1、第2章 操作系統(tǒng)用戶界面2.1簡介2.2普通用戶的輸入輸出界面2.3命令控制界面2.4Linux與Windows的命令控制界面2.5系統(tǒng)調(diào)用2.6Linux和Windows的系統(tǒng)調(diào)用.2.1簡介用戶界面是擔(dān)任用戶與操作系統(tǒng)之間的交互用戶經(jīng)過界面向計算機系統(tǒng)提供效力需求計算機經(jīng)過用戶界面向用戶提供用戶所需求的效力計算機系統(tǒng)用戶分類運用和管理計算機運用程序的用戶程序開發(fā)人員用戶界面的類別 命令接口系統(tǒng)調(diào)用.2.2普通用戶的輸入輸出界面2.2.1 作業(yè)的定義普通編程過程概念功能設(shè)計構(gòu)造設(shè)計建檔詳細設(shè)計編輯輸入輸出執(zhí)行鏈接編譯調(diào)試需求分析分析普通編程過程編輯輸入人工完成計算機完成.作業(yè)的概念 作業(yè):一

2、個作業(yè)是指在一次運用業(yè)務(wù)處置過程中，從輸入開場到輸出終了，用戶要求計算機所做的有關(guān)該次業(yè)務(wù)處置的全部任務(wù)。作業(yè)是用戶向計算機提交一項任務(wù)的根本單位作業(yè)步：通常一個作業(yè)又可分為假設(shè)干個順序處置的步驟。作業(yè)步就是 在一個作業(yè)處置的過程中計算機所做的相對獨立的任務(wù).典型的作業(yè)控制過程： “編譯、“銜接裝配、“運轉(zhuǎn).作業(yè)步之間有一定的關(guān)聯(lián)的,其關(guān)聯(lián)關(guān)系:一個作業(yè)中的各作業(yè)步必需是順序執(zhí)行的前一個作業(yè)步的輸出是下一個作業(yè)步的輸入一個作業(yè)步能否正確執(zhí)行,依賴于前一個作業(yè)步能否勝利地完成.2.2.2作業(yè)組織從系統(tǒng)角度看作業(yè)的組織方式作業(yè)：作業(yè)由程序、數(shù)據(jù)和作業(yè)闡明書組成。程序和數(shù)據(jù)：完成用戶所要求的業(yè)務(wù)處置

3、任務(wù)，作業(yè)闡明書：那么表達用戶的控制意圖。作業(yè)闡明書在系統(tǒng)中生成一個作業(yè)控制塊JCB 作業(yè)闡明書內(nèi)容包括作業(yè)根本情況描畫作業(yè)控制描畫作業(yè)資源要求描畫.作業(yè)闡明書內(nèi)容.作業(yè)闡明書方式主要用在批處置系統(tǒng)中并且各個計算機廠家都對本人的系統(tǒng)定義有本人的 作業(yè)在作業(yè)闡明書的格式和內(nèi)容在微機和任務(wù)站中人們經(jīng)常用批處置命令文件或SHELL程序方式編寫作業(yè)闡明書。.2.2.3普通用戶的輸入輸出方式輸入輸出方式有：1. 聯(lián)機輸入輸出方式2. 脫機輸入輸出方式3. 直接耦合方式 4. SPOOLING系統(tǒng)5. 網(wǎng)絡(luò)聯(lián)機方式.1. 聯(lián)機輸入輸出方式用戶和系統(tǒng)經(jīng)過交互會話來輸入作業(yè)外圍設(shè)備直接和主機銜接例如：鍵盤、鼠

4、標(biāo).2.脫機輸入輸出方式脫機輸入方式預(yù)輸入方式利用低檔個人計算機作為外圍處置機進展處置。脫機輸入處理了快速輸入輸出的問題，提高了資源利用率，但是要以犧牲低檔機為代價。還需求用戶干涉脫機輸入輸出方式是為理處理單臺設(shè)備聯(lián)機輸入時的CPU浪費問題.3. 直接耦合方式把主機和外圍機經(jīng)過一個公用的大容量的 外存直接耦合起來慢速的輸入輸出過程由外圍低檔機管理公用存儲器中的大量數(shù)據(jù)的高速讀寫由主機完成省去了在脫機輸入中的那種依托人工干涉來傳送后援存儲器的過程.4. SPOOLING系統(tǒng)SPOOLING系統(tǒng)(假脫機操作 )Simultaneous Peripheral Operation On Line 它運

