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西安交通大学 2002.12.01 第2章 用户与操作系统的接口 2.1 作业控制级接口 作业、作业步与作业流 作业的类型 前台作业（联机作业） 后台作业（脱机作业） 作业的状态及其转换 后备状态、运行状态、完成状态 2.1 作业控制级接口（续） 作业控制命令与键盘控制命令 脱机用户接口 作业控制卡 使用作业控制语言将对作业控制的意图以及对故障的处理以编码的形式穿孔在卡片上，和用户程序、数据卡片一起送入计算机，由系统解释控制卡片内容实现对作业的控制运行 作业说明书 使用某些作业控制命令将用户对作业控制的意图写成作业控制说明书，以实施对作业的控制 内容 作业的情况：用户名、作业名、使用的语言、控制方式、优先级、最迟完成时间 作业的资源要求：内、外存空间、I/O设备的类型、 台数、输出量、估计的计算时间等 命令：输入/输出命令、编译命令、操作命令 2.1 作业控制级接口（续） 联机用户接口 命令驱动方式 窗口系统和菜单驱动方式 命令文件方式 Linux（UNIX）的shell命令及shell编程 MS-DOS的批处理命令文件 2.2 程序级接口 管态与算态 程序分类 用户程序、系统程序 程序执行的状态 目态或用户态 、管态或系统态或核心态 特权指令 允许管态下使用的机器指令 注意：特权指令是指具有特殊权限的指令，由于这类指令的权限最大，所以如果使用不当，就会破坏系统或其它用户信息。因此为了安全起见，这类指令只能用于操作系统或其它系统软件，而一般不直接提供给用户使用 2.2 程序级接口（续） 特权指令的类别 使用外设的指令 访问程序状态的指令 处理的现场信息——指令计数器、程序状态字、通用寄存器、特殊的控制寄存器 存取特殊寄存器指令 中断寄存器、上下界地址寄存器、时钟寄存器 其它指令 如：停机指令（halt）、重新启动（reboot）等 2.2 程序级接口（续） 访管指令 访管指令的引入 访管指令的功能 （执行访管指令时）引起访管中断 系统实现了从目态到管态的转换 在管态下由OS完成用户的请求 OS完成后进行新旧PSW的转换 自动返回到中断前的现场，即用户态工作 访管指令本身不是特权指令、 系统调用 定义 系统调用就是方便用户使用操作系统所提供的各项功能的一种接口。操作系统提供的各种功能包括与资源管理（内存分配、I/O操作）有关的、与文件管理、时间、日期当前系统状态的服务，这种接口称为系统调用。 每一个系统调用对应一个响应的子程序 系统调用通过访管指令或软中断的方式来中断现行程序，转去执行相应的子程序 2.2 程序级接口（续） 系统调用与过程调用的区别 代码层次不同 运行的状态不同 系统调用运行在管态 进入的方式不同 系统调用通过软中断（或访管指令）进入 系统调用的类型 进程控制（fork()、exit()…）创建进程fork.c、撤销进程exit.c 进程通讯（kill() …） 文件管理（open()、read()、write() …） 目录及文件系统管理（mkdir()、rmdir() …） 维护信息（chmode()、getuid()、getgid()、setuid()、setgid()） 时间管理（settimer()、timer()） 网络通讯服务（accept(socket,addr,addelen) …） 2.2 程序级接口（续） 系统调用的使用和执行过程 将系统调用所需的参数和参数的首址送到规定的通用寄存器 设置一条调用指令（比如“访管指令”或 “软中断”指令）。而系统调用命令的功能号，有的系统直接在调用指令中给出，有的系统也作为调用命令的参数放入到指定的通用寄存器中 。 系统调用执行完毕，恢复现场 * *