操作系统第七章资料
第七章-操作系统的用户接口
第七章操作系统的用户接口概述•OS是计算机的资源管理器和用户接口；•OS的用户接口负责接收用户向OS提出的服务请求，传递有关信息，并将服务的结果返回给用户；•OS用户接口有两类：联机用户接口(有命令行界面和图形界面两种形式)，程序接口(主要是系统调用)。
另外，在Internet中还有一种网络用户接口。
第一节联机命令接口一、什么是联机命令接口•是用户从键盘上输入的OS命令。
通过输入键盘命令，用户可以取得OS 的服务，控制自己的程序执行；•OS的联机命令接口包括：一组联机命令、命令解释程序(命令解释器)和终端处理程序；•联机命令接口的工作过程：(1) 用户在终端上(通过键盘)输入所需命令；(2) 终端处理程序接收该命令，并在屏幕上显示(回显)命令；(3) 一条命令输入完毕，由命令解释程序对命令进行分析，然后执行对应的命令处理程序，完成任务。
二、联机命令1、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。
这批命令分为内部命令和外部命令两类。
另外，用户建立的每个可执行程序也是一条联机命令(外部命令)。
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。
2、各类命令举例•系统访问类：Login；用户注册命令•磁盘操作命令：Diskcopy；整盘复制命令Format；磁盘格式化命令Diskcomp；软盘比较命令Backup，Restore；硬盘备份与恢复命令•文件操作命令：Type；文件内容显示命令Copy；文件复制命令Comp；文件比较命令Rename；文件重命名命令Erase，Dele；文件删除命令关于文件名中的*和?的意义。
•目录操作命令：Mkdir，Md；建立一个子目录Dir；显示目录表的内容Rmdir，Rd；删除子目录Tree；显示目录结构Chdir，Cd；更改当前工作目录•其它命令I/O重定向命令：在有的OS中定义了两个标准I/O设备。
《操作系统安全》第七章_Windows系统安全增强
• 面對網路攻擊時，端口對於駭客來說至關重要。TCP/IP協 議中的端口，端口號的範圍從0到65535。每一項服務都對 應相應的端口。比如我們流覽網頁時，需要伺服器提供 WWW服務，端口是80，smtp是25，ftp是21，如果企業中 的伺服器僅僅是檔服務或者做內網交換，關閉一部分端口 未嘗不可。因為在關閉端口後，可以進一步保障系統的安 全。
• 對Windows操作系統的絕大部分攻擊均是針對系 統服務來進行的，Windows2000、NT等系統默認 安裝時，啟動了許多不必要的系統服務。對於默 認啟用的服務，在確認不需要的前提下儘量關閉。 關閉不必要的服務能有效降低系統風險。除應用 程式需要外，禁止安裝和啟用IIS服務、檔與列印 共用服務。對於其他默認啟用的服務，在確認不 需要的前提下，儘量關閉。
NOVELL 服务器
IPX
行情组件
B 银行
IPX：9001 刷卡自助 热自助 DOS 电话委托 第三方
柜台终端
UDP： 18515 服务部 AR
UDP： 18515 柜台终端
NOVELL 服务器
IPX
TCP：8888 行情组件 老版 AR IPX： 9001 刷卡自助 热自助
7.1.2服務
• Windows服務使用戶能夠創建在它們自己的 Windows會話中可長時間運行的可執行應用程式。 這些服務可以在電腦啟動時自動啟動，可以暫停 和重新啟動而且不顯示任何用戶介面。這使服務 非常適合在伺服器上使用，或任何時候，為了不 影響在同一臺電腦上工作的其他用戶，需要長時 間運行功能時使用。還可以在不同於登錄用戶的 特定用戶帳戶或默認電腦帳戶的安全上下文中運 行服務。
• 1. TCP/IP • TCP/IP（傳輸控制協議/Internet協議）的歷史應當追溯到 Internet的前身————ARPAnet時代。為了實現不同網路 之間的互連，美國國防部於1977年到1979年間制定了 TCP/IP體系結構和協議。TCP/IP是由一組具有專業用途的 多個子協議組合而成的，這些子協議包括TCP、IP、UDP、 ARP、ICMP等。TCP/IP憑藉其實現成本低、在多平臺間通 信安全可靠以及可路由性等優勢迅速發展，並成為 Internet中的標準協議。目前，TCP/IP已經成為局域網中的 首選協議，在最新的操作系統（如Windows XP、Windows Server 2003等）中已經將TCP/IP作為其默認安裝的通信協 議。
