第2章-用戶接口

第2章操作系統(tǒng)用戶界面作業(yè)的基本概念批處理操作系統(tǒng)的作業(yè)管理交互式系統(tǒng)的吩咐限制界面系統(tǒng)調(diào)用思索什么是作業(yè)？什么是吩咐限制界面？什么是系統(tǒng)調(diào)用？3.1作業(yè)的基本概念1.作業(yè)用戶在一次計(jì)算過程中，或者一次事務(wù)處理過程中，要求計(jì)算機(jī)系統(tǒng)所做工作的總稱2.作業(yè)步一個(gè)作業(yè)可劃分成若干部分，稱為一個(gè)作業(yè)步3.作業(yè)流由多個(gè)作業(yè)組成的工作流程典型的作業(yè)步編譯連接裝配運(yùn)行目標(biāo)程序段可執(zhí)行程序源程序輸入數(shù)據(jù)子程序庫函數(shù)動(dòng)態(tài)庫函數(shù)計(jì)算結(jié)果編輯（輸入，修改）源程序編譯連接運(yùn)行成功編輯（輸入，修改）另一源程序是否典型的作業(yè)流一個(gè)作業(yè)另一個(gè)作業(yè)3.2批處理系統(tǒng)的作業(yè)管理在批處理系統(tǒng)中，作業(yè)是搶占內(nèi)存的基本單位。也就是說，批處理系統(tǒng)以作業(yè)為單位把程序和數(shù)據(jù)調(diào)入內(nèi)存以便執(zhí)行。從系統(tǒng)的角度看，作業(yè)則是一個(gè)比程序更廣的概念。它由程序、數(shù)據(jù)和作業(yè)說明書組成。系統(tǒng)通過作業(yè)說明書限制文件形式的程序和數(shù)據(jù)，使之執(zhí)行和操作。3.2.1作業(yè)說明書

1．作業(yè)說明書:表達(dá)用戶對作業(yè)的限制意圖內(nèi)容：作業(yè)的基本描述作業(yè)限制描述資源要求描述3.2.2作業(yè)限制塊1．作業(yè)限制塊（JCB：JobControlBlock）作業(yè)限制塊是批處理作業(yè)存在的標(biāo)記其中保存有系統(tǒng)對于作業(yè)進(jìn)行管理所須要的全部信息它們被保存于磁盤區(qū)域中（1）作業(yè)限制塊的內(nèi)容作業(yè)限制塊中所包含的信息數(shù)量及內(nèi)容因系統(tǒng)而異作業(yè)標(biāo)知用戶名稱用戶帳號調(diào)度信息資源需求作業(yè)狀態(tài)作業(yè)類別輸入井地址輸出井地址進(jìn)入系統(tǒng)時(shí)間起先處理時(shí)間作業(yè)完成時(shí)間作業(yè)退出時(shí)間資源運(yùn)用狀況（2）作業(yè)限制塊的建立當(dāng)作業(yè)起先由輸入設(shè)備向磁盤傳輸時(shí)系統(tǒng)輸入程序?yàn)槠浣⒁粋€(gè)作業(yè)限制塊并進(jìn)行初始化初始化的大部分信息取自作業(yè)說明書

（3）作業(yè)限制塊的運(yùn)用須要訪問作業(yè)限制塊的程序系統(tǒng)輸入程序作業(yè)調(diào)度程序作業(yè)限制程序系統(tǒng)輸出程序等（4）作業(yè)限制塊的撤消作業(yè)完成后，其作業(yè)限制塊由系統(tǒng)輸出程序撤消作業(yè)限制塊被撤消后其作業(yè)也不復(fù)存在作業(yè)在系統(tǒng)中存在與否的唯一標(biāo)記是（C）。A、源程序B、作業(yè)說明書C、作業(yè)限制塊D、目的程序當(dāng)作業(yè)進(jìn)入完成狀態(tài)，操作系統(tǒng)（B）。A．將刪除該作業(yè)并收回其所占資源，同時(shí)輸出結(jié)果B．將該作業(yè)的限制塊從當(dāng)前作業(yè)隊(duì)列中刪除，收回其所占資源，并輸出結(jié)果C．將收回該作業(yè)所占資源并輸出結(jié)果D．將輸出結(jié)果并刪除內(nèi)存中的作業(yè)3.2.3作業(yè)的輸入作業(yè)的輸入將作業(yè)程序、數(shù)據(jù)和作業(yè)說明書從輸入設(shè)備（例如鍵盤）輸入到外存，并形成初始信息1．作業(yè)輸入方式聯(lián)機(jī)輸入方式脫機(jī)輸入方式干脆耦合方式SPOOLing系統(tǒng)思索：這幾種方式有何區(qū)分與聯(lián)系？（1）聯(lián)機(jī)輸入方式用戶和系統(tǒng)通過交互會(huì)話來輸入作業(yè)外圍設(shè)備干脆和主機(jī)連接（2）脫機(jī)輸入方式

