルを取り出して，ソートするという例を示します．

dir｜find "-06-"｜sort 〉temp

CONFIG.SYS

Keywords：COMMAND.COM，AUTOEXEC.BAT，デバイス・ドライバ，Multi-Config

CONFIG.SYSは，MS-DOSが起動するときにシステム環境を設定するためのファイルです．CONFIG.SYSを利用することによって，デバイス・ドライバや必要な機能だけをシステムに組み込むことができます．そのためのコマンドとして，BUFFERS，FILES，DEVICE，SHELLなどが用意されています．

CONFIG.SYSで設定した環境を変更する場合には，マシンの電源をOFFにするか，リセットするかします．

MS-DOS 6.X以降には，複数のCONFIG.SYSを管理するMulti-Config機能が追加されています．

CONFIG.SYSが読み込まれた後は，COMMAND.COMというシェル・プログラムが動き，AUTOEXEC.BATを読みにいきます．

< copyright 1994 諏訪寿行 >

デバイス・ドライバは，名前のとおりデバイス(装置)を駆動させるためのソフトウェアですが，CONFIG.SYSの支配下で使用させるために，その構造には図に示すような一定の規則があります．

デバイス・ドライバ

COMMAND.COMは，キーボードからのコマンドを受け付けてアプリケーションを起動したり，COMMAND.COM自身がもつ内部コマンド，例えばDIRなどを実行したりします．このようなソフトウェアをコマンド・プロセッサと呼びます．

COMMAND.COM

一連のコマンドを同じ順序で入力する場合，いちいちDOSのコマンド・プロンプトから入力するのは大変です．そこで，こうした煩雑さを回避するために，これらの一連のコマンドを .BATという拡張子のファイルに記述しておきます．

AUTOEXEC.BAT(バッチ処理)

こうしておけば，DOSのプロンプトからファイル名を入力するだけで，一連のコマンドが実行されます．これをバッチ処理と呼び，拡張子 .BATの付いたファイルをバッチ・ファイルと呼びます．

このようなバッチ・ファイルの中で，MS-DOS起動時に自動的に実行される特別なファイルが，AUTOEXEC.BATです．

今まで，ワープロを使うときとLAN環境などでCONFIG.SYSの内容を書き換えてリブートするようなことが頻繁にあり，たいへん不便でした．このマルチ-コンフィグレーション・コマンドを使えば，目的に応じて最適化できます．

Multi-Config

〈使用例〉

3個のメニュ項目で，タイムアウト10秒後
[other]メニュが自動的に選択される．
カラー指定なし

[menu]

menuitem=taro, Boot for Taro

menuitem=hanako, Boot for Hanako

menuitem=other, Boot for everybody

menudefault=other, 10

共通部分

[common]

dos=high

buffers=5

device=c:\dos\himem.sys

一太郎専用コンフィギュレーション
EMSを使う

[taro]

files=30

device=c:\dos\emm386.exe

花子専用コンフィギュレーション
EMSを使わない

[hanako]

files=20

device=c:\dos\emm386.exe noems

その他のコンフィギュレーション

[other]

files=10

FCB(File Control Block)とDTA(Disk Transfer Address)は，ディスクとのリード/ライトを行うときに利用される領域です．FCBとDTAのデフォルト領域は，PSP内に確保されています．

システム・コール

Keywords：PSP，FCB，DTA，ファイル・ハンドル，INT 21h

システム・コールは，AHレジスタあるいはAXレジスタにDOSファンクションと呼ばれる機能コードを設定して INT 21h命令を実行します．

ユーザに公開されているシステム・コール以外にもユーザが利用できる未公開システム・コールと呼ばれるものがあります．マイクロソフト社はこれらを保証していませんが，利用価値の高いものです．

例えば，アプリケーションがシステム・コールを利用しているかどうかを示すフラグ(InDOSフラグ)のアドレスを取得するもの，PSPのアドレス，カレント装置のDPBアドレス，内部変数領域のアドレスを取得するものなどがよく使われます．

< copyright 1994 諏訪寿行 >

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FCB，DTA

これらの領域は，ユーザが独自に設定することも可能になっています．DTAの変更はDOSファンクションの1AH，FCBはファイル・オープン時にFCBの先頭アドレスを渡すことによって行われます．