5、用直接存取的大容量磁盤作為緩沖，將一個可共享的磁盤空間改呵斥假設(shè)干個輸入設(shè)備和輸出設(shè)備，并使得I/O設(shè)備和CPU并行操作。在聯(lián)機情況下實現(xiàn)的同時外圍操作SPOOLING 系統(tǒng)的組成 輸入井和輸出井輸入緩沖區(qū)和輸出緩沖區(qū)輸入進程和輸出進程 輸入管理模塊、輸出管理模塊.輸入管理 模塊輸入安裝輸入安裝 通 道 輸入井輸出井 通 道 輸出安裝輸出安裝 通 道輸出管理 模塊 主機系統(tǒng)外存SPOOLING系統(tǒng).SPOOLING系統(tǒng)輸入過程：系統(tǒng)的輸入程序包含兩個獨立的過程，一個過程擔(dān)任從外部設(shè)備把信息讀入緩沖區(qū)；另一個過程是寫過程，擔(dān)任把緩沖區(qū)中的信息送到外存輸入井中。在系統(tǒng)輸入模塊收到作業(yè)輸入懇求后，輸

6、入管理模塊中的讀過程擔(dān)任將信息從輸入安裝讀入緩沖區(qū)。當(dāng)緩沖區(qū)滿時，由寫過程將信息從緩沖區(qū)寫到外存的輸入井中.SPOOLING系統(tǒng)的任務(wù)原理當(dāng)用戶提交一批作業(yè)后，操作員鍵入“預(yù)輸入命令啟動預(yù)輸入程序任務(wù)，預(yù)輸入程序啟動輸入機讀出作業(yè)信息，并把它們存放到輸入井中。當(dāng)主存儲器可以裝入作業(yè)時就從輸入井中選擇假設(shè)干作業(yè)裝入主存儲器。被裝入主存儲器中的作業(yè)在執(zhí)行中可懇求井管理程序從輸出井讀需處置的信息或把處置結(jié)果寫到輸出井中。緩輸出程序利用途置器空閑時間把作業(yè)執(zhí)行結(jié)果在打印機上輸出.SPOOLING系統(tǒng)的特點提高了I/O速度 將獨占設(shè)備改造為共享設(shè)備實現(xiàn)了虛擬設(shè)備功能.5. 網(wǎng)絡(luò)聯(lián)機方式用戶需求把在計算機

7、網(wǎng)絡(luò)中某一臺主機上輸入的信息傳送到同一網(wǎng)中另一臺主機上就行操作執(zhí)行，構(gòu)成了網(wǎng)絡(luò)輸入方式.2.3命令控制界面操作系統(tǒng)的命令控制界面就是用來組織和控制造業(yè)運轉(zhuǎn)的用戶運用操作命令進展作業(yè)控制的方式有脫機作業(yè)控制方式：也稱為作業(yè)自動控制方式聯(lián)機作業(yè)控制方式：也稱為作業(yè)直接控制方式.脫機控制脫機控制：就是用戶把他對作業(yè)執(zhí)行的意圖，連同程序和數(shù)據(jù)，甚至包括發(fā)生缺點時的處置措施也一同輸入到計算機系統(tǒng)中，由系統(tǒng)根據(jù)該意圖來控制造業(yè)執(zhí)行的全過程在執(zhí)行過程中用戶無法干涉，只能等待作業(yè)正常執(zhí)行終了或出錯停頓后查看執(zhí)行結(jié)果或出錯信息，以便修正作業(yè)內(nèi)容或控制過程。脫機控制方式利用作業(yè)控制言語來編寫表示用戶控制意圖的 作

8、業(yè)控制程序，也就是作業(yè)闡明書。分類作業(yè)控制卡方式作業(yè)闡明書方式.聯(lián)機作業(yè)控制聯(lián)機作業(yè)控制：經(jīng)過人-時機話方式控制造業(yè)運轉(zhuǎn)。用戶登錄控制臺登錄或遠程登錄，由系統(tǒng)自動執(zhí)行一些命令腳本后，并進入shell字符或GUI界面，接受用戶的命令和操作，最后退出系統(tǒng)。分類聯(lián)機命令言語會話程序設(shè)計言語.聯(lián)機命令言語命令言語:用戶從控制臺終端設(shè)備向計算機發(fā)出的命令集合稱為命令言語是一種人-時機話的言語格式普通為方式:Command arg1 arg2 命令類型系統(tǒng)訪問命令編輯和文件管理命令編譯和執(zhí)行命令訊問命令:顯示系統(tǒng)時間、當(dāng)前時間、所站用時間.系統(tǒng)管理員命令操作方式轉(zhuǎn)換命令：系統(tǒng)允許聯(lián)機操作和脫機操作相互轉(zhuǎn)換