為了解決單臺(tái)設(shè)備聯(lián)機(jī)輸入時(shí)的CPU奢侈問題（3）干脆耦合方式把主機(jī)和外圍低檔機(jī)通過一個(gè)公用的大容量外存干脆耦合起來主機(jī)公用存儲(chǔ)器低檔PC機(jī)低檔PC機(jī)（4）SPOOLing系統(tǒng)SPOOLing系統(tǒng)工作原理全稱： SimultaneousPeripheralOperationsOn-Line含義： 同時(shí)的外圍設(shè)備聯(lián)機(jī)操作（假脫機(jī)技術(shù)）包括：輸入程序模塊輸出程序模塊作業(yè)調(diào)度程序SPOOLing系統(tǒng)工作原理（續(xù)1）作業(yè)執(zhí)行前用慢速設(shè)備將作業(yè)預(yù)先輸入到后援存儲(chǔ)器（如磁盤、磁鼓，稱為輸入井）中，稱為預(yù)輸入作業(yè)運(yùn)行后，運(yùn)用數(shù)據(jù)時(shí)，從輸入井中取出作業(yè)執(zhí)行不必干脆啟動(dòng)外設(shè)輸出數(shù)據(jù)，只需將這些數(shù)據(jù)寫入輸出井中作業(yè)全部運(yùn)行完畢，再由外設(shè)輸出全部數(shù)據(jù)和信息，稱為緩輸出實(shí)現(xiàn)了對作業(yè)輸入、組織調(diào)度和輸出的統(tǒng)一管理使外設(shè)在CPU干脆限制下，與CPU并行工作（稱為假脫機(jī)）輸入裝置輸出裝置通道通道輸出裝置輸出裝置通道