FCBとDTAを利用したファイルへのアクセスは，CP/Mとの互換性のために設けられているものです．この方式では階層ディレクトリを扱うことができません．

しかし，MS-DOSではVer2.0から階層ディレクトリをサポートするUNIXのようなシステム・コールが追加されているので，ファイル・アクセスにはファイル・ハンドルと呼ばれる，システムが管理するファイル記述子を利用して行います．

.COMや .EXEなどの実行可能なファイルは，メイン・メモリの空き領域にロードされ，その領域はプログラム・セグメントと呼ばれます．

PSP，システム領域

MS-DOSでは，このプログラム・セグメントの前に100Hバイトの作業領域を確保します．ここには，コマンド・ラインからのパラメータや各種エントリ・ポイントなどが格納され，ファイルをアクセスするための FCBやDTA，その他の作業領域としてMS-DOSシステムが利用します．

この領域は，PSP(Program Segment Prefix)と呼ばれています．コマンド・ラインからパラメータを入力した場合，第1パラメータは第1FCB，第2パラメータは第2FCBにそれぞれ格納され，ファイル名はFCB形式のファイル名に変換されます．

コマンド・ラインの全文字列は，そのままのイメージでDTAに格納されます．

MS-DOSの標準ファイル・ハンドルは，表のようになっています．

ファイル・ハンドル

MS-DOSでは，0～4のファイル・ハンドルをあらかじめオープンしてあるため，これらのハンドルで割り当てられたファイルもしくはデバイスにすぐアクセスすることができます．

ハンドル番号	機能
0	標準入力(キーボード)	デバイス名CON
1	標準出力(スクリーン）	デバイス名CON
2	標準エラー出力(スクリーン）	デバイス名CON
3	標準補助装置(RS-232Cなど）	デバイス名AUX
4	標準プリンタ	デバイス名PRN

MS-DOSのバージョンによって異なりますが約70個～115個のファンクションが公開されています．プログラミング上必要なのに公開されていないUNDOCUMENTEDなファンクションも多く存在します．

INT 21h命令

下の図はINT 21hファンクション06hの直接コンソール入出力の呼び出し方です．

プロテクト・メモリは，アドレスが1Mバイト(100000h)以上に割り当てられているメモリ領域です．80286/i386以上のCPUで利用できる領域です．

メイン・メモリ，主記憶装置

Keywords：プロテクト・メモリ，EMSメモリ，XMS メモリ，VCPI，DPMI，EMM386.EXE，DOS Extender

MS-DOSから利用できるメモリをハードウェア的に区分するとメイン・メモリ，プロテクト・メモリ，EMSメモリの3種類に分けられます．

メイン・メモリは，コンベンショナル・メモリとも呼ばれ，ユーザが直接利用できるメモリです．直接利用できないところをXMSメモリといいます．16ビットCPUが直接管理できるメモリは1Mバイトですが，PC98シリーズやIBM PCなどでは，上位384Kバイト(A000h～FFFFFh)を予約領域(システム領域)として，グラフィックVRAM，テキストVRAM，システムROM領域などに割り当てています．

そのため，ユーザが実際に利用できるメモリは640Kバイト(00000h～9FFFFh)になっています．

< copyright 1994 諏訪寿行 >

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プロテクト・メモリ

ただし，この領域をMS-DOSで利用するためには，EMM386.EXEなどのメモリ管理用のデバイス・ドライバを利用しなくてはなりません．

この広いメモリを複数のプログラムから有効に使えるようにするために，VCPI，DPMIという規約が作られました．

VCPI，DPMI

VCPIは，Virtual Control Program Interface，DPMIは，Dos Protected Mode Interfaceの略です．80286以上のCPUのプロテクト・モードでプロテクト・メモリを利用する場合，EMS，XMS，DOS Extenderなどの方式があります．しかし，それらは独自に考案された方式であるため，統一的な管理がなされていません．

VCPIは，1989年6月に，Phar Lap Software社とQuarterdeck Office Systems社の2社を中心に策定された規格です．これに対してDPMIは，Microsoft社を中心とする11社のソフト・ベンダが参加して作成した規約です．この11社の中には，先にVCPIを規定した2社も含まれています．

DPMIは，MS-Windows3.0がこの規約に対応したことによって業界の標準になりました．MS-Windowsでは，プロテクト・モードで動作しているアプリケーションが，リアル・モードに存在するBIOSにアクセスするとき，DPMIを利用します．

