第6章操作系統(tǒng)接口

1、第第6章章 操作系統(tǒng)接口操作系統(tǒng)接口v 6.1 聯(lián)機接口聯(lián)機接口 v 6.2 圖形化用戶接口圖形化用戶接口 v 6.3 系統(tǒng)調(diào)用系統(tǒng)調(diào)用 本章目標(biāo)本章目標(biāo)v理解什么是操作系統(tǒng)接口；v了解操作系統(tǒng)接口類型；v掌握系統(tǒng)調(diào)用。6.1 聯(lián)機接口聯(lián)機接口v 6.1.1 脫機用戶接口 v 6.1.2 聯(lián)機用戶接口 6.1.1 脫機用戶接口脫機用戶接口v 脫機用戶接口源于早期批處理系統(tǒng)，在批處理系統(tǒng)中，系統(tǒng)不具備交互性，用戶既不能直接控制作業(yè)的執(zhí)行過程，也不能用自然語言描述控制意圖，所以操作系統(tǒng)為脫機用戶提供了相應(yīng)的接口。v 脫機用戶接口一般專為批處理作業(yè)的用戶準(zhǔn)備的，所以，也稱為批處理用戶接口。 v 脫機

2、用戶接口的主要特征是用戶事先使用作業(yè)控制語言描述好對作業(yè)控制的步驟，由計算機上運行的內(nèi)存駐留程序（執(zhí)行程序、管理程序、作業(yè)控制程序、命令解釋程序）根據(jù)用戶的預(yù)設(shè)要求自動控制作業(yè)的執(zhí)行。6.1.2 聯(lián)機用戶接口聯(lián)機用戶接口 聯(lián)機用戶接口由一組命令及命令解釋程序組成，所以又稱命令接口，它為聯(lián)機用戶提供了調(diào)用操作系統(tǒng)功能，也是請求操作系統(tǒng)為用戶服務(wù)的手段。 不同的操作系統(tǒng)的命令接口不盡相同，不僅是命令和種類不同，命令的數(shù)量和功能也不可能不同。命令的形式和用法的不同使得各自的用戶界面也不一樣。 1. 命令行方式 2. 批處理命令方式6.2 圖形化用戶接口圖形化用戶接口 圖形化用戶接口采用了圖形化的操作

3、界面，用非常容易識別的各種圖標(biāo)來將系統(tǒng)各項功能、各種應(yīng)用程序和文件，直觀、逼真地表示出來。用戶可能通過鼠標(biāo)、菜單和對話框來完成對應(yīng)用程序和文件的操作。 圖形化用戶接口包括窗口、圖標(biāo)、菜單和對話框操作等。圖形用戶接口的優(yōu)點非常明顯，用戶不需要去記憶那些操作系統(tǒng)命令和它們的格式、參數(shù)，并且可以將文字、圖形和圖像集成在一個文件中。 6.3 系統(tǒng)調(diào)用系統(tǒng)調(diào)用 1. 系統(tǒng)調(diào)用系統(tǒng)調(diào)用v 從前面已經(jīng)講解的知識看，操作系統(tǒng)為用戶提供兩種類型的使用接口，一種是操作員接口，另一種是程序（員）接口，以便用戶與操作系統(tǒng)建立聯(lián)系。操作員接口是一組操作控制命令，它們供用戶提出如何控制作業(yè)執(zhí)行的要求。程序接口是一組系統(tǒng)功

