,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第2章 操作系统用户界面,2.1简介,2.2一般用户的输入输出界面,2.3命令控制界面,2.4Linux与Windows的命令控制界面,2.5系统调用,2.6Linux和Windows的系统调用,1,2.1简介,用户界面是负责用户与操作系统之间的交互,用户通过界面向计算机系统提供服务需求,计算机通过用户界面向用户提供用户所需要的服务,计算机系统用户分类,使用和管理计算机应用程序的用户,程序开发人员,用户界面的类别,命令接口,系统调用,2,2.2一般用户的输入输出界面2.2.1 作业的定义,一般编程过程,概念,功能,设计,结构,设计,建档,详细,设计,编辑,输入,输出,执行,链接,编译,调试,需求分析,分析,一般编程过程,编辑输入,人工完成,计算机完成,3,作业的概念,作业:,一个,作业,是指在一次,应用业务处理过程,中，从,输入,开始到,输出,结束，用户要求计算机所做的有关该次业务处理的,全部工作,。,作业是用户向计算机提交一项工作的基本单位,作业步：通常一个作业又可分为若干个顺序处理的步骤。作业步就是 在一个作业处理的过程中计算机所做的相对独立的工作,4,典型的作业控制过程：,“编译”、“连接装配”、“运行”,5,作业步之间有一定的关联的,其关联关系:,一个作业中的各作业步必须是顺序执行的,前一个作业步的输出是下一个作业步的输入,一个作业步能否正确执行,依赖于前一个作业步是否成功地完成,6,2.2.2作业组织,从系统角度看（作业的组织形式）,作业：作业由程序、数据和作业说明书组成。,程序和数据：完成用户所要求的业务处理工作，,作业说明书：则体现用户的控制意图。,作业说明书在系统中生成一个作业控制块（JCB）,作业说明书内容包括,作业基本情况描述,作业控制描述,作业资源要求描述,7,作业说明书内容,8,作业说明书方式主要用在批处理系统中,并且各个计算机厂家都对自己的系统定义有自己的 作业在作业说明书的格式和内容,在微机和工作站中人们常常用批处理命令文件或SHELL程序方式编写作业说明书。,9,2.2.3一般用户的输入输出方式,输入输出方式有：,1.联机输入输出方式,2.脱机输入输出方式,3.直接耦合方式,4.SPOOLING系统,5.网络联机方式,10,1.联机,输,输入输出方,式,式,用户和系统,通,通过交互会,话,话来输入作,业,业,外围设备直接和主机连接,例如：键盘,、,、鼠标,11,2.脱机输,入,入输出方式,脱机输入方,式,式（预输入,方,方式）,利用低档个,人,人计算机作,为,为外围处理,机,机进行处理,。,。,脱机输入解,决,决了快速输,入,入输出的问,题,题，提高了,资,资源利用率,，,，但是要以,牺,牺牲低档机,为,为代价。还,需,需要用户干,预,预,脱机输入输,出,出方式是为,了,了解决单台,设,设备联机输,入,入时的CPU浪费问题,12,3.直接,耦,耦合方式,把主机和外,围,围机通过一,个,个公用的大,容,容量的 外,存,存直接耦合,起,起来,慢速的输入,输,输出过程由,外,外围低档机,管,管理,公用存储器,中,中的大量数,据,据的高速读,写,写由主机完,成,成,省去了在脱,机,机输入中的,那,那种依靠人,工,工干预来传,递,递后援存储,器,器的过程,13,4.SPOOLING系统,SPOOLING系统(假脱机操,作,作),Simultaneous Peripheral Operation On Line,它使用直接,存,存取的大容,量,量磁盘作为,缓,缓冲，将一,个,个可共享的,磁,磁盘空间改,造,造成若干个,输,输入设备和,输,输出设备，,并,并使得I/O设备和CPU并行操,作,作。