1、1,2,第三章 用戶界面,3,第三章 用戶界面User Interface,3.1 用戶工作環(huán)境 3.1.1 用戶環(huán)境（略）,4,3.1 用戶工作環(huán)境3.1.2 系統(tǒng)生成和系統(tǒng)啟動(dòng),（一）系統(tǒng)生成 系統(tǒng)生成是指在一臺(tái)裸機(jī)上（或者安裝新的操作系統(tǒng)）安裝操作系統(tǒng)的過程。 一般情況下，系統(tǒng)生成的工作是由系統(tǒng)程序員來完成的，在系統(tǒng)生成的過程中涉及到機(jī)器的硬件配置和操作系統(tǒng)核心參數(shù)的設(shè)置。還涉及軟件系統(tǒng)的版權(quán)的問題。 在微機(jī)上的系統(tǒng)生成用戶是可以完成的，比如安裝WINDOWS 98、LINUX、MINIX 、 UNIX。,5,3.1 用戶工作環(huán)境3.1.2 系統(tǒng)生成和系統(tǒng)啟動(dòng),（二）系統(tǒng)初啟 在系統(tǒng)生成

2、后，用戶每次使用機(jī)器時(shí)必須啟動(dòng)系統(tǒng)。對(duì)于大、中、小型計(jì)算機(jī)來說，系統(tǒng)啟動(dòng)的工作是由系統(tǒng)程序員（或系統(tǒng)管理員來完成的），對(duì)于微機(jī)來說，是由用戶自己完成。,6,3.1 用戶工作環(huán)境3.1.2 系統(tǒng)生成和系統(tǒng)啟動(dòng),WINDOWS 98初啟： 1、打開機(jī)器電源； 2、ROM中引導(dǎo)程序運(yùn)行裝入系統(tǒng)盤中的主引導(dǎo)塊; 3、主引導(dǎo)塊程序執(zhí)行，啟動(dòng)DOS7.0引導(dǎo)程序做系統(tǒng)初始化的工作；包括系統(tǒng)資源初始狀態(tài)的設(shè)置、系統(tǒng)主要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)初始化、引導(dǎo)圖形用戶界面程序； 4、圖形用戶界面運(yùn)行，生成用戶的圖形用戶界面，系統(tǒng)初啟工作完成。,7,3.1 用戶工作環(huán)境 3.1.2 系統(tǒng)生成和系統(tǒng)啟動(dòng) WINDOWS 98初啟,W

3、indows 98系統(tǒng)初啟完成后的用戶界面,8,3.1 用戶工作環(huán)境3.1.2 系統(tǒng)生成和系統(tǒng)啟動(dòng),UNIX系統(tǒng)初啟： 1、將指定的UNIX操作系統(tǒng)執(zhí)行代碼程序裝入內(nèi)存； a. ROM中引導(dǎo)程序?qū)⒅饕龑?dǎo)塊裝入指定內(nèi)存， 啟動(dòng)主引導(dǎo)程序運(yùn)行； b. 主引導(dǎo)程序在系統(tǒng)盤上找到UNIX文件， 裝入內(nèi)存，并啟動(dòng)其初啟程序； 2、存儲(chǔ)空間及其管理機(jī)構(gòu)初始化； 3、與設(shè)備有關(guān)的初始化；,9,3.1 用戶工作環(huán)境3.1.2 系統(tǒng)生成和系統(tǒng)啟動(dòng) UNIX系統(tǒng)初啟：,4、與文件系統(tǒng)有關(guān)的初始化； 5、創(chuàng)建0和1進(jìn)程； 6、1進(jìn)程創(chuàng)建各終端進(jìn)程； 7、終端進(jìn)程運(yùn)行shell; 8、各用戶終端上出現(xiàn) login:

4、表示系統(tǒng)初啟完成，等待用戶鍵入命令。,10,3.1 用戶工作環(huán)境,3.1.3 運(yùn)行一個(gè)用戶程序的過程 使用計(jì)算機(jī)解決問題大致分為三個(gè)步驟： 1、建立數(shù)學(xué)模型； 2、選擇計(jì)算方法； 3、編程序、 上機(jī)調(diào)試。,11,3.1 用戶工作環(huán)境 3.1.3 運(yùn)行一個(gè)用戶程序的過程,在操作系統(tǒng)中，把編好源程序后上機(jī)調(diào)試的工作分成四個(gè)步驟，稱為四個(gè)作業(yè)步： 編輯 編譯 連接 運(yùn)行,12,3.2 用戶與操作系統(tǒng)的接口3.2.1 操作系統(tǒng)提供兩個(gè)接口,13,3.2 用戶與操作系統(tǒng)的接口3.2.1 操作系統(tǒng)提供兩個(gè)接口,操作系統(tǒng)提供兩個(gè)用戶接口： 程序級(jí)：系統(tǒng)調(diào)用 操作命令級(jí)： 作業(yè)控制語言（ 早期批處理操作 系統(tǒng)