9、資源懇求命令.會話程序設(shè)計言語會話程序設(shè)計言語：是為用戶在終端上編寫的一種程序設(shè)計言語也稱為會話言語：用戶與系統(tǒng)相互作用會話程序設(shè)計言語特點：通俗易懂，構(gòu)造簡單。.2.4Linux與Windows的命令控制界面 現(xiàn)代操作系統(tǒng)的命令控制界面都在朝著多媒體的擬人化方向開展Linux與Windows就是典型代表.2.4.1Linux的命令控制界面 圖2.5Redhat Linux 9.0的窗口界面例如.2.4.2Windows的命令控制界面 .2.5系統(tǒng)調(diào)用 系統(tǒng)功能調(diào)用簡稱系統(tǒng)調(diào)用，是用戶與操作系統(tǒng)在程序級上的接口系統(tǒng)調(diào)用 ：用戶所需求的功能，有些是比較復(fù)雜的，硬件不能直接提供，只能經(jīng)過軟件的程序

10、來實現(xiàn)。而有些功能可由硬件完成，并設(shè)有相應(yīng)的指令，如啟動外設(shè)任務(wù)，就有用于輸入/輸出的硬指令。但配置了操作系統(tǒng)后，對系統(tǒng)資源的分配、控制不能由用戶干涉，而必需由操作系統(tǒng)一致管理。所以，對于這樣一類功能，也需有相應(yīng)的控制程序來實現(xiàn).系統(tǒng)調(diào)用功能分類1設(shè)備管理：這類系統(tǒng)調(diào)用被用來懇求和釋放設(shè)備，以及啟動設(shè)備操作等。2文件管理：這類系統(tǒng)調(diào)用包括創(chuàng)建、刪除文件，讀、寫文件操作以及挪動文件指針等。3進程控制：當(dāng)多個用戶程序在系統(tǒng)內(nèi)執(zhí)行時引出了一個新的概念，稱為進程。4進程通訊：進程間傳送音訊或信號的系統(tǒng)調(diào)用。5存儲管理：內(nèi)存塊的懇求、釋放，獲取作業(yè)占用內(nèi)存塊的首址、大小等。6 線程管理：包括線程的創(chuàng)建、

11、調(diào)度、執(zhí)行、撤銷等.管態(tài)和算態(tài)管態(tài)和算態(tài)在計算機系統(tǒng)中存在兩類不同的程序：一類是用戶程序，一類是系統(tǒng)程序。用戶任務(wù)的形狀稱為算態(tài)或用戶態(tài)。系統(tǒng)程序任務(wù)的形狀稱為管態(tài)或系統(tǒng)態(tài)。.特權(quán)指令與訪管指令特權(quán)指令與訪管指令只允許管態(tài)下運用的指令，稱之為特權(quán)指令。常用的特權(quán)指令有：有關(guān)對外設(shè)運用的指令。啟動外設(shè)指令、測試外設(shè)任務(wù)的形狀和控制外設(shè)動作的指令。有關(guān)訪問程序形狀的指令存取特殊存放器指令其它指令.特權(quán)指令與訪管指令用戶程序在算態(tài)下運轉(zhuǎn)，只能運用算態(tài)指令，而操作系統(tǒng)是系統(tǒng)程序，在管態(tài)下運轉(zhuǎn)，它既可運用算態(tài)指令，也能運用特權(quán)指令，而用戶要運用外設(shè)，必需在管態(tài)下完成，所以就引入了訪管指令，其主要功能為：實現(xiàn)從算態(tài)到管態(tài)的改動在管態(tài)下由操作系統(tǒng)替代用戶完成其懇求操作系統(tǒng)任務(wù)完成后由管態(tài)前往到算態(tài)。訪管指令本身不是特權(quán)指令，而是管態(tài)指令，執(zhí)行訪管指令后就產(chǎn)生訪管中斷，使微處置機轉(zhuǎn)入管態(tài)任務(wù)方式，在管態(tài)下由中斷處置程序完成用戶的懇求，中斷完成后再前往至用戶態(tài)任務(wù)。.系統(tǒng)調(diào)用的處置過程圖2.7系統(tǒng)調(diào)用的處置過程.本章小結(jié)2.1簡介2.2普通用戶的輸入輸出界面2.3命令控制界面2.4Linux與Windows的命令控制界面2.5系統(tǒng)調(diào)用2.6Linux和Windows的系統(tǒng)調(diào)用.課堂練習(xí)1在一個以批處置為主