第2章用户接口和作业管理

第2章用户接口和作业管理概述作业的基本概念概念－作业通常是指用户在一次计算过程中或者一次事物处理过程中要求计算机系统所作的工作的集合－任何一个作业都要经过若干加工步骤才能得到结果，作业的每一个加工步骤称为一个作业步－一次有一批作业进入系统，并在操作系统控制下，一个接一个地进行处理，称之为作业流－作业的两种基本类型：批处理作业、交互式作业用户接口－命令接口－程序接口－图形接口命令接口联机命令接口命令的格式和分类-一般格式为：命令名参数，参数，…，参数-操作控制命令类型有：系统访问命令，文件、目录管理命令，编辑修改命令，编译、连接和执行命令，询问命令，操作员专用命令-命令的接收和解释执行交互式系统主要包括：一组联机命令，终端处理程序，命令解释程序命令接口终端处理程序配置在终端上的终端处理程序主要用于实现人机交互，具有以下功能：－接收用户从终端上输入的字符－字符缓冲管理－回送显示－屏幕编辑－特殊字符处理命令解释程序－主要功能：对用户输入的命令进行解释，并转入相应的命令处理程序去执行－对命令的处理方法：由命令解释程序直接处理或由子进程代为处理命令接口•－脱机命令接口作业控制语言是对用户作业的进行组织和管理的各种控制命令的集合作业控制说明书是用户用于描述批处理作业处理过程控制意图的一种特殊程序作业控制说明书主要包括内容作业的基本描述、作业控制描述和资源要求描述作业的组成程序、数据和作业控制说明书系统调用系统调用是操作系统提供给编程人员的唯一接口。编程人员利用系统调用,在源程序一级动态请求和释放系统资源，调用系统中已有的系统功能来完成那些与机器硬件部分相关的工作以及控制程序的执行速度等。因此，系统调用像一个黑箱子那样，对用户屏蔽了操作系统的具体动作而只提供有关的功能。事实上，命令控制界面也是在系统调用的基础上开发而成的。•系统调用是由操作系统中的一段程序来完成特定功能的，属于一种特殊的过程调用。有的计算机系统中，把它称为广义指令。•调用的方式：采用访管方式来实现。通过产生一个访管中断，使处理机由目态（用户态）转为管态（系统态）。（当中央处理器处于目态时不允许执行特权指令；而处于管态时可执行这些包括特权指令在内的一切机器指令）系统调用分类系统调用大致可分为如下几类:(1)设备管理。该类系统调用被用来请求和释放有关设备、以及启动设备操作等。(2)文件管理。对文件的读、写、创建和删除等。(3)进程控制。进程是一个在功能上独立的程序的一次执行过程。进程控制的有关系统调用包括进程创建、进程执行、进程撤消、执行等待和执行优先级控制等。(4)进程通信。该类系统调用被用在进程之间传递消息或信号。(5)存储管理。包括调查作业占据内存区的大小、获取作业占据内存区的始址等。(6)线程管理。包括线程的创建、调度、执行、撤销等。不同的系统提供有不同的系统调用。一般，每个系统为用户提供几十到几百条系统调用。系统调用为了提供系统调用功能，操作系统内必须有事先编制好的实现这些功能的子程序或过程。显然，这些程序或过程是操作系统程序模块的一部分，且不能直接被用户程序调用。而且，为了保证操作系统程序不被用户程序破坏，一般操作系统都不允许用户程序访问操作系统的系统程序和数据。那么，编程人员给定了系统调用名和参数之后是怎样得到系统服务的呢?这需要有一个类似于硬件中断处理的中断处理机构。当用户使用系统调用时，产生一条相应的指令，处理机在执行到该指令时发生相应的中断，并发出有关信号给该处理机构。该处理机构在收到了处理机发来的信号后，启动相关的处理程序去完成该系统调用所要求的功能。系统调用•在系统中为控制系统调用服务的机构称为陷阱(trap)处理机构。与此相对应，把由于系统调用引起处理机中断的指令称为陷阱指令(或称访管指令)。在操作系统中，每个系统调用都对应一个事先给定的功能号，例如0，1，2，3等。在陷阱指令中必须包括对应系统调用的功能号。而且，在有些陷阱指令中,还带有传递给陷阱处理机构和内部处理程序的有关参数。•为了实现系统调用，系统设计人员还必须为实现各种系统调用功能的子程序编造入口地址表，每个入口地址都与相应的系统子程序名对应起来。然后，由陷阱处理程序把陷阱指令中所包含的功能号与该入口地址表中的有关项对应起来，从而由系统调用功能号驱动有关系统子程序执行。系统调用•由于在系统调用处理结束之后，用户程序还需利用系统调用的返回结果继续执行，因此，在进入系统调用处理之前，陷阱处理机构还需保存处理机现场。再者,在系统调用处理结束之后，陷阱处理机构还要恢复处理机现场。在操作系统中，处理机的现场一般被保护在特定的内存区或寄存器中。系统调用的处理过程参数传递问题•不同的系统调用需要传递给系统子程序以不同的参数。而且,系统调用的执行结果也要以参数形式返回给用户程序。那么，怎样实现用户程序和系统程序之间的参数传递呢?几种常用的实现方法。一种是由陷阱指令自带参数。一般来说，一条陷阱指令的长度总是有限的,而且，该指令还要携带一个系统调用的功能号，从而，陷阱指令只能自带极有限的几个参数进入系统内部。另一种办法是通过使用有关通用寄存器来传递参数。显然,这些寄存器应是系统程序和用户程序都能访问的。不过，由于寄存器长度也是较短的。从而无法传递较多的参数。因此，在系统调用较多的系统中，大多在内存中开辟专用堆栈区来传递参数。系统调用•另外，在系统发生访管中断或陷阱中断时，为了不让用户程序不直接访问系统程序，反映处理机硬件状态的处理机状态字PSW中的相应位要从用户执行模式转换为系统执行模式。这一转换在发生访管中断时由硬件自动实现。一般把处理机在用户程序中执行称为用户态，而把处理机在系统程序中执行称为系统态。