（在联,机,机情况下实,现,现的同时外,围,围操作）,SPOOLING,系统,的组成,输入井和输,出,出井,输入缓冲区,和,和输出缓冲,区,区,输入进程和,输,输出进程,（输入管理,模,模块、输出,管,管理模块）,14,输入管理,模块,输入装置,输入装置,通 道,输入井,输出井,通,道,输出装置,输出装置,通 道,输出管理,模块,主机系统,外存,SPOOLING系统,15,SPOOLING系统,输,输入过程：,系统的输入程序包含两个独,立,立的过程，,一个过程负,责,责从外部设,备,备把信息读,入,入缓冲区；,另一个过程,是,是写过程，,负,负责把缓冲,区,区中的信息,送,送到外存输,入,入井中。,在系统输入,模,模块收到作,业,业输入请求,后,后，输入管,理,理模块中的,读,读过程负责,将,将信息从输,入,入装置读入,缓,缓冲区。当,缓,缓冲区满时,，,，由写过程,将,将信息从缓,冲,冲区写到外,存,存的输入井,中,中,16,SPOOLING系统,的,的工作原理,当用户提交,一,一批作业后,，,，操作员键,入,入“预输入,命,命令”启动,预,预输入程序,工,工作，预输,入,入程序启动,输,输入机读出,作,作业信息，,并,并把它们存放到输入,井,井中。,当主存储器可以装入作,业,业时就从输,入,入井中选择,若,若干作业装,入,入主存储器,。,。,被装入主存,储,储器中的作,业,业在执行中,可,可请求井管,理,理程序从输,出,出井读需处,理,理的信息或,把,把处理结果写到输出井中。,缓输出程序,利,利用处理器,空,空闲时间把,作,作业执行结,果,果在打印机上输,出,出,17,SPOOLING系统,的,的特点,提高了I/O速度,将独占设备,改,改造为共享,设,设备,实现了虚拟,设,设备功能,18,5.网络,联,联机方式,用户需要把,在,在计算机网,络,络中某一台,主,主机上输入,的,的信息传送,到,到同一网中,另,另一台主机,上,上就行操作,执,执行，构成,了,了网络输入,方,方式,19,2.3命令,控,控制界面,操作系统的,命,命令控制界,面,面就是用来,组,组织和控制,作,作业运行的,用户使用操,作,作命令进行,作,作业控制的,方,方式有,脱机作业控,制,制方式：也,称,称为作业自,动,动控制方式,联机作业控,制,制方式：也,称,称为作业直,接,接控制方式,20,脱机控制,脱机控制：,就,就是用户把,他,他对作业执,行,行的意图，,连,连同程序和,数,数据，甚至,包,包括发生故,障,障时的处理,措,措施也一起,输,输入到计算,机,机系统中，,由,由系统根据,该,该意图来控,制,制作业执行,的,的全过程,在执行过程,中,中用户无法,干,干涉，只能,等,等待作业正,常,常执行结束,或,或出错停止,后,后查看执行,结,结果或出错,信,信息，以便,修,修改作业内,容,容或控制过,程,程。,脱机控制,方,方式利用,作,作业控制,语,语言来编,写,写表示用,户,户控制意,图,图的 作,业,业控制程,序,序，也就,是,是作业说,明,明书。,分类,作业控制,卡,卡方式,作业说明,书,书方式,21,联机作业,控,控制,联机作业,控,控制：通,过,过人-机,会,会话方式,控,控制作业,运,运行。用,户,户登录（,控,控制台登,录,录或远程,登,登录），,由,由系统自,动,动执行一,些,些命令脚,本,本后，并,进,进入shell（,字,字符或GUI界面,）,），接受,用,用户的命,令,令和操作,，,，最后退,出,出系统。,分类,联机命令,语,语言,会话程序,设,设计语言,22,联机命令,语,语言,命令语言:用户从,控,控制台终,端,端设备向,计,计算机发,出,出的命令,集,集合称为,命,命令语言,是一种人-机会话,的,的语言,格式一般,为,为形式:Commandarg1arg2,命令类型,系统访问,命,命令,编辑和文,件,件管理命,令,令,编译和执,行,行命令,询问命令:显示系,统,统时间、,当,当前时间,、,、所站用,时,时间.,系统管理,员,员命令,操作方式,转,转换命令,：,：系统允,许,许联机操,作,作和脱机,操,操作相互,转,转换,资源申请,命,命令,23,会话程序,设,设计语言,会话程序,设,设计语言,：,：是为用,户,户在终端,上,上编写的,一,一种程序,设,设计语言,也称为会,话,话语言：,用,用户与系,统,统相互作,用,用,会话程序,设,设计语言,特,特点：通,俗,俗易懂，,结,结构简单,。