また，MS-Windows上で複数のMS-DOSアプリケーションを切り替えて使用するときにも，DPMIが利用されています．

MS-DOSの管理下に入ったプロテクト・メモリをXMSメモリと呼んでいます．現在では，プロテクト・メモリを複数のアプリケーションに解放する規格であるVCPIやDPMIが策定されています．これらのためにMS-DOSに用意されたドライバがHIMEM.SYSです．

XMSメモリ

XMSメモリは，HMA(High Memory Area)とEMB(Extend Memory Block)という二つの領域に大きく分かれます．HMAは，メイン・メモリのすぐ上のアドレス(100000h～10FFEFh)を占める約64Kバイトの領域です．

80286以上のCPUのリアル・モードでは，この領域をメイン・メモリの延長として確保することができ，メイン・メモリと同様高速にアクセスすることが可能です．

DOS Extenderは，プロテクト・モード用に作られたプログラムをMS-DOS上で利用できるようにするためのプログラムです．

DOS Extender

プロテクト・モードでは，1Mバイトを超えるメモリを扱えますから，大容量のメモリを必要とするアプリケーションがDOS Extender用に作成されています．

日本では，DOS Extenderを採用している例はあまり多くありませんが，富士通のパソコンFM-TOWNSのOSでは，このDOS Extenderを標準的に採用しています．

DOS Extenderによる拡張は，EMSなどと違ってMS-DOSにデバイス・ドライバを組み込む必要がない，ソフトウェアの移植が比較的容易に行えるなどの利点がありますが，DOS Extender自体の規格の統一がなされなかったこともあり，今ひとつ普及するにはいたっていません．

また，仮想EMSドライバのように，ほかにもプロテクト・モードを利用したプログラムがあると，メモリなどの競合がおきてしまい，共存することは難しくなっています．それを回避するための規格がVCPIとDPMIです．

フロッピ・ディスクもハード・ディスクも外部記憶装置として分類されます．MS-DOSでは，ハード・ディスクも容量の大きなフロッピ・ディスクとして扱います．

フロッピ・ディスク，ハード・ディスク

Keywords：IBMフォーマット，フォーマット，SASI，SCSI，ブート・セクタ，セクタ，物理フォーマット，IPL，FAT

それに対し，CPUが直接アプリケーションを動かすために必要とする記憶領域のことを主記憶装置といい，パソコンではメイン・メモリあるいはコンベンショナル・メモリと呼ばれ半導体メモリが使用されます．

ハード・ディスク(HD)にしてもフロッピ・ディスク(FD)にしても，一番初めに行わなくてはならないのは，フォーマット(初期化)です．

MS-DOSでは IBMフォーマットと呼ばれる形式にフォーマットされます．フォーマットにはFORMATコマンドが利用されます。NEC98シリーズの場合はフロッピ・ディスクのフォーマットを行うためにはFORMAT.EXE，ハード・ディスクのフォーマットを行うためにはFORMAT /Hを利用します．

PC98シリーズでは，最初ハード・ディスクのインターフェースとしてSASIを採用しましたが，最近では内蔵ドライブはIDE,外付けドライブはSCSIインターフェースのドライブを使用するようになり、AT互換機との違いが少なくなっています。

< copyright 1994 諏訪寿行 >

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フォーマット，トラック

フォーマットとは，磁気コーティングされたディスクにトラックやセクタを割り振ることです．トラックは同心円状に構成され，リード/ライト・ヘッドはこのトラック(同心円)に沿ってデータのリード/ライトを行います．

レコードの溝に近い構造をしていますが，渦巻き状ではありません．磁気リングの幅は，リード/ライト・ヘッドの幅よりも若干広くなっています．各トラックは，ディスクの中心から放射線状にいくつかの区画に区切られます．この区切られた1区画をセクタと呼びます．

セクタは，ディスク上の物理的記憶域の最小単位で，サイズが一定しています．

セクタ

セクタによって構成されているトラックは，ディスク・フォーマット，オペレーティング・システムによってディスクに記録されています．

1Mバイトのフロッピ・ディスクでは，5.25インチ2HDと3.5インチ2HDが一般的ですが，これらのフロッピ・ディスクでは，トラック本数が77本(0～76)，1論理トラック(サーフェス0，サーフェス1を合わせたもの)あたりのセクタ数が16セクタ，1セクタのサイズは1024バイトとなっています．

MS-DOSでディスク上のデータにアクセスする場合は，相対セクタ番号を利用します．相対セクタ番号は，トラック0，サーフェス0，セクタ1の位置を0にし，以下最後のセクタまで通し番号を付けたものです．