系统调用与一般过程调用的区别通过软中断进入一般的过程调用可直接由调用过程转向被调用过程；系统调用通常都是通过软中断机制转向相应的命令处理程序运行在不同的处理器状态一般的过程调用，其调用程序和被调用程序都运行在相同的处理器状态；系统调用调用程序运行在目态，而被调用程序则运行在管态处理器状态的转换一般的过程调用不涉及系统状态的转换；系统调用需要系统状态转换返回问题一般的过程调用在被调用过程执行完后，将返回到调用过程继续执行；系统调用不一定返回原调用过程嵌套调用像一般过程一样，系统调用也允许嵌套调用，但对嵌套调用的深度都有一定的限制系统调用的执行过程•设置系统调用号和参数•系统调用命令的一般性处理•系统调用命令处理程序做具体的处理Linux系统调用•Linux系统调用的组成：核心函数，部分提供实现系统调用功能的共享代码，作为操作系统的核心程序驻留在内存中；接口函数，部分提供给应用程序API接口，它把系统调用号、入口参数地址传送给相应的核心函数。linux系统调用•从功能上分：•设备管理的系统调用。•文件系统操作的系统调用。•进程控制的系统调用。•存储管理系统调用。•管理用的系统调用。•通信的系统调用。Windows系统调用•应用程序接口API(applicationprogramminginterface)•API函数调用分类：•窗口类函数•图形设备接口(GDI)类•系统服务类•国际特性类•网络服务类现代操作系统的命令控制界面发展方向•朝着多媒体的拟人化方向发展，即一般用户的输入输出界面都在朝着人类自身的交流方式逼近。Linux命令控制界面•Linux最大特点：源代码的免费和开放，而且为普通用户与程序员提供通用的标准接口与界面。•Linux的命令控制都是用图形化的窗口系统以及Shell程序进行的。•Linux的图形化窗口系统是XWindow。Linux命令•系统维护及管理命令，例如：date,setenv等。•文件操作及管理命令，例：ls,find等。•进程管理命令，例：kill,at等。•磁盘及设备管理命令，例：df,du,mount等。•用户管理命令，例：adduser,userdel等。•文档操作命令，例：csplit,sort等。•网络通信命令，例：netstat,ifconfig等。•程序开发命令，例：cc,link等。•XWindow管理命令，例：startx,XE86Setup等。LinuxShell•LinuxShell是一种交互型命令解释程序，也是一种命令级程序设计语言解释系统，它允许用户编制带形式参数的批命令文件，称作Shell脚本或Shell程序。•一个Shell程序由以下6部分组成：（1）命令或其他Shell程序。（2）位置参数。（3）变量及特殊字符。（4）表达式比较。（5）控制流语句，例：while,case等。（6）函数。LinuxShell可定制性强，支持命令广，具有良好的作业控制能力，编写的Shell命令又可通过脚本的形式被重新组合使用，完成对用户的计算环境定制等功能十分方便。Windows的命令控制界面•Windows的命令控制界面可以分为两大部分，即命令解释部分（相当于linux的Shell)和窗口交互部分。•操作命令（1）系统信息命令，例：Time,Date,Mem,Driverquery和SystemInfo等。（2）系统操作命令,例：Shutdown,Runas和Taskkill等。（3）文件系统命令,例：Copy,Del和Mkdir等。（4）网络通信命令，例：Ping,Netstat和Route等。Windows的命令控制界面•Mem:当前内存使用情况。•Driverquery：显示所有已安装的设备驱动程序及其属性的列表。•winver---------检查Windows版•wmimgmt.msc----打开windows管理体系结构(WMI)•wupdmgr--------windows更新程序•wscrīpt--------windows脚本宿主设置•write----------写字板•winmsd---------系统信息•wiaacmgr-------扫描仪和照相机向导•winchat--------XP自带局域网聊天Windows的命令控制界面•Msconfig.exe---系统配置实用•mplayer2-------简易widnowsmediaplayer•mspaint--------画图板•mstsc----------远程桌面连接•magnify--------放大镜实用程序•mmc------------打开控制台•mobsync--------同步命令Windows的命令控制界面•dxdiag---------检查DirectX信息•drwtsn32------系统医生•devmgmt.msc---设备管理器•dfrg.msc-------磁盘碎片整理程序diskmgmt.msc---磁盘管理实用程序dcomcnfg-------打开系统组件服务ddeshare-------打开DDE共享设置dvdplay--------DVD播放器Windows的命令控制界面netstopmessenger-----停止信使服务netstartmessenger----开始信使服务notepad--------打开记事本nslookup-------网络管理的工具向导ntbackup-------系统备份和还原narrator-------屏幕“讲述人”ntmsmgr.msc----移动存储管理器ntmsoprq.msc---移动存储管理员操作请求netstat-an----(TC)命令检查接口Windows的命令控制界面•syncapp--------创建一个公文包sysedit--------系统配置编辑器sigverif-------文件签名验证程序sndrec32-------录音机shrpubw--------创建共享文件夹secpol.msc-----本地安全策略syskey---------系统加密，一旦加密就不能解开，保护windowsxp系统的双重密码services.msc---本地服务设置Sndvol32-------音量控制程序sfc.exe--------系统文件检查器sfc/scanno