操作系统第2章.ppt

第2章操作系统用户界面2.1简介2.2一般用户的输入输出界面2.3命令控制界面2.4Linux和Windows的命令控制界面2.5系统调用2.6Linux和Windows的系统调用本章小结习题 本章主要从用户使用和系统管理两方面出发，讨论操作系统为用户提供的编程接口和命令控制接口。首先讨论操作系统的命令控制接口及与其相关的作业控制和管理概念，然后介绍系统调用与编程接口，最后介绍操作系统用户界面示例。2.1简介 用户界面（接口）是操作系统中与用户关系最为直接与密切的一个部分。操作系统的用户分为普通用户、管理员和编程用户。 现在普通用户主要使用桌面图形界面（作业级）、较少使用命令行界面（作业级，少量DIY用户）；管理员主要使用命令行界面（高效、省时）；编程用户主要使用系统调用（程序级）。 不同的操作系统为用户提供的界面是不同的（如桌面图形的样式、命令条数和功能、系统调用条数和格式）；即使相同的操作系统对普通用户和管理员提供的命令集也不同（例如，Linux下的fdisk命令）。 归纳起来，操作系统的用户界面可分为两大类：作业级（普通用户和管理员使用）、程序级（编程用户使用）。2.2一般用户的输入输出界面2.2.1作业的定义 作业是操作系统中一个常见的概念。关于什么是作业，有两个方面的解释。一个是从用户角度看作业，另一个是从系统的角度来看作业。从用户的角度，可以从逻辑上抽象地（并非精确地）描述作业的定义，而从系统的角度，则可以定义出作业的组织形式。 一般编制一个应用程序大致要经过图2.1中所描述的几步。即由概念或构思出发经过功能设计、结构设计以及详细设计过程之后，再编制程序和进行编辑输入、编译链接和反复调试之后再形成执行代码，并被执行，然后输出执行结果和建立相应的文档等。图2.1一般编程过程 在图2.1中，直到编辑为止的各步都可认为是可由人工独立完成的(尽管也有许多支撑软件存在)，但从编辑输入开始的以下各步却是在用户的要求控制下由计算机完成。 在一次应用业务处理过程中，从输入开始到输出结束，用户要求计算机所做的有关该次业务处理的全部工作称为一个作业。作业由不同的顺序相连的作业步组成。作业步是在一个作业的处理过程中，计算机所做的相对独立的工作。一般来说，每一个作业步产生下一个作业步的输入文件。 从系统的角度看，作业则是一个比程序更广的概念。它由程序、数据和作业说明书组成。系统通过作业说明书控制文件形式的程序和数据，使之执行和操作。而且，在批处理系统中，作业是抢占内存的基本单位。也就是说，批处理系统以作业为单位把程序和数据调入内存以便执行。 需要说明的是，作业的概念一般用于早期批处理系统和现在的大型机、巨型机系统中，对于广为流行的微机和工作站系统，人们一般不太使用作业的概念。 如上所述，作业由三部分组成，即程序、数据和作业说明书。一个作业可以包含多个程序和多个数据集，但必须至少包含一个程序。否则将不成为作业。作业中包含的程序和数据完成用户所要求的业务处理工作。作业说明书则体现用户的控制意图。由作业说明书在系统中生成一个称为作业控制块(jobcontrolblock，JCB)的表格。该表格登记该作业所要求的资源情况、预计执行时间和执行优先级等。从而，操作系统通过该表了解到作业要求，并分配资源和控制作业中程序和数据的编译、链接、装入和执行等。 作业说明书主要包含三方面内容，即作业的基本描述、作业控制描述和资源要求描述。作业基本描述包括用户名、作业名、使用的编程语言名、允许的最大处理时间等。而作业控制描述则大致包括作业在执行过程中的控制方式。资源要求描述包括要求内存大小、外设种类和台数、处理机优先级、所需处理时间、所需库函数或实用程序等。作业说明书的主要内容如图2.2所示。 一般来说，作业说明书方式主要用在批处理系统中，且各计算机厂家都对自己的系统定义有各自的作业说明书的格式和内容。 另外，在微机系统和工作站系统中，人们常用批处理文件或shell程序方式编写作业说明书（参见教学用例之作业说明书）。图2.2作业说明书的主要内容2.2.3一般用户的输入输出方式 作业输入方式可分为5种，即联机输入方式、脱机输入方式、直接耦合方式、SPOOLING（SimultaneousPeripheralOperationsOn-Line）系统和网络输入方式。1.联机输入方式 大多用在交互式系统中，用户和系统通过交互会话来输入作业。外围设备直接和主机相连接。一台主机可以连接一台或多台外围设备。在单台设备和主机相连接进行作业输入时，由于外围设备的输入输出速度远