第三章 操作系统的用户接口

西安理工大学高科学院李杨第三章操作系统的用户接口3.1问题的引入3.2操作员接口3.3程序员接口

任何系统软件都是硬件功能的延伸,并且都是建立在硬件的基础上,离不开硬件设备的支持.而操作系统更是直接依赖于硬件条件,与硬件的关系尤为密切.因此,本章主要讨论操作系统要用到的基本的硬件技术和概念.3.1问题的引入

•创建程序•执行程序•数据I/O•信息存取•通信服务•错误检测和处理还具有另外一些功能:资源分配,统计,保护。操作系统提供的基本服务操作系统为用户提供两种调用其服务和功能的接口:程序接口：允许运行程序调用操作系统的服务和功能。

许多操作系统的程序接口由一组系统调用（SystemCall)）组成，用户程序使用“系统调用”就可获得操作系统的底层服务，使用或访问系统的各种软硬件资源。

操作接口：又称作业级接口，操作系统为用户提供的操作控制计算机工作和提供服务手段的集合，通常有操作控制命令、图形操作界面(命令)、以及批处理系统提供的作业控制语言(命令)等实现手段。

系统调用

操作命令或JCL

操作系统

裸机(操作接口)(程序接口)

用户和操作系统间的两种接口3.2操作员接口3.2.1作业的基本概念

★作业：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工作的集合。★作业步：作业加工处理的步骤。★作业的分类：脱机作业、联机作业。★作业的I/O方式：脱机I/O、联机I/O、SpooLing方式。

3.2.2脱机用户接口★作业控制语言JCL（JobControlLanguage

）：这种接口是专为批处理作业用户提供的，也称批处理用户接口。它由一组作业控制卡，或作业控制语句，或作业控制操作命令组成。用户使用JCL语句，把运行意图(需要对作业进行的控制和干予)写在作业说明书上，将作业连同作业说明书一起提交给系统批处理作业被调度执行时，系统调用JCL语句处理程序或命令解释程序对作业说明书进行解释处理，完成对作业的运行和控制。IBM

JCL的一个例子(1)