主機(jī)系統(tǒng)輸入管輸出管理模塊理模塊外設(shè)輸入井輸出井SPOOLing系統(tǒng)批處理作業(yè)進(jìn)入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)時(shí)必需提交（BCE）A可執(zhí)行文件B作業(yè)限制限制說明書C源程序D作業(yè)所需資源E運(yùn)行時(shí)的數(shù)據(jù)3.3交互式系統(tǒng)的吩咐限制界面3.3.1概述1.吩咐限制界面在操作系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)用戶之間供應(yīng)易于理解的雙向通信機(jī)制基本任務(wù)：說明吩咐，傳送吩咐以便執(zhí)行接受系統(tǒng)信息，提交給用戶2．吩咐語言吩咐語言規(guī)定由OS執(zhí)行的一系列操作在一般的吩咐語言中，用戶通過打入稱為吩咐行的一行指令來規(guī)定每一個(gè)動(dòng)作每一吩咐行以吩咐起先，它標(biāo)識(shí)所要執(zhí)行的操作多數(shù)吩咐行中要給出一些參數(shù),每一吩咐語句事實(shí)上是帶有參數(shù)的一個(gè)過程調(diào)用一個(gè)吩咐語言通常供應(yīng)下列幾組吩咐：（1）系統(tǒng)訪問吩咐 登錄吩咐，如，login等 撤離吩咐，如，logout等（2）文件管理吩咐（3）編輯、編譯和執(zhí)行吩咐（4）詢問吩咐（5）操作員專用吩咐吩咐語言（續(xù)1）典型吩咐實(shí)例：（1）UNIX系統(tǒng)：ls–l（2）DOS系統(tǒng)dirc:\（3）VAX/VMSrunmypro吩咐語言（續(xù)2）3．交互式系統(tǒng)的歷史與展望六十年頭中期：問答式對話、文本菜單或吩咐語言，基于吩咐行界面的交互式系統(tǒng)七十、八十年頭：圖形用戶界面時(shí)代，形成WIMP標(biāo)準(zhǔn)，以窗口（windows）、圖標(biāo)（icon）、菜單（menu）、指引裝置（pointingdevice）為基礎(chǔ)的交互式系統(tǒng)，實(shí)際行動(dòng)代替困難語法將來的交互式系統(tǒng)必將是多通道的通過各種不同的人體通道，如語音、手勢、身體語言等交互，大大提高交互的自然性和高效性遵循以人為中心的自然交互特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)人與系統(tǒng)的無障礙自然交互交互式系統(tǒng)的特點(diǎn)是（BCE）A成批處理B接受人機(jī)對話方式C多道處理D自動(dòng)限制E交互性用戶在自己的用戶終端上連續(xù)鍵入組成作業(yè)的若干吩咐，無需等待一條吩咐是否執(zhí)行完畢。所鍵入的吩咐形成了一道吩咐串，存儲(chǔ)在一個(gè)系統(tǒng)緩沖區(qū)中，由操作系統(tǒng)自動(dòng)地對這些吩咐逐步提取并說明進(jìn)行，最終向用戶供應(yīng)處理結(jié)果。在這樣的多用戶、多作業(yè)、多吩咐串的系統(tǒng)中，前后臺(tái)作業(yè)的執(zhí)行調(diào)度（A）。A、完全由操作系統(tǒng)自動(dòng)完成，無需用戶干預(yù)B、全由用戶完成C、由系統(tǒng)和用戶干預(yù)結(jié)合完成3.4系統(tǒng)調(diào)用3.4.1系統(tǒng)調(diào)用簡介系統(tǒng)調(diào)用，是用戶在程序中調(diào)用操作系統(tǒng)所供應(yīng)的一些子功能這是特殊的過程調(diào)用，由特殊的機(jī)器指令實(shí)現(xiàn)這個(gè)指令還將系統(tǒng)轉(zhuǎn)入核心態(tài)（管態(tài)）系統(tǒng)調(diào)用程序是一個(gè)低級過程，只能由匯編語言干脆訪問系統(tǒng)調(diào)用是操作系統(tǒng)供應(yīng)應(yīng)編程人員的唯一接口利用系統(tǒng)調(diào)用，動(dòng)態(tài)懇求和釋放系統(tǒng)資源，完成與硬件相關(guān)的工作以及限制程序的執(zhí)行等每個(gè)操作系統(tǒng)都供應(yīng)幾百種系統(tǒng)調(diào)用，包括：外存文件與書目的讀寫，各種I/O設(shè)備的運(yùn)用，在程序中啟動(dòng)另一個(gè)程序，查詢和統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)資源運(yùn)用狀況等等事實(shí)上系統(tǒng)調(diào)用語句本身是硬件供應(yīng)的（機(jī)器指令），但其所調(diào)用的功能是操作系統(tǒng)供應(yīng)的每種機(jī)器的機(jī)器指令集中都有一條系統(tǒng)調(diào)用指令（訪管指令），例如：INT指令例子：打印5個(gè)字符charbuff[4]=“abcde”;for(i=4;i>=0;i--)printf(buff[i]);系統(tǒng)調(diào)用的例子INT......printf的目標(biāo)代碼INTi=4i++............INOUT...程序段編譯鏈接產(chǎn)生的可執(zhí)行代碼操作系統(tǒng)內(nèi)部代碼嵌入后該系統(tǒng)調(diào)用的操作系統(tǒng)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)代碼...功能號地址顯示打印讀文件.........OS的系統(tǒng)調(diào)用分支表OS代碼顯示打印讀文件OSINT..................用戶程序3.4.2系統(tǒng)調(diào)用的處理過程為了保證OS不被用戶程序破壞不允許用戶程序訪問OS的系統(tǒng)程序和數(shù)據(jù)那么，怎樣得到系統(tǒng)服務(wù)的呢？須要有一個(gè)類似于硬件中斷處理的處理機(jī)構(gòu)當(dāng)用戶運(yùn)用操作系統(tǒng)調(diào)用時(shí)，產(chǎn)生一條相應(yīng)的指令處理機(jī)在執(zhí)行到該指令時(shí)發(fā)生相應(yīng)的中斷，并發(fā)出有關(guān)的信號給該處理機(jī)構(gòu)該處理機(jī)構(gòu)在收到了處理機(jī)發(fā)來的信號后，啟動(dòng)相關(guān)的處理程序去完成該系統(tǒng)調(diào)用所要求的功能

systemcall

入口地址表

(1)保護(hù)處理現(xiàn)場(2)取系統(tǒng)調(diào)用功能號并尋找子程序入口(3)返回A0A1Ai

AnA0A1AiAnSub0Sub1SubiSubn用戶程序陷入處理機(jī)構(gòu)系統(tǒng)子程序系統(tǒng)調(diào)用的處理過程3.4.3Win32應(yīng)用程序接口在Windows中，定義了一系列程序(應(yīng)用程序接口Win32API)，供應(yīng)OS服務(wù)這個(gè)接口（部分）支持Win95以后的W