4、能調(diào)用，它們?yōu)橛脩舫绦蛱峁┓?wù)功能。v 操作系統(tǒng)編制了許多不同功能的子程序（例如，讀文件子程序，寫文件子程序，分配內(nèi)存空間子程序，啟動I/O子程序等），供用戶程序執(zhí)行時調(diào)用。這些由操作系統(tǒng)提供的子程序稱為系統(tǒng)功能調(diào)用程序，簡稱系統(tǒng)調(diào)用系統(tǒng)調(diào)用。v 系統(tǒng)調(diào)用應(yīng)是在管態(tài)下執(zhí)行的程序 。2. 系統(tǒng)調(diào)用分類系統(tǒng)調(diào)用分類 不同的操作系統(tǒng)提供的系統(tǒng)調(diào)用不全相同，大致分為： （1）文件操作類：打開文件、建立文件、讀文件、寫文件、關(guān)閉文件和刪除文件等。v （2）資源申請類：請求分配內(nèi)存空間、歸還內(nèi)存空間、分配外圍設(shè)備、歸還外圍設(shè)備等。v （3）控制類：請求操作系統(tǒng)中止其執(zhí)行或返回到程序的某一點再繼續(xù)執(zhí)行。操作

5、系統(tǒng)要根據(jù)程序中止的原因和用戶的要求作出處理。因而這類系統(tǒng)調(diào)用有正常結(jié)束、異常結(jié)束、返回斷點/指定點等。v （4）信息維護類：設(shè)置日歷時間、獲取日歷時間、設(shè)置文件屬性、獲取文件屬性等。 1、程序級接口、程序級接口由一組系統(tǒng)調(diào)用組成由一組系統(tǒng)調(diào)用組成 程序接口程序接口：指用戶程序和OS之間的接口。這是操作系統(tǒng)為用戶程序訪問計算機資源而提供的接口，是用戶程序取得操作系統(tǒng)服務(wù)的唯一途徑。亦即程序接口是操作系統(tǒng)為正在運行的程序提供服務(wù)并與之通信的一個設(shè)施。它供所有的用戶使用；同時，也供操作系統(tǒng)的其它組成部分，特別是命令處理程序使用。程序接口的職責(zé)是裝入并創(chuàng)建一個準(zhǔn)備開始運行的程序（進程）。此外，這個接

6、口還為程序正常或異常終止給出適當(dāng)?shù)捻憫?yīng)。當(dāng)一個程序正在執(zhí)行時，程序接口接受對系統(tǒng)服務(wù)及資源的申請，并與操作系統(tǒng)的資源管理程序進行通信。這個程序接口主要由一組系統(tǒng)調(diào)用（System Call）組成，通過系統(tǒng)調(diào)用程序?qū)崿F(xiàn)與操作系統(tǒng)的通信。 什么是系統(tǒng)調(diào)用呢？ 系統(tǒng)調(diào)用： 指系統(tǒng)為用戶程序調(diào)用操作系統(tǒng)所提供的子程序。 它是一種特殊的過程調(diào)用，這種調(diào)用通常是由特殊的機器指令實現(xiàn)的。除了提供對操作系統(tǒng)子程序的調(diào)用外，這個指令還將系統(tǒng)轉(zhuǎn)入特權(quán)方式。因此，系統(tǒng)調(diào)用程序被看成是一個低級的過程，只能由匯編語言直接訪問。大多數(shù)用高級語言編寫的程序通過子程序庫來訪問這些系統(tǒng)調(diào)用。這些子程序執(zhí)行系統(tǒng)調(diào)用并完成其它的有

7、關(guān)功能。總之，它與一般的它與一般的函數(shù)調(diào)用不同，系統(tǒng)調(diào)用是通過中斷方式轉(zhuǎn)向相應(yīng)子程序的，函數(shù)調(diào)用不同，系統(tǒng)調(diào)用是通過中斷方式轉(zhuǎn)向相應(yīng)子程序的，它工作在核心態(tài)（即特權(quán)方式），而一般函數(shù)的調(diào)用，仍僅它工作在核心態(tài)（即特權(quán)方式），而一般函數(shù)的調(diào)用，仍僅是在用戶態(tài)下的地址轉(zhuǎn)移。是在用戶態(tài)下的地址轉(zhuǎn)移。第七章第七章 操作系統(tǒng)用戶接口操作系統(tǒng)用戶接口二、命令接口二、命令接口 為了便于用戶直接或間接地控制自己的作業(yè)，操作系統(tǒng)向用戶提供了命令接口，用戶可通過該接口向作業(yè)發(fā)出命令以控制作業(yè)的運行。該接口又可進一步細(xì)分為聯(lián)機用戶接口和脫機用戶接口：1. 脫機命令接口：該接口是為批處理作業(yè)的用戶提供的，故也稱為批處

