操作系统课件(第二章).ppt

操作系统Operating Systems 操作系统课程组 南京邮电大学 第2章 用户界面 操作系统是用户与计算机硬件之间的接口，用户通过操作系统的帮助，可以快速、有效和安全地操作计算机系统中的各类资源，处理自己的程序。为了方便地使用操作系统，操作系统向用户提供了“用户与操作系统之间的接口”，通常也称为用户界面。该界面支持用户与操作系统之间进行交互，即用户向操作系统提出请求，操作系统把结果返回给用户。 用户界面以多种形式呈现在用户面前，一种是联机命令形式，直接提供给用户在终端上使用；另一种是系统调用形式，提供给用户编程时使用。在现代操作系统中，为进一步方便用户使用计算机，又增加了一种图形接口。在Internet广为流行的今天，又出现了一种面向网络的网络用户接口。 第2章 用户界面 2.1 用户工作环境 2.1.1 用户环境 2.1.2 系统生成和系统启动 2.1.3 运行一个用户程序的过程 2.1.1 用户环境 形成用户环境包含下面3个方面的工作。 ① 设计合理的操作命令，它允许用户处理由操作系统支持的各种目标，如设备、文件、进程。 ② 提供各种硬件资源，并要提供关于操作系统的使用说明。 ③ 将操作系统装入计算机，并对系统参数和控制结构进行初始化，以使计算机系统能够为用户工作。 2.1.2 系统生成和系统启动 系统初启又叫系统引导。它的任务是把操作系统的必要部分装入内存并使系统运行，最终使系统处于命令接收状态 。 系统引导分为3个阶段。 ①初始引导：把系统核心装入内存中的指定位置，并在指定地址启动。 ②核心初始化：执行系统核心的初启子程序，初始化系统核心数据。 ③系统初始化：为用户使用系统做准备。 （1）初始引导 初始引导也叫自举。自举的含义是操作系统把自己建立起来，这是目前大多数系统所常用的一种引导方法。 初始引导的任务就是把核心送入内存并启动它运行。系统核心是存放在辅存上的。如何能在辅存上的文件中找到这个核心并送到内存中，这需要有一程序做这件事，该程序称为装配程序。 然而，这一装配程序也在辅存中，如何把该装配程序首先装入内存呢？ 这需要有一个初始引导程序，而且这个程序必须在一开机时能自动运行，这就只有求助于硬件了。 在现代大多数计算机系统中，在它的只读存储器中都有一段用于初始引导的固化代码。 当系统加电或按下某种按钮时，硬件电子线路便会自动地把只读存储器中这段初始引导程序读入内存，并将CPU的控制权交给它。 初始引导程序的任务是将辅存中的装配程序读入内存。这个装配程序必须存放在辅存的固定位置（称为引导块）上，只读存储器只会从这个引导块中读取内容。这就要求将装配程序事先存放在这个引导块上。 （2）核心初始化 ① 核心页表寄存器与核心数据初始化。 ② 建立0号进程。0号进程是系统建立的第1个且永远处于核心态的唯一的进程。它的主要任务是按照系统的需要把即将运行的进程送入内存，并把近期内不运行的进程送到辅存上。 ③ 建立1号进程。1号进程是建立初始进程，它的作用是实现系统的初始化。 （3）系统初始化 这一阶段的主要任务是做好一切准备工作，使系统处于命令接受状态，这时用户可以使用机器了。 系统初始化是由1号进程执行初始化程序实现的。它分为两个阶段完成： 为控制台终端建造一个进程，执行命令解释程序，接受操作员或用户的命令； 系统继续为若干用户终端建立命令解释进程，接受一般用户的命令（这一环境称为多用户环境）。这时，一般用户就可以用系统了，系统初启全部完成。 2.1.3 运行一个用户程序的过程 控制计算机工作的最简单的办法是，由操作员通过控制台（或用户在终端设备上）键入一条条命令。 用户可先将源程序通过编辑建立在磁盘上，接着发“编译”命令，操作系统接到这条命令后，将编译程序调入内存并启动它工作。 然后，用户再发出“连接”命令，操作系统执行该命令，将生成一个完整的、可执行的内存映像程序。 最后发出“运行”命令，由操作系统启动内存映像程序运行，从而计算出结果。 ① 编辑（修改）：建立一个新文件，或对已有的文件中的错误进行修改。 ② 编译：将源程序翻译成目标代码。完成这一步工作需要有相应语言的编译器。 ③ 连接：将主程序和其他所需要的子程序和例行程序连接装配在一起，使之成为一个可执行的、完整的内存映像文件。 ④ 运行：将内存映像文件调入内存，并启动运行，最后得出计算结果。 2.2 操作系统用户界面 2.2.1 操作系统的用户界面 2.2.2 操作接口 2.2.3 图形用户接口 2.2.1 操作系统的用户界面 操作系统可以通过程序接口和操作接口两种方式把它的服务和功能提供给用户。 程序接口又称应用编程接口，程序中使用这个接口可以调用操作系统的服务和功能。许多操作系统的