2DDや2HDのフロッピ・ディスクでは，ディスクの両面を利用してデータを記録することができます．ディスクの表面がサーフェス0もしくはサイド0，裏面がサーフェス1もしくはサイド1となっています．

MS-DOSのフォーマット・コマンドでは，トラック，セクタの区画(物理フォーマット)を行った後に，0番目のトラックにIPL，FAT，ディレクトリなどの領域を確保(初期化)します(論理フォーマット)．

PC98用のハード・ディスクでは，インターフェースにSASI，SCSIとIDEの３種類がありますが，現在はIDEが多くなっています．

SASI，SCSI

ハード・ディスクのフォーマットには標準フォーマットと拡張フォーマットの2種類があります．標準フォーマットでは，ハード・ディスク1台あたりの容量が最大20Mバイトまで，1クラスタ・サイズは常に8Kバイトを必要とします．

クラスタは，ディスク・ファイルを管理するうえでの最小単位ですが，標準フォーマットでは例えば1バイトのデータのようなどんなに小さなファイルでも，１クラスタは8Kバイトのファイル・サイズを必要とすることになります．

これに対して，MS-DOS 3.1以降にサポートされている拡張フォーマットでは，SASIの場合，1パーティションあたり最大40Mバイト，SCSIの場合で最大2Gバイト(ただし，MS-DOS3.3では最大128Mバイト)の容量が確保できます．

1クラスタのサイズは，確保する領域のサイズにより2Kバイト，4Kバイト，8Kバイト，16Kバイト，32Kバイトとなっています．

IPL(Initial Program Loader)は，ディスクのシステムをメモリ上に読み込むためのプログラムで，MS-DOSがメイン・メモリにロードされるために必要なプログラムです．IPLは，ディスクのトラック0のセクタ1，つまり一番外周に格納されています．

IPL

IBMフォーマットは，図のような構成になっています．この中のセクタを特定するために，すべてのセクタにLSN(Logical Sector Number)と呼ばれる連番をつけ，さらにいくつかのLSNをまとめてクラスタという名にして番号をつけます．

IBMフォーマット

LSN0はMS-DOSの予約領域で，ブート・セクタと呼ばれます．LSN1からは，FATとそのコピーおよびルート・ディレクトリ領域などが割り当てられます．

ブート・セクタは表のような構成になっていて，ディスクの構成を示している情報を示すBPB(BIOS Parameter Block)などを含んでいます．このBPBの内容はIO.SYSが管理していますが，MSDOS.SYS側でもBPBの内容を把握している必要があるので，BPBに論理ドライブ名などを加えてDPB(Drive Parameter Block)として管理しています．

ブート・セクタ

ハード・ディスクのフォーマットは，物理フォーマットと論理フォーマットの2段階に分かれています．物理フォーマットでは，ディスク・ドライブ全体に対して，トラックおよびセクタを設定します．物理セクタ長の設定では，256バイトと512バイトのいずれかを選択することができます．

物理フォーマット，論理フォーマット

物理セクタ長を256バイトで設定してフォーマットしたディスクでは，分割できる最大パーティションは8となり，512バイトで設定した場合は最大16となります．

論理フォーマットは，ディレクトリ・エントリ，FATの初期化などを行い，MS-DOSで使用する領域をディスク・ドライブから確保します．

ディスクの物理的なリード/ライトの単位はセクタですが，ファイルを管理する最小論理単位は，クラスタとなります．

クラスタには0番からの通し番号が割り振られていて，どのファイルがどのクラスタを利用しているかは，FATに記録されています．FATテーブルのクラスタ管理用フィールドには12ビットと16ビットの二通りのものがあります．

FAT(File Allocation Table)は，ファイルを管理するために記憶開始クラスタ番号および使用したクラスタ番号などを記録している領域のことで，ファイル・アクセスで重要な役割をします．

FAT

MS-DOSでファイルをアクセスするにはいくつかの方法があり，ハードウェアを直接制御することも可能ですが，普通はソフトウェアからクラスタを指定してファイルをアクセスします．

MS-DOSでは，ファイル・アクセスの基本単位をクラスタによって管理しています．1クラスタは，物理セクタの2のべき乗となるように確保されます．一般的に，1クラスタは，1もしくは2セクタとなっていることが多いようです．

このファイル・アクセスを行うにあたって必要となる情報は，どのファイルがどのクラスタを指しているか，ということです．

大容量のハード・ディスクに対応するため，16ビットFATが採用されました．16ビットFATの場合，65536(2の16乗)個のクラスタを扱うことができるため，40Mバイトのハード・ディスクでも1クラスタ・サイズは2Kバイトですみます．