一个需要编译、连结编辑的作业，源程序和数据穿在卡片上，编译、连结编辑的结果需在行式打印机上输出，编译结果要存盘，连结编辑结果还要从穿孔机输出，此作业用JCL语句组织如下:IB蒜MJC毕L的一筒个例仅子(第2)//讨H昏AR锄OL怠D衔JO六B,淹WI熟LS义ON榆,M逼SG任LE榜VE恒L=垫(2奔,0药),桶PR伤TY委=6纯,C执LA变SS回=b//悄C寻OM袋P麻EX栋EC拔P映GM里=I欺EY脉FO谎RT//种S锦YS蝴PR羡IN铅T盒DD惊S透YS隐OU杠T=固A//希S租YS药IN伴D厦D*.<S刘ou赌rc趣e纯Pr止og汁ra瓜m蚕Ca效rd字>./*//纹G领O断EX吐EC仙P漆GM霞=F酿OR怪TL杜IN贤K//现S降YS邪PR凡IN橡T蜂DD姨S动YS洗OU裂T=商A//颗F绣TO筒TF毛00东1院DD喜U威NI扑T=周SY楚SC锹P//杆G筒O揉SY理SI索N喝DD阳*.<D纳at气a顶Ca劈燕rd闹>./*//3.洒2.息3萌连末机用离户接举口常用唐的用铜户界衬面★命令子行界构面★图形类界面为了篮能向误用户掉提供药多方基面的晚服务附，通何常，弃OS匆都向换用户惰提供讽了几深十条数甚至晒上百假条的躲联机来命令球。根勇据这河些命香令所雁完成矩功能条的不赢同，敢可把虹它们减分成筒以下炉几类筛：①滴系炉统访耕问类饱；②状磁迹盘操刮作类根；消③镰文件页操作鞋类；成④根目录应操作掉类；径⑤描通信中类；数⑥杜其枣他命捏令。联机跃命令夺的类犹型1.季系旅统访蚕问类字在单许用户讲微型镰机中佳，一金般没村有设情置系屠统访理问命舍令；州然警而在看多用愤户系夕统中佛，为贯了保溪证系换统的钢安全裤性，王都毫先无例撑外地栽设置谁了系尚统访如问命砖令，笛即够注册弱命令帖Lo隐gi咳n。徒用茫户在苹每次赢开始怖使用傅某终终端时邻，都餐须使魄用该继命令寻，使桃系统弯能识戏别该袍用户缸。凡极要在紧多用骄户系朵统的毛终端今上上喂机的崇用户遣，都陡必须识先在僵系统涛管理贸员处逢获得猪一合昌法的股注册稍名和汉口令截。以自后，谅每当治用户惨在接次通其叉所用像终端趴的电趁源后掀，便你由系丹统直呈接调政用并绵在屏好幕上纽奉显示根出以油下的炼注册况命令派：Lo需gi悉n:题/提祖示用筝户键缘瑞入自白己的漫注册篇名当用叮户键饮入正魄确的王注册越名，斜并按尾下回克车键转后，本屏幕宝上又葛会出昆现：摧Pa屿ss遣wo肃rd乔:锁/提嫌示用遥户键秧入自顽己的遣口令牺2.溪键载盘操办作命拿令如严磁盘我格式舌化命猫令F谨or押ma捡t。它被仓用于饲对指长定驱纵动器晕上的然软盘串进行婶格式蛛化。片每张张新订盘在无使用飘前都翼必须耀先格岗式化峡。动其目愿的是借使其灰记录锹格式愉能为参操作姿系统旺所接请受，临可见扩，不建同操停作系券统将战磁盘让初始枕化后碍的格亿式各餐异。掩此外统，在衔格式济化过扁程中锻，还姥将对抹有缺胜陷的舟磁道崇和扇旁区加这保留室记号福，以爷防止摧将它背分配如给数错据文田件。4.栽目赠录操括作命汗令(1触)意建立涌子目挣录命撒令m粗kd胆ir乞。猜用于托建立弟指定网名字暗的新众目录稀。(2束)竭显示刘目录每命令忆di晴r。坊显示戏指定董磁盘找中的玩目录乔项。课5.俘其余它命裤令(1霸)眼输入宽输出慢重定叛向命夕令。(2皇)犯管道每连接葬。(3抽)诉过滤傍命令抓。(4俭)缺批命沫令。3.呈文诱件操胶作命膏令(1仿)描显示遭文件桶命令术ty腾pe严。用忌于将廊指定笼文件昌显示怕在屏虚幕上乎。(2梳)自拷贝栏文件洗命令滔co学py想。拴用于易实现罪文件擦的拷有贝。为了表实现尾人机晓交互异，还达须在壤微机堆或终异端上馆配置暑相应桨的键岁盘终毒端处兄理程起序，否它应择具有陷下述贤几方涌面的淘功能众：(1旨)蜜接收因用户呢从终拿端上各打入向的字杯符。爽(2端)乌字符烫缓冲锁，百用于狱暂存施所接盘收的筝字符负。(3甜)造回送速显示咸。(4拳)姐屏幕糟编辑崇。(5汇)绝特殊瞧字符砖处理波。键盘电终端帅处理叨程序在联迈机操练作方吴式下菌，终燃端处申理程趟序把柜用户及键入谨的信奖息送麻键盘颈缓冲飞区中倾保存司。一恶旦用查户键向入回烟车符丈，便浅立即蜓把控娘制权舒交给绿命令盖处理芬程序怠。显蛇然，户对于恳不同离的命攀令，趣应有饺能完准成特字定功薄能的盐命令页处理剪程序东与之洁对应库。可茄见，念命令粘解释泽程序德的主盒要作葛用，巷是在氧屏幕爱上给痕出提翁示符蚕，请雷用户孝键入卧命令您，然惹后读忌入该缓命令谢，识用别命堪令，丙再转穴到相显应命饱令处罚理程殊序的亮入口位地址茂，把狂控制废权交怎给该金处理露程序筒去执套行，擦并将亩处理志结果比送屏牧幕上扯显示筹。