8、理用戶接口。它是由一組作業(yè)控制語言JCL所組成。批處理作業(yè)的作戶不能直接與自己的作業(yè)交互作用，只能委托系統(tǒng)代替用戶對作業(yè)進行控制和干預(yù)，這里的作業(yè)控制語言JCL便是提供給批處理作業(yè)用戶，將所需實現(xiàn)的功能，委托系統(tǒng)代為控制的一種語言。用戶用JCL把對作業(yè)需進行的控制和干預(yù)，事先寫在作業(yè)說明書中，然后將作業(yè)連同作業(yè)說明書一起提供給系統(tǒng)。當(dāng)系統(tǒng)調(diào)度到該作業(yè)運行時，又調(diào)用作業(yè)命令解釋程序，對作業(yè)說明書上的命令，逐條解釋執(zhí)行。如果作業(yè)在運行過程中出現(xiàn)異?，F(xiàn)象，系統(tǒng)也將按照作業(yè)說明書上的指示進行干預(yù)。這樣，作業(yè)一直在作業(yè)說明書的控制下運行，直到遇到作業(yè)結(jié)束語句時，系統(tǒng)便停止該作業(yè)的運行。第七章第七章 操作

9、系統(tǒng)用戶接口操作系統(tǒng)用戶接口2. 聯(lián)機命令接口：聯(lián)機命令接口也稱交互式命令接口。該接口是為聯(lián)機用戶提供的，它由一組鍵盤操作命令（終端處理程序）及命令解釋程序（命令處理程序）所組成。用戶在終端或控制臺上每鍵入一條鍵盤命令后，系統(tǒng)便立即轉(zhuǎn)入命令解釋程序，對該命令進行解釋并執(zhí)行該命令。在完成指定功能后，控制又返回到終端或控制臺上，等待用戶鍵入下一條命令。這樣，用戶可通過先后鍵入不同的命令，來實現(xiàn)對作業(yè)的控制，如此反復(fù)，直至作業(yè)完成。 在微型機系統(tǒng)中，通常把這組鍵盤命令分成兩類：（）內(nèi)部命令。這類命令的特點是程序短小，使用頻繁。因此，它們在系統(tǒng)初啟時就被引導(dǎo)到主存而且常駐于主存中。（）外部命令。這類命

10、令的程序較長，且各自獨立地作為一個文件而駐留在磁盤上，只是在需要調(diào)用它們時，才從磁盤調(diào)入主存執(zhí)行。第七章第七章 操作系統(tǒng)用戶接口操作系統(tǒng)用戶接口3終端處理程序 交互式命令接口用戶同操作系統(tǒng)的通信是通過一個輸入輸出裝置來實現(xiàn)的。在絕大多數(shù)系統(tǒng)中，這個I/O裝置是一個顯示終端。輸入是通過鍵盤傳送給系統(tǒng)的。在有的系統(tǒng)中，可通過指示裝置（如鼠標(biāo)）來進輸入。系統(tǒng)輸入呈現(xiàn)在顯示器的屏幕上，一次顯示若干正文行。在某些系統(tǒng)中，也提供圖形顯示功能。不管哪種I/O方式，這個終端裝置是由一個終端處理程序來管理和控制的。 雖然，這個終端也是采用與其它I/O裝置相類似的技術(shù)來管理，但是，由于它在用戶接口中的中心作用，應(yīng)給予它特殊的地位。終端處理程序提供的輸入輸出方式對整個用戶命令接口有著重大的影響；同時，也確定了用戶與其應(yīng)用程序之間的通信方式。所以，終端處理程序必須作為用戶接口的一個組成部分來考慮。也就是說，直接影響命令接口的一些問題