操作系统原理课件 第三章 用户界面

第三章用户界面3.1用户工作环境3.1.1用户环境形成用户环境所要做的工作：1、设计合理的操作命令，它允许用户处理由操作系统支持的各种目标；2、提供各种硬件资源；3、将操作系统装入计算机，并对系统参数和控制结构进行初始化，以使系统为用户工作。3.1用户工作环境3.1.2系统生成和系统启动（一）系统生成系统生成是指在一台裸机上（或者安装新的操作系统）安装操作系统的过程。一般情况下，系统生成的工作是由系统程序员来完成的，在系统生成的过程中涉及到机器的硬件配置和操作系统核心参数的设置。还涉及软件系统的版权的问题。在微机上的系统生成用户是可以完成的，比如安装WINDOWS98、LINUX、MINIX、UNIX。3.1用户工作环境3.1.2系统生成和系统启动（二）系统初启（系统引导）在系统生成后，用户每次使用机器时必须启动系统。对于大、中、小型计算机来说，系统启动的工作是由系统程序员（或系统管理员来完成的），对于微机来说，是由用户自己完成。系统初启的任务：把操作系统的必要部分装入主存并使系统运行，最终处于命令接收状态。三阶段：初始引导：核心初始化：系统初始化：初始引导初始引导,即自举，操作系统把自己建立起来。其任务是把系统核心送入主存并启动运行。当系统加电时，硬件电子线路自动地把ROM中的一段用于初始引导的固化代码（初始引导程序）读入主存，并将CPU的控制权交给它。然后初始引导程序将存放在辅存中的固定位置（引导块）上的装配程序读入主存。装配程序进入主存后立即开始运行，负责将操作系统的核心程序读入主存某一位置，后控制转入核心的初始化程序执行。核心初始化一旦核心内的初始化程序开始执行，系统初启进入第二阶段，开始完成初始化核心数据的任务。UNIX系统此阶段完成任务：（1）核心页表寄存器与核心数据初始化。（2）建立O#进程。该进程是系统建立的第一个且永远处于核心态的唯一的进程。其任务是按照系统的需要把即将运行的进程送入主存，并把近期内不运行的进程送到辅存上。（3）建立1#进程。该进程是实现系统初始化的进程。系统初始化该阶段主要任务是做好一切准备工作，使系统处于命令接受状态，用户可以在这样的状态下使用机器。系统初启全部完成。UNIX系统中为：1＃进程创建各终端进程；终端进程运行shell;各用户终端上出现login:表示系统初启完成，等待用户键入命令。3.1用户工作环境3.1.2系统生成和系统启动WINDOWS初启：1、打开机器电源；2、ROM中引导程序运行装入系统盘中的主引导块;3、主引导块程序执行，启动DOS引导程序做系统初始化的工作；包括系统资源初始状态的设置、系统主要数据结构初始化、引导图形用户界面程序；4、图形用户界面运行，生成用户的图形用户界面，系统初启工作完成。3.1用户工作环境3.1.3运行一个用户程序的过程使用计算机解决问题大致分为三个步骤：1、建立数学模型；2、选择计算方法；3、编程序、上机调试。3.1用户工作环境3.1.3运行一个用户程序的过程在操作系统中，把编好源程序后上机调试的工作分成四个步骤，称为四个作业步：编辑编译连接运行3.2用户与操作系统的接口3.2.1操作系统提供两个接口3.2用户与操作系统的接口3.2.1操作系统提供两个接口操作系统提供两个用户接口：程序级：系统调用操作命令级：作业控制语言（早期批处理操作系统）键盘命令（交互式操作系统，分时操作系统）图形用户接口（WINDOWS）3.2用户与操作系统的接口3.2.2作业控制语言和键盘命令（一）作业控制语言在批处理操作系统时代，用户使用机器是采用脱机方式，即用户将自己的程序、数据和用作业控制语言编写的上机操作的步骤和程序一起提交给计算中心（或机房），隔一段时间去机房取结果。作业控制语言是一种语言，用来写程序操作步骤的程序。3.2用户与操作系统的接口3.2.2作业控制语言和键盘命令（二）键盘命令分时操作系统诞生后，用户可以通过用户终端直接使用计算机，并且可与计算机“对话”，这就是所谓的交互式计算机。用户可通过键盘直接向计算机发布各种命令，计算机可接受、执行用户命令。3.2用户与操作系统的接口3.2.2作业控制语言和键盘命令DOS系统把键盘命令分为：文件管理（COPY、COMP、TYPE、DEL、REN）磁盘管理（FORMAT、CHKDSK、DISKCOPY、DISKCOMP）目录管理（DIR、CD、MD、RD、TREE）设备工作模式（CLS、MODE）日期、时间、系统设置（DATE、TIME、VER、VOL）运行用户程序(MASM、LINK、DEBUG)3.3系统功能调用操作系统和用户的另一个接口是系统调用（systemcall）。系统调用：系统调用是操作系统与用户的接口之一，用户在程序中使用系统调用请求操作系统的服务。（系统调用命令、进管指令、访管指令）。例如程序中：open打开文件creat创建文件close关闭文件系统调用命令是用户在程序一级请求操作系统服务的一种手段！系统调用的实现:系统调用是通过访管指令实现的。在程序中，如果希望请求操作系统的服务（例如，打开一个文件，显示某个目录的内容等），就要执行一条访管指令（trap、int），系统处理这个中断，即为用户提供相应的服务（或者称响应用户的请求）。注意：在汇编程序中是显式地使用访管中断命令，trap、int。在高级语言中（C语言）是隐式使用访管指令。3.3系统功能调用不同的操作系统，系统调用实现的具体方法有所不同，但其实质的特点是相同的：1、每个系统调用对应一个系统调用号；2、每个系统调用有一个对应的执行程序段；3、每个系统调用要求一定数量的输入参数和返回值；4、整个系统有一个系统调用执行程序入口地址表；3.3系统功能调用系统调用的实现