可若用拍户键谋入的材命令性有错僻，而裁命令捧解释经程序连未能值予以谊识别驱，或秒在执茄行中评间出搬现问乎题时钓，则浅应显昂示出伞某一彼出错游信息事。命令纲解释遵程序命令批解释哗程序竞的工绸作流规程系统柄在接支通电帽源或率复位踢后，涛初始乞化部须分获活得控借制权且，对跪整个挥系统自完成娃初始涉化工纤作，果并自巡寿动执硬行A徐UT姑OE岂XE刮C.号BA屋T文资件，茫之锤后便诞把控浩制权窄交给搁暂存兆部分兴。暂旋存部狠分首烤先读庄入键潮盘缓怨冲区慨中的症命令伸，判应别其最文件木名、倘扩展作名及百驱动劳器名眉是否疮正确烟。基若发匹现有歇错，珍在给悟出出泊错信久息后贺返回臭；若对无错僵，再定识别宁该命冷令。默一种策简单师的识怒别命齐令的医方法亩是基椅于一硬张表腰格，仙其中汽的每叛一表元目都寻是由惧命令军名及半其处吓理程地序的思入口伐地址楚两项占所组糠成。超如墨果暂影存部均分在阁该表社中能楚找到菌键入混的命部令，垫且是翼内部陵命令侧，便间可以侧直接塞从对盯应表戴项中顷获得侄该命锣令处螺理程岭序的龄入口赚地址蒙，然角后把糖控制蛛权交牌给该槽处理巧程序班去执泻行该状命令者。CO莲MM夸AN蛮D.图CO瓦M的复工作岁流程系统怀调用魄：内核倡提供变一系暂列具糖有预短定功煌能的瓜内核挪函数乖，通罪过一册组接模口（城系统签调用花）提椅供给裙用户消。系统发调用嫂把应斤用程晕序的展请求陡传送与至内品核，加调用抽相应毕的内返核函卧数完跳成所肠需要砌的处毁理，泡把处称理结尼果返起回给秀应用傻程序威。内核框的主念体是伶系统圆调用蓬的集斧合，典可以件把内饶核看像作特酿殊的毁公共莲子程本序。系统紧调用群是一扇种中设介，龙把用搂户和填硬件召隔离夸开，害程序鼠只有画通过卵系统羡调用尾才能熄请求先系统阻服务泻并且叠使用罩系统描资源题。系统模调用蔬的作陕用：内核叶可以疾基于偿权限久和规沈则对透资源腰访问唱进行蹈裁决驼，可旋以保捐证系假统的演安全欺性；系统秤调用厅对资时源进封行抽派象，元提供龙一致赠性接拒口，哭避免胁用户搅在使差用资浆源时执发生征错误瓶，并仔且使韵编程每效率贩提高信。注意死：系统迹调用手是应禽用程走序获杀得操陶作系纺统服掌务的宫唯一别途径而！3.旅3场程勒序员剖接口Wi竟nd怠ow票s支持AP智I的三个之组件汗：•Ke来rn弄el包含锡了多耻数操膨作系绵统函箱数，膛如内查存管颜理、样进程均管理满；•Us做er集中析了窗换口管法理函绪数，腿如窗绒口创律建、博撤销嗽、移酷动、罪对话虽等相脆关函年数；•GD攻I提供俩画图疫函数天、打育印函别数。Wi劝nd末ow战s将三惭个组射件置熄于动判态链凑接库DL夏L中。3.络3.砍1坐系肺统调蒙用分却类(1菜)进合程管霉理：顾进程徐的创拼建、疲装入碑、执驶行、凳撤销窃、终焰止，乒进程旬属性纹的获湾取和敲设置葬。(2铸)文堵件操靠作：鞠文件者的建信立、驰打开丸、读贪写、牧关闭灯、删逆除，柏文件沫属性娇的获忙取和标设置发。(3超)设摆备管股理：排设备原的申缎请、唯输入艳输出浴、释谎放、耕重定脏向，悟设备额属性喷的获忠取和请设置挎。(4蛋)内唐存管苏理：准内存强的申替请和两释放促。(5唤)进铸程通栏信：简通信火连接玩的建道立、拾连接妇和断油开、串信息犬的发从送和娱接受母；传撤递状洲态信姓息；塑连接苹和断朋开远服程设卖备。(6折)信耐息维闯护：涌日期辛、时辅间及桥系统稠数据障的获毅取和烘设置帝；获洲取和织设置休信息负；生蜘成诊致断和适统计足数据诱。3.壤3.杨2岩系壤统调种用、柳标准镰库函增数、缺系统详程序1.杆系统财调用程序堵接口测由一慌组系龄统调鸟用（吼Sy酬st炎em晕C毛al吓l)轮）组爸成，竹用户则程序滔使用面“系所统调合用”股就可拼获得导操作版系统放的底垄层服门务，蹈使用恢或访歼问系速统的驱各种制软硬净件资邀源。2.爬库函这数在程秘序设稀计语付言(乏如C族语言造)中府，往嘱往提近供与刺各系瘦统调旨用对泳应的停库函踏数，菜应用扎程序狐可通朝过对忍应的近库函棒数来华使用扒系统烦调用闭。库函献数的鞭目的赶是隐使藏访舌管指姨令细失节，镇使系执统调膀用更御象过箭程调嫩用，筋但一士般地课说，志库函室数属肤于用胖户程企序而鹊非系秧统程捷序。3.舅系统循程序系统弊程序泻又称标准斑程序祸或实体用程雅序（循Ut绒il舰it腾ie涨s），虽玩非操或作系朴统的吃核心救，但安却必府不可猜少，毯为用慢户程合序的余开发闭、调腐试、芽执行免、和免维护耕解决滋带有鸦共性嫌的问勇题或所执行勺公共堵操作基，操踪蝶作系押统常脸以外枝部操蠢作命其令形斜式向辩用户凳提供故许多梦系统性程序算。它堂的功你能和也性能喝很大具程度渔上反砌映了珍操作译系统撞的功印能和欧性能摧。用户镜看待亏操作敲系统鼓，不员是看密系统起调用距怎么刮样，钩而是携看系骗统程饱序怎付么样蜓。

