第二章 操作系統(tǒng)用戶界面.ppt

1、計算機操作系統(tǒng)，2.1簡介2.2命令控制接口和接口2.3系統(tǒng)調(diào)用，第2章操作系統(tǒng)用戶界面，2.1簡介，用戶界面是操作系統(tǒng)的五大功能之一，是操作系統(tǒng)的重要組成部分，負責用戶與操作系統(tǒng)之間的交互。用戶、操作系統(tǒng)、提交服務(wù)請求、提供用戶所需的服務(wù)、計算機用戶分類、使用和管理計算機應(yīng)用程序的用戶最終用戶：使用計算機的應(yīng)用程序服務(wù)管理器用戶：負責計算機和操作系統(tǒng)的正常和安全執(zhí)行程序開發(fā)人員：使用操作系統(tǒng)提供的編程功能開發(fā)新應(yīng)用程序，并完成用戶所需的服務(wù)。各種用戶界面和界面以及命令控制界面：為最終用戶和管理員用戶提供的界面由多種格式的一組操作命令組成。為兩者提供的命令集與圖形界面命令行方法不同。提供給程序

2、員的接口可以使用“系統(tǒng)調(diào)用”獲取操作系統(tǒng)的基本服務(wù)，使用或訪問系統(tǒng)的各種硬件和軟件資源。操作系統(tǒng)提供的用戶界面，用戶和操作系統(tǒng)之間的兩個界面，系統(tǒng)調(diào)用，命令控制界面，操作系統(tǒng)裸機，最終用戶的輸入/輸出命令控制界面示例，基本概念，配置作業(yè)定義作業(yè)，常規(guī)程序、資料和工作手冊。系統(tǒng)通過工作手冊控制文件格式的程序和數(shù)據(jù)，執(zhí)行和操作。工作組織、工作由三部分組成：程序、資料和工作指示。作業(yè)控制塊(JCB)表。此表單注冊作業(yè)所需的資源情況、預(yù)計執(zhí)行時間、執(zhí)行優(yōu)先級等。作業(yè)輸入和輸出方法，聯(lián)機輸入和輸出方法脫機輸入和輸出方法直接結(jié)合方法spooling(simultaneous peripheral oper

3、ations on-line)系統(tǒng)，外圍設(shè)備并發(fā)聯(lián)機操作網(wǎng)絡(luò)聯(lián)機方法，聯(lián)機輸入方法，外圍設(shè)備直接主機連接，主機1，脫機輸入法，在個人計算機上，用戶通過聯(lián)機首先將數(shù)據(jù)或程序輸入到備份存儲(如磁盤或磁帶)中。然后，用戶將包含輸入數(shù)據(jù)的備份內(nèi)存導(dǎo)入主機的高速外圍設(shè)備，連接到主機，在短時間內(nèi)完成操作輸入。離線輸入解決了快速I/o問題，提高了主機的資源利用率，離線輸入需要用戶干預(yù)或移動存儲介質(zhì)和備份存儲連接等操作。另外，離線輸入/輸出方法的靈活性較差。也就是說，如果需要處理緊急作業(yè)，則不能直接提交給主機以授予優(yōu)先級。直接聯(lián)合方式，離線輸入方式快速輸入的優(yōu)點裴珉姬，沒有離線輸入方式的手動干預(yù)的缺點和靈活的

4、輸入方式是直接聯(lián)合方式。直接合并方法通過通過公共大容量外部內(nèi)存直接合并主機和周圍低級機，消除了脫機輸入中依賴手動干預(yù)傳遞備份存儲的過程。在直接合并方法中，較慢的輸入/輸出過程仍然由周圍的低速器本身管理，對公共存儲上的大量數(shù)據(jù)的高速讀取和寫入由主機執(zhí)行。SPOOLing系統(tǒng)，SPOOLING是simultaneous peripheral operation on-line(外部設(shè)備聯(lián)機并行操作)的縮寫，是一種慢速字符設(shè)備與計算機主機交換信息的技術(shù)，也稱為假脫機技術(shù)與離線和直接蓮藕不同，SPOOLing系統(tǒng)實際上是外圍設(shè)備并發(fā)在線操作技術(shù)，也稱為隊列轉(zhuǎn)儲技術(shù)。在輸入和輸出之間添加“輸入井”和“輸

5、出井”的隊列轉(zhuǎn)儲鏈接，以消除用戶的“在線”等待時間。SPOOLING系統(tǒng)、系統(tǒng)輸入模塊接收到作業(yè)輸入請求信號后，輸入管理模塊的讀取過程將信息從輸入設(shè)備讀取到輸入井緩沖區(qū)。緩沖區(qū)滿后，寫入過程將信息從緩沖區(qū)寫入外部存儲的輸入井，讀取和寫入過程重復(fù)，直到作業(yè)輸入完成。讀取進程讀取硬件關(guān)閉標志后，系統(tǒng)重新驅(qū)動寫入進程，將最后信息寫入外部內(nèi)存輸入井，并調(diào)用中斷處理程序結(jié)束輸入。然后，系統(tǒng)為該作業(yè)設(shè)置作業(yè)控制塊，以使輸入井中的作業(yè)進入作業(yè)排隊隊列，等待作業(yè)調(diào)度程序被選中，然后開始運行內(nèi)存。將一臺單獨的打印機轉(zhuǎn)換為可由多個用戶共享的打印機是應(yīng)用SPOOLing技術(shù)的典型示例。具體的方法不是系統(tǒng)實際為用戶的