EMSメモリ

Keywords：ページ・フレーム，論理ページ，仮想EMS，HMA，EMB，XMM，HIMEM.SYS，UMB，EMM386，DEVICEHIGH，LOADHIGH

EMSメモリは640Kバイト以上のメモリを利用するために，A0000h～FFFFFhのシステム領域の空き領域にページ・フレーム(窓)を作成し，この領域に増設RAMの任意の64Kバイトをバンク切り替えを行って投影(利用)できるようにしたメモリです．LIM-EMS(Lotus-Intel-Microsoft Expanded Memory Specification)ともいいます．

プロテクト・メモリとEMSメモリの違いは，前者がアドレスの実空間にマップされているのに対して，後者はメイン・メモリの一部とバンク切り替えによってマップされている，ということです．

プロテクト・メモリやEMSメモリは，メイン・メモリに対して拡張メモリと呼ばれています．拡張メモリは，それを管理するメモリ管理デバイス・ドライバによって，EMSメモリ，XMS(HMAとEMBからなる)メモリなどにソフト的に区分されます．

これらのメモリ管理デバイス・ドライバは，通常CONFIG.SYSの中でデバイス登録を行います．

EMSメモリには，プログラムを転送することができます．そのためにメイン・メモリを節約することができます．例えば，一太郎Ver5では，プログラムの一部と日本語FEPであるATOK8をEMSに転送することによって，メイン・メモリを節約しています．

EMSでは，拡張メモリ(最大32Mバイト)をページ単位(16Kバイト)で管理します．EMS上に設定されたこれらのページは，論理ページと呼ばれています．

メイン・メモリ上には，この論理ページにアクセスするための窓が設けられています．この窓をページ・フレームと呼んでいます．

< copyright 1994 諏訪寿行 >

ページ・フレームの大きさは，16Kバイト×4ページ＝64Kバイトとなります．ページ・フレームを構成する16Kバイトごとの各ページは物理ページと呼ばれ，論理ページと1対1に対応しています．

ページ・フレーム，論理ページ，仮想EMS

ソフト的なEMSメモリの設定は，仮想EMSと呼ばれます．仮想EMSは，32ビット・マシンのプロテクト・メモリをEMSメモリとして使用します．この方法を利用する場合は，当然マシンがプロテクト・メモリを搭載した32ビット機という条件がつきます．

仮想EMSを設定するためにMS-DOS5.0からは，EMM386.EXEドライバが提供されています．

EMM386.EXEは，80386以上のCPUを搭載したマシンでプロテクト・メモリをEMSメモリとして使用するためのドライバです．80386以上のマシンを使用している場合は，EMM386.EXEを使用したほうがより高速にEMSメモリにアクセスすることができます．

HMAは，FFFFFHの上約64Kバイトのリアル・モードからアクセスできる特別なメモリ領域です．

HMAとEMB

MS-DOS5.0からは，MS-DOSシステムの一部がHMAに対応しています．EMBは，HMAを越える領域です．EMBを利用する場合は，XMM(eXtend Memory Manager)を呼び出して，ユーザ固有のハンドル番号を受け取ります．

その後，XMMに対して拡張メモリの転送要求をすると，拡張メモリからメイン・メモリにデータが転送されてきます．論理的に，EMBは80286CPUを搭載したマシンでは16Mバイトまで，80386以上のCPUを搭載したマシンでは最大4Gバイトまで確保できることになっていますが，実際には32ビット・マシンで確保できる領域は，最大15Mバイト程度となっています．

XMSを設定するためにMS-DOS5.0では，HIMEM.SYSドライバが提供されています．

XMSを設定するためには，このドライバを組み込みます．CONFIG.SYSに次のようにデバイスを登録します．

HIMEM.SYS

さらに，MS-DOSシステムの一部(約60Kバイト)をHMA領域にロードさせたい場合は，CONFIG.SYSに次の行を加えます．

UMBは，メイン・メモリの拡張ROM領域(C0000～DFFFFの約128Kバイト)の空き領域に設定する領域です．拡張ROM領域は，周辺装置のBIOSやEMSのページ・フレーム領域として利用されています．