操作系统(进程管理、存储管理、文件管理、设备管理等)

标准库函数(打开、关闭、读、写、创建、撤销等)

标准系统程序(实用程序)(汇编、编译、编辑、Shell等)

用户用户接口库函数接口系统调用接口

硬件(处理器、存储器、磁盘、打印机、终端等)用户态核心态UN滋IX贺/L户in炮ux系统起程序押、库侮函数槽、系康统调折用的弯分层告关系3.舞3.财3来系驼统调手用的倚设计呆与实声现(1雹)有邀关概伯念陷阱业或异桃常处滑理机断制--栋--脏--杀在操唐作系避统中太，实耕现系盏统调押用功粒能的盗机制雅称为陷阱泳或异议常处陈理机顺制。访管秆指令惭（陷怖阱指百令或法异常犹中断虫指令杠）--拆--由于抗系统惑调用斩而引匙起处列理器尊中断庆的机般器指夹令称笔为访管亿指令谈（陷仓入指蜓令或气异常阶中断扣指令昏）。(2述)系补统调蜡用的腔实现疫要点机：一.杠是暖编写骡系统膏调用米处理毫程序转；二.皇是弹设计旬一张答系统宴调用蚕入口税地址筹表，滤每个持入口蚕地址必都指建向一磨个系腥统调松用的夜处理筛程序劳，有扩的系芳统还怎包含雨系统袍调用侦自带缩慧参数嫌的个陡数；三.裁是麦陷入修处理洽机制笼需开拉辟现虹场保协护区解，以束保存盯发生砌系统快调用丙时的享处理烧器现贡场。SystemCall用户程序A0SUB0SUB1SUBiSUBnA1AiAn……系统调用处理子程序取系统功能号找入口地址表相应入口地址结束处理恢复现场A0A1…Ai…An保护CPU现场陷入指令系统调用陷入机构入口地址表系统薄调用峡的处诱理过朽程不同牌的系土统调价用需孝传递铁给系免统调夹用处棉理程吵序不俯同的登参数认，系壶统调仅用执芒行的乏结果泼也要衔以参梨数形舅式返留回给右用户姑程序溜。实现何用户戴程序恒和系美统调代用之限间的仍参数忠传递非可用耀以下法方法永：一是您由访漂管指穿令或猴陷入著指令拆自带慕参数同，可可以规碗定指备令之都后的石若干拘个单员元存抱放的线是参兄数，廊这称止为直献接参挨数；捐或者至在指按令之嘱后紧寻靠的血单元