6、打印輸出分配打印機到用戶進程，而是首先從輸出井申請空閑塊區(qū)域，然后發(fā)送要打印的數(shù)據(jù)。然后為用戶申請，填寫請求打印表格，并將其掛在請求打印隊列中。如果打印機空閑，輸出程序?qū)恼埱蟠蛴￡犃兄刑崛”恚瑥妮敵鼍蛴〉絻?nèi)存緩沖區(qū)，然后打印，直到打印隊列為空。SPOOLing技術(shù)的特點：提高了I/o速度。從低速率I/o設(shè)備的I/o操作到輸入或輸出井的操作，與離線操作一樣，提高了I/o速度，緩解了CPU和低速率I/o設(shè)備速度之間的不匹配。未分配設(shè)備。網(wǎng)絡(luò)聯(lián)機方式，配置網(wǎng)絡(luò)聯(lián)機方式，當用戶在計算機網(wǎng)絡(luò)的一臺主機上輸入的信息需要傳輸?shù)酵痪W(wǎng)絡(luò)的另一臺主機上工作或運行時。命令控制界面和操作系統(tǒng)的命令控制界面用于配

7、置和控制任務(wù)執(zhí)行。使用操作命令控制操作的方法如下：脫機方法：用戶將作業(yè)執(zhí)行順序和錯誤處理方法作為作業(yè)控制手冊或命令文件提交給系統(tǒng)，系統(tǒng)按作業(yè)手冊或命令文件中指定的順序控制作業(yè)的執(zhí)行。在運行過程中，用戶不能干預(yù)，如果作業(yè)執(zhí)行正常終止或錯誤停止，則可以查看執(zhí)行結(jié)果或錯誤消息，并修改作業(yè)內(nèi)容或控制進程。聯(lián)機模式：不需要用戶填寫工作手冊。用戶只能使用鍵盤集或其他操作方法的命令。聯(lián)機控制方法的命令類型比脫機控制方法豐富得多。這些命令大致可分為以下： (1)首選項：(2)執(zhí)行權(quán)限管理。(3)系統(tǒng)管理。(4)文檔管理。(5)編輯、編譯、鏈接裝配和執(zhí)行。(6)通信。(7)資源要求。在線控制方法大大方便了用戶。

8、但是，在某些情況下，即使用戶重復(fù)輸入很多命令，也可能浪費不必要的時間。因此，現(xiàn)代操作系統(tǒng)提供了大部分部署和在線控制方法。批處理方法既指使用傳統(tǒng)作業(yè)控制語言編寫的工作手冊方法，也指將徐璐的其他交互命令組合為特定格式的命令文件方法。，示例：Linux命令控制接口，主要9個命令：系統(tǒng)裴珉姬管理和管理命令：date文件操作和管理命令：ls，find進程管理命令：kill，at磁盤和設(shè)備管理命令：df，du，mount用戶管理命令：add/bin/sh echo now installours-pxa 270-EP Linux develop environment！# find out the cur

9、rent path export find _ out _ current _ path=pwd src _ dir=$ find _ out _ current本地cal因此，系統(tǒng)調(diào)用像黑盒一樣，阻止用戶操作系統(tǒng)的特定動作，只提供相關(guān)功能。實際上，命令控制接口也是基于系統(tǒng)調(diào)用開發(fā)的。為了防止操作系統(tǒng)程序被用戶程序損壞，普通操作系統(tǒng)不允許用戶程序訪問操作系統(tǒng)中的系統(tǒng)程序和數(shù)據(jù)。程序員提供系統(tǒng)調(diào)用名稱和參數(shù)后如何獲得系統(tǒng)服務(wù)？這需要類似于硬件中斷處理的中斷處理機制。用戶使用系統(tǒng)調(diào)用時，處理器執(zhí)行該命令時會發(fā)出相應(yīng)的中斷，從而生成向處理機構(gòu)發(fā)送信號的命令。此處理程序從處理程序接收到信號后，啟動相關(guān)

10、處理程序，以完成系統(tǒng)調(diào)用所需的功能。Linux內(nèi)核映射，2.3系統(tǒng)調(diào)用，1 .系統(tǒng)調(diào)用的分類(1)設(shè)備管理(2)文件管理(3)流程控制(4)流程通信(5)存儲管理(6)線程管理，系統(tǒng)調(diào)用(2)。設(shè)計系統(tǒng)調(diào)用入口地址表，其中每個入口地址都指向系統(tǒng)調(diào)用處理程序。第三，要陷入處理機制，必須在系統(tǒng)調(diào)用時打開現(xiàn)場保護區(qū)，以保存處理器現(xiàn)場。系統(tǒng)調(diào)用(3)系統(tǒng)調(diào)用處理、系統(tǒng)調(diào)用(4)Linux系統(tǒng)調(diào)用和Linux系統(tǒng)調(diào)用由兩部分組成。核心函數(shù)是實現(xiàn)系統(tǒng)調(diào)用功能的(內(nèi)核)代碼。接口函數(shù)是提供給作為Linux的lib.a中的庫函數(shù)存在的應(yīng)用程序的API。系統(tǒng)調(diào)用(5)Linux系統(tǒng)調(diào)用入口entry.s，Entry (sys-call-table)。長系統(tǒng)名稱(sys-ni-syscall) 0。long symbol-name (sys) 3。長系統(tǒng)名稱(sys-write) 4。長系統(tǒng)名稱(sys-open) 5。long symbol-name (sys Linux系統(tǒng)呼叫號碼是系統(tǒng)呼叫入口網(wǎng)站表格的位置號碼，系統(tǒng)呼叫會透過介面函數(shù)將呼叫號碼傳遞給核心，核心會轉(zhuǎn)入系統(tǒng)呼叫控制器，然后透過呼叫號碼位置尋找核心函數(shù)。Linux內(nèi)核的切入通過0 x80(int 0X80)中斷實現(xiàn)。操作系統(tǒng)提供的用戶界面(7)、支持Windows的API三個組件：K