第七章 操作系统接口

第七章操作系统接口

7.1联机命令接口7.2Shell命令语言7.3系统调用7.4UNIX系统调用7.5图形用户接口教学要求本章知识属于了解性质。需要对各类接口有一个清醒的认识，能分辨出实际中经常使用的接口属于哪种类型。教学重点：命令接口、程序接口和图形用户接口操作系统提供的用户接口

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，反过来也可以这样说，用户可以如下图那样通过两个接口来调用操作系统提供的服务和功能。

联机命令接口是为联机用户提供的调用操作系统功能，请求操作系统为其服务的手段，它由一组命令及命令解释程序组成。当用户在键盘上每键入一条命令后，系统便立即转入命令解释程序，对该命令进行处理和执行。

脱机命令接口是专为批处理作业的用户提供的，所以，也称批处理用户接口。操作系统提供了一个作业控制语言JCL（JobControlLanguage），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。操作系统又将命令接口分为交互式命令接口（联机命令接口）和批处理命令接口（脱机命令接口）7.1联机命令接口

联机命令接口包括

联机命令终端处理程序命令解释程序

7.1联机命令接口

7.1.1联机命令的类型

为了能向用户提供多方面的服务，通常，OS都向用户提供了几十条甚至上百条的联机命令。根据这些命令所完成功能的不同，可把它们分成以下几类：①系统访问类； ②磁盘操作类；③文件操作类； ④目录操作类；⑤通信类； ⑥其他命令。

7.1.2键盘终端处理程序

为了实现人机交互，还须在微机或终端上配置相应的键盘终端处理程序，它应具有下述几方面的功能：

(1)接收用户从终端上打入的字符。

(2)字符缓冲，用于暂存所接收的字符。(3)回送显示。(4)屏幕编辑。

(5)特殊字符处理。

7.1.3命令解释程序

1.命令解释程序的作用

命令解释程序的主要作用，是在屏幕上给出提示符，请用户键入命令，然后读入该命令，识别命令，再转到相应命令处理程序的入口地址，把控制权交给该处理程序去执行，并将处理结果送屏幕上显示。若用户键入的命令有错，而命令解释程序未能予以识别，或在执行中间出现问题时，则应显示出某一出错信息。2.命令解释程序的组成

(1)常驻部分。

这部分包括一些中断服务子程序。(2)初始化部分。

它跟随在常驻内存部分之后，在启动时获得控制权。这部分还包括对AUTOEXEC.BAT文件的处理程序，并决定应用程序装入的基地址。(3)暂存部分。

这部分主要是命令解释程序，并包含了所有的内部命令处理程序、批文件处理程序，以及装入和执行外部命令的程序。

3.命令解释程序的工作流程

图7-2COMMAND.COM的工作流程7.2Shell命令语言

7.2.1简单命令

7.2.2重定向与管道命令7.2.3通信命令7.2.4后台命令

7.3系统调用

程序接口是OS专门为用户程序设置的，也是用户程序取得OS服务的唯一途径。程序接口通常由各种类型的系统调用所组成，而系统调用提供了用户程序和操作系统之间的接口，应用程序通过系统调用实现其与OS的通信，并取得它的服务。7.3系统调用

7.3.1系统调用的基本概念

系统调用与一般过程调用的差别：(1)运行在不同的系统状态。

(2)通过软中断进入。(3)返回问题。(4)嵌套调用。图7-3系统功能的调用7.3.2系统调用的类型

进程控制类系统调用文件操纵类系统调用进程通信类系统调用7.3.3系统调用的实现

1.中断和陷入硬件机构

(1)什么是中断和陷入。

中断是指CPU对系统发生某事件时的这样一种响应：CPU暂停正在执行的程序，在保留现场后自动地转去执行该事件的中断处理程序；执行完后，再返回到原程序的断点处继续执行。图7-4中断时的CPU轨迹(2)中断和陷入向量。

2.系统调用号和参数的设置

直接将参数送入相应的寄存器中。

(2)参数表方式。

3.系统调用的处理步骤将处理机状态由用户态转为系统态；之后，由硬件和内核程序进行系统调用的一般性处理。分析系统调用类型，转入相应的系统调用处理子程序在系统调用处理子程序执行完后，应恢复被中断的或设置新进程的CPU现场，然后返回被中断进程或新进程，继续往下执行。7.4UNIX系统调用

7.4.1UNIX系统调用的类型

1.进程控制

创建进程(fork)。(2)