5、） 鍵盤命令（交互式操作系統(tǒng)，分時(shí)操作系 統(tǒng)為代表） 圖形用戶接口（UNIX、WINDOWS）,14,3.2 用戶與操作系統(tǒng)的接口 3.2.2 作業(yè)控制語言和鍵盤命令,（一）作業(yè)控制語言 在批處理操作系統(tǒng)時(shí)代，用戶使用機(jī)是采用脫機(jī)方式，即用戶將自己的程序、數(shù)據(jù)和用作業(yè)控制語言編寫的上機(jī)操作的步驟的程序一起提交給計(jì)算中心（或機(jī)房），隔一段時(shí)間去機(jī)房取結(jié)果。 作業(yè)控制語言是一種語言，用來寫程序操作步驟的程序。,15,3.2 用戶與操作系統(tǒng)的接口 3.2.2 作業(yè)控制語言和鍵盤命令,（二）鍵盤命令 分時(shí)操作系統(tǒng)誕生后，用戶可以通過用戶終端直接使用計(jì)算機(jī)，并且可與計(jì)算機(jī)“對(duì)話”，這就是所謂的交互式計(jì)算

6、機(jī)。用戶可通過鍵盤直接向計(jì)算機(jī)發(fā)布各種命令，計(jì)算機(jī)可接受、執(zhí)行用戶命令。 在教材中提到的三種類型，也有時(shí)將鍵盤命令按命令的功能分類， 如UNIX系統(tǒng)中把鍵盤命令分成：基本命令、高級(jí)命令。,16,3.2 用戶與操作系統(tǒng)的接口 3.2.2 作業(yè)控制語言和鍵盤命令,（二）鍵盤命令 DOS系統(tǒng)把鍵盤命令分為： 件管理（COPY、COMP、TYPE、DEL、REN） 磁盤管理（FORMAT、CHKDSK、DISKCOPY、DISKCOMP） 目錄管理（DIR、CD、MD、RD、TREE） 設(shè)備工作模式（CLS、MODE） 日期、時(shí)間、系統(tǒng)設(shè)置（DATE、TIME、VER、VOL） 運(yùn)行用戶程序(MASM

7、、LINK、DEBUG),17,3.3 系統(tǒng)服務(wù)請(qǐng)求,操作系統(tǒng)和用戶的另一個(gè)接口是系統(tǒng)調(diào)用（system call）。 （教材上稱作系統(tǒng)調(diào)用命令。） 例如，在程序中要求顯示某個(gè)子目錄，這時(shí)就不能讓正在運(yùn)行的程序退出，然后發(fā)出“DIR”命令。這就要求在程序中能直接使用“DIR”命令，這種直接使用操作系統(tǒng)命令的功能稱為系統(tǒng)調(diào)用。 系統(tǒng)調(diào)用：系統(tǒng)調(diào)用是操作系統(tǒng)與用戶的接口之一，用戶在程序中使用系統(tǒng)調(diào)用請(qǐng)求操作系統(tǒng)的服務(wù)。（系統(tǒng)調(diào)用命令、進(jìn)管指令、訪管指令）。,18,3.3 系統(tǒng)服務(wù)請(qǐng)求,19,3.3 系統(tǒng)服務(wù)請(qǐng)求,程序中：open 打開文件 creat 創(chuàng)建文件 exit 進(jìn)程終止（程序序結(jié)束） c

8、lose 關(guān)閉文件,20,3.3 系統(tǒng)服務(wù)請(qǐng)求3.3.1 系統(tǒng)調(diào)用命令,系統(tǒng)調(diào)用是通過訪管指令請(qǐng)求操作系統(tǒng)服務(wù)的， PDP11系統(tǒng)計(jì)算機(jī)的UNIX系統(tǒng) TRAP n 微機(jī)系統(tǒng)windows 95/98 , NT MS-DOS INT N 教材上稱為自愿進(jìn)管指令： SVC N SVC （supervisor call） ：自愿進(jìn)管指令的操作碼 N：為地址碼,21,3.3 系統(tǒng)服務(wù)請(qǐng)求3.3.2 系統(tǒng)調(diào)用的實(shí)現(xiàn),系統(tǒng)調(diào)用是通過訪管指令實(shí)現(xiàn)的。在程序中，如果希望請(qǐng)求操作系統(tǒng)的服務(wù)（例如，打開一個(gè)文件，顯示某個(gè)目錄的內(nèi)容等），就要執(zhí)行一條訪管指令（trap、int），系統(tǒng)處理這個(gè)中斷，即為用戶提供相應(yīng)