DOS ＝ HIGH

しかし，機器の構成によっては，かなりの領域が未使用になっている場合があります．この未使用の領域をUMBとして確保します．

EMM386.EXEの設定

EMM386.EXEでは，80386以上のCPUを搭載した32ビット機で，XMSメモリをEMSメモリとして利用します．また，EMSだけではなく，UMBを有効にする機能もあります．

このドライバを組み込む前には，必ずHIMEM.SYSを組み込んでください．設定およびスイッチは，次のとおりです．

    DEVICE ＝ EMM386.EXE /M
                         /P
                         /F

/M(メモリ・サイズ，Kバイト単位)もしくは/P(ページ単位，1ページは16Kバイト)で確保したいEMSのメモリ・サイズを指定します．残りがXMSのEMB領域となります．

/Mあるいは /Pを省略するとプロテクト・メモリは，すべてEMSメモリとして確保されます．/Fは，ページ・フレーム・アドレスの設定でデフォルト値は、C0000h～CFFFFhとなります．

EMSに代わる拡張メモリとして，MS-WindowsやMS-DOS5.0で積極的に推奨されているのが，XMSメモリです．

XMSメモリもEMSメモリ同様プログラムを転送することができますので，メイン・メモリの節約を行うことができます．

ただし，XMSではEMSと異なりハードウェア的な制約があります．条件としては，80286以上のCPUを搭載したマシンでプロテクト・メモリがサポートされていることです．したがって，PC9801VMなどのV30/8086CPUを搭載した古いPC98マシンでは，XMSメモリを利用することができません．

UMBには，仮想UMBとUMBの2種類があります．仮想UMBは，32ビット・マシンのページング機能を利用してプロテクト・メモリを拡張ROM領域に割り当てます．したがって，この機能を利用するためには，プロテクト・メモリを装備した32ビット・マシンが必要という条件がつきます．

UMB

UMBは，拡張ROM領域にUMBを割り当てるだけですから，どのCPUでも実現できます．UMBに転送することのできるプログラムには，特に制約はありません．ただし，UMBとして確保できる領域は，システムの構成によっても異なりますが，EMSを設定している場合で約48～64Kバイト程度とされています．そのため，あまり大きなプログラムは転送することはできません．

MS-DOS5.0で設定することのできるUMBは，基本的に仮想UMBです．UMB領域を確保するためには，仮想EMSドライバEMM386.EXEを組み込んで，/UMBまたは/NOEMSスイッチを指定します．

DEVICE ＝ EMM386.EXE /UMB

または，

DEVICE ＝ EMM386.EXE /NOEMS

EMM386.EXEでは，XMSメモリの中にEMSメモリを確保します．しかし，/NOEMSスイッチを指定すると，EMSメモリを設定せずにUMB領域のみを確保します．

これによって拡張ROM領域にページ・フレームが設定されないことになりますので，それだけUMBとして確保できる領域が多くなります．UMBを有効にするためには，CONFIG.SYSに次の行を付け加えてください．

DEVICE ＝ EMM386.EXE /UMB

DOS ＝ UMB

UMB領域に空きがあれば，このメモリ領域にドライバを上げることができる DEVICEHIGH，LOADHIGHコマンドが，MS-DOS5.0から追加されました．また，次のように設定すると，HMAにMS-DOSのシステムの一部を転送し，UMBを設定することが可能になります．

DEVICE ＝ HIMEM.SYS

DEVICE ＝ EMM386.EXE /UMB

DOS ＝ HIGH，UMB

DEVICEHIGHコマンドは，MS-DOS5.0からサポートされているデバイス・ドライバをUMB領域に転送するコマンドです．ほとんどのデバイス・ドライバは，UMB領域に転送することができますが，次のものは対象外です．

DEVICEHIGH

GRAPH.SYS，HIMEM.SYS，EMM386.EXE，

SMARTDRV.SYS

この他，PRINT.SYSで/Uスイッチが付いている場合と，RAMDISK.SYSで/Mスイッチが付いている場合は，UMB領域に転送することができませんので，通常のDEVICEコマンドを利用します．

LOADHIGHコマンドは，MS-DOS5.0からサポートされている常駐プログラムをUMB領域に転送する場合に利用するコマンドです．コマンド・ラインもしくはAUTOEXEC.BATの中から実行します．

LOADHIGH

次のように指定すると，MS-DOSの常駐プログラムであるMIRRORをUMBに転送します．

A : \〉LH MIRROR /TA

MS-DOSの常駐プログラムには次のようなものがあります．

DOSKEY.EXE，MIRROR.EXE，APPEND.EXE，

MOUSE.COM