,。,24,2.4Linux,与,与Windows,的,的命令控,制,制界面,现代操作,系,系统的命,令,令控制界,面,面都在朝,着,着多媒体,的,的拟人化,方,方向发展,Linux与Windows就是典,型,型代表,25,2.4.1Linux的命,令,令控制界,面,面,图2.5Redhat Linux9.0,的,的窗口界,面,面示例,26,2.4.2Windows,的,的命令控,制,制界面,27,2.5系,统,统调用,系统功能,调,调用简称,系,系统调用,，,，是用户,与,与操作系,统,统在程序,级,级上的接,口,口,系统调用,：,：用户,所,所需要的,功,功能，有,些,些是比较,复,复杂的，,硬,硬件不能,直,直接提供,，,，只能通,过,过软件的,程,程序来实,现,现。而有,些,些功能可,由,由硬件完,成,成，并设,有,有相应的,指,指令，如,启,启动外设,工,工作，就,有,有用于输,入,入/输出,的,的硬指令,。,。但配置,了,了操作系,统,统后，对,系,系统资源,的,的分配、,控,控制不能,由,由用户干,预,预，而必,须,须由操作,系,系统统一,管,管理。所,以,以，对于,这,这样一类,功,功能，也,需,需有相应,的,的控制程,序,序来实现,28,系统调用,功,功能分类,1设备,管,管理：这类系统,调,调用被用,来,来请求和,释,释放设备,，,，以及启,动,动设备操,作,作等。,2文件,管,管理：这类系统,调,调用包括,创,创建、删,除,除文件，,读,读、写文,件,件操作以,及,及移动文,件,件指针等,。,。,3进程,控,控制：当多个用,户,户程序在,系,系统内执,行,行时引出,了,了一个新,的,的概念，,称,称为进程,。,。,4进程,通,通信：进程间传,递,递消息或,信,信号的系,统,统调用。,5存储,管,管理：内存块的,申,申请、释,放,放，获取,作,作业占用,内,内存块的,首,首址、大,小,小等。,6 线,程,程管理：包括线程,的,的创建、,调,调度、执,行,行、撤销,等,等,29,管态和算,态,态,管态和算,态,态,在计算机,系,系统中存,在,在两类不,同,同的程序,：,：一类是,用,用户程序,，,，一类是,系,系统程序,。,。,用户工作,的,的状态称,为,为算态或,用,用户态。,系统程序,工,工作的状,态,态称为管,态,态或系统,态,态。,30,特权指令,与,与访管指,令,令,特权指令,与,与访管指,令,令,只允许管,态,态下使用,的,的指令，,称,称之为特,权,权指令。,常,常用的特,权,权指令有,：,：,有关对外,设,设使用的,指,指令。启,动,动外设指,令,令、测试,外,外设工作,的,的状态和,控,控制外设,动,动作的指,令,令。,有关访问,程,程序状态,的,的指令,存取特殊,寄,寄存器指,令,令,其它指令,31,特权指令,与,与访管指,令,令,用户程序,在,在算态下,运,运行，只,能,能使用算,态,态指令，,而,而操作系,统,统是系统,程,程序，在,管,管态下运,行,行，它既,可,可使用算,态,态指令，,也,也能使用,特,特权指令,，,，而用户,要,要使用外,设,设，必须,在,在管态下,完,完成，所,以,以就引入,了,了访管指,令,令，其主,要,要功能为,：,：,实现从算,态,态到管态,的,的改变,在管态下,由,由操作系,统,统代替用,户,户完成其,请,请求,操作系统,工,工作完成,后,后由管态,返,返回到算,态,态。,访管指令,本,本身不是,特,特权指令,，,，而是管,态,态指令，,执,执行访管,指,指令后就,产,产生访管,中,中断，使,微,微处理机,转,转入管态,工,工作方式,，,，在管态,下,下由中断