9、的服務(wù)（或者稱響應(yīng)用戶的請(qǐng)求）。 注意： 在匯編程序中是顯式地使用訪管中斷命令，trap、INT。在高級(jí)語言中（C語言）是隱式使用訪管指令。,22,3.3 系統(tǒng)服務(wù)請(qǐng)求3.3.2 系統(tǒng)調(diào)用的實(shí)現(xiàn),不同的操作系統(tǒng)，系統(tǒng)調(diào)用實(shí)現(xiàn)的具體方法有所不同，但其實(shí)質(zhì)的特點(diǎn)是相同的： 1、每個(gè)系統(tǒng)調(diào)用對(duì)應(yīng)一個(gè)系統(tǒng)調(diào)用號(hào)； 2、每個(gè)系統(tǒng)調(diào)用有一個(gè)對(duì)應(yīng)的執(zhí)行程序段； 3、每個(gè)系統(tǒng)調(diào)用要求一定數(shù)量的輸入?yún)?shù)和返回值； 4、整個(gè)系統(tǒng)有一個(gè)系統(tǒng)調(diào)用執(zhí)行程序入口地址表；,23,3.3 系統(tǒng)服務(wù)請(qǐng)求3.3.2 系統(tǒng)調(diào)用的實(shí)現(xiàn),24,3.3 系統(tǒng)服務(wù)請(qǐng)求3.3.3 UNIX系統(tǒng)的系統(tǒng)調(diào)用,一、UNIX系統(tǒng)調(diào)用的使用 在UNI

10、X系統(tǒng)中系統(tǒng)調(diào)用是自陷的一種。例如:某用戶程序要求打開一個(gè)文件： 匯編語言程序中： trap 5 C語言程序中： open(“文件路徑名，mode）,25,3.3 系統(tǒng)服務(wù)請(qǐng)求3.3.3 UNIX系統(tǒng)的系統(tǒng)調(diào)用,二、trap處理程序 trap處理程序是UNIX系統(tǒng)的自陷處理程序，負(fù)責(zé)處理所有的自陷（來自處理機(jī)內(nèi)部的中斷），其中包括系統(tǒng)調(diào)用的處理。 在處理系統(tǒng)調(diào)用時(shí)，首先把要求的參數(shù)傳送到指定的存儲(chǔ)區(qū)（user結(jié)構(gòu)中），然后根據(jù)系統(tǒng)調(diào)用號(hào)查系統(tǒng)調(diào)用入口表，找到相應(yīng)處理程序的入口地址，并啟動(dòng)執(zhí)行，處理程序執(zhí)行完成后，返回trap程序，trap程序返回中斷自陷總控程序。,26,3.3 系統(tǒng)服務(wù)請(qǐng)求3

11、.3.3 UNIX系統(tǒng)的系統(tǒng)調(diào)用,三、系統(tǒng)調(diào)用人口表 系統(tǒng)調(diào)用人口表是系統(tǒng)調(diào)用處理程序人口地址表，該表的第一個(gè)表目對(duì)應(yīng)0號(hào)系統(tǒng)調(diào)用，第二個(gè)表目對(duì)應(yīng)1號(hào)系統(tǒng)調(diào)用，如此類推。在老版本的UNIX系統(tǒng)中只有64個(gè)系統(tǒng)調(diào)用，在現(xiàn)代流行的UNIX系統(tǒng)版本中，一般有128個(gè)系統(tǒng)調(diào)用。 UNIX系統(tǒng)的系統(tǒng)調(diào)用人口表的定義如下： struct sysent int count; /* 參數(shù)的個(gè)數(shù) */ int (*call)(); /* 執(zhí)行程序人口地址 */ sysent64;,27,3.3 系統(tǒng)服務(wù)請(qǐng)求3.3.3 UNIX系統(tǒng)的系統(tǒng)調(diào)用,28,3.3 系統(tǒng)服務(wù)請(qǐng)求3.3.3 UNIX系統(tǒng)的系統(tǒng)調(diào)用四、UNIX系統(tǒng)調(diào)用實(shí)現(xiàn),29,3.3 系統(tǒng)服務(wù)請(qǐng)求3.3.4 UNIX系統(tǒng)調(diào)用的分類,1、有關(guān)進(jìn)程管理的系統(tǒng)調(diào)用 fork 創(chuàng)建一個(gè)進(jìn)程 exec 執(zhí)行一個(gè)可執(zhí)行的文件 wait 等待子進(jìn)程終止 exit 進(jìn)程終止（自殺） .,30,3.3 系統(tǒng)服務(wù)請(qǐng)求3.3.4 UNIX系統(tǒng)調(diào)用的分類,2、與文件