第7章 Windows操作系统的特点及使用
★这些同步对象都有一个用户指定的对象名称， 这些同步对象都有一个用户指定的对象名称 对象名称，
不同进程中用同样的对象名称来创建或打开对 从而获得该对象在本进程的句柄。 象，从而获得该对象在本进程的句柄。
14
★从本质上讲，这组同步对象的功能是相同的， 从本质上讲，这组同步对象的功能 相同的 功能是
它们的区别在于适用场合和效率会有所不同： 它们的区别在于适用场合和效率会有所不同： 区别在于适用场合和效率会有所不同 （1）互斥对象（mutex）就是互斥信号量，在一 互斥对象（mutex）就是互斥信号量， 个时刻只能被一个线程使用。 个时刻只能被一个线程使用。 （2）信号量对象（semaphore）就是资源信号量， 信号量对象（semaphore）就是资源信号量， 初始值的取值范围在0到指定最大值之间， 初始值的取值范围在0到指定最大值之间，用于 限制并发访问的线程数。 限制并发访问的线程数。 （3）事件对象（event）相当于“触发器”，可 事件对象（event）相当于“触发器” 用于通知一个或多个线程某事件的出现。 用于通知一个或多个线程某事件的出现。
★ Windows 2000/XP高级服务器和Windows 2000/XP 2000/XP高级服务器和Windows 高级服务器和
数据中心服务器支持一个引导选项，允许用户拥有3GB 数据中心服务器支持一个引导选项，允许用户拥有3GB 服务器支持一个引导选项 的地址空间。 的地址空间。
16
7.3.2 用户内存空间分配方式
3
7.1 Windows概述 Windows概述
★从1983年微软公司宣布Windows的诞生到现在，微软Windows 1983年微软公司宣布Windows的诞生到现在 微软Windows 公司宣布Windows的诞生到现在， 系列操作系统的功能不断发展完善， 系列操作系统的功能不断发展完善 ， 在市场中成为操作系 统平台的主流软件 主流软件。 统平台的主流软件。 ★其开发经历了三个主要阶段： 其开发经历了三个主要阶段： 三个主要阶段
计算机操作系统【第七章】 汤子瀛版
计算机操作系统【第七章】1．试画出微机和主机中常采用的I/O系统结构图。
微机中常采用的I/O系统结构图为：主机中常采用的I/O系统结构图为：2．试说明设备控制器的构成。
设备控制器的构成如图所示：由上图可见，设备控制器由以下三部分组成：（1）设备控制器与处理机的接口，该接口用于实现CPU与设备控制器之间的通信，提供有三类信号线：数据线、地址线和控制线。
（2）设备控制器与设备的接口，可以有一个或多个接口，且每个接口连接一台设备。
每个接口都存在数据、控制和状态三种类型的信号。
（3）I/O逻辑，用于实现对设备的控制。
其通过一组控制线与处理机交互，处理机利用该逻辑向控制器发送I/O命令，I/O逻辑对收到的命令进行译码。
3．为了实现CPU与设备控制器之间的通信，设备控制器应具有哪些功能？为了实现CPU与设备控制器之间的通信，设备控制器应具有如下功能：（1）接受和识别命令。
CPU可以向控制器发送多种不同的命令，设备控制器应能接收并识别这些命令。
设置控制寄存器来存放所接收的命令和参数。
（2）数据交换，指实现CPU与控制器之间、控制器与设备之间的数据交换。
设置数据寄存器来存放有关数据。
（3）设备状态的了解和报告。
控制器记录下所连接设备的状态以供CPU了解。
为此，要在控制器中设置一状态寄存器，用其中的每一位反映设备的某一状态。
（4）地址识别。
配置地址译码器以便于正确识别设备地址。
4．分别就字节多路通道、数据选择通道和数组多路通道进行解释。
①字节多路通道含有许多非分配型子通道分别连接在低、中速I/O设备上，子通道按时间片轮转方式共享主通道，按字节方式进行数据传送。
具体而言，当第一个子通道控制其I/O 设备完成一个字节的交换后，便立即腾出字节多路通道（主通道），让给第二个子通道使用；当第二个子通道也交换完一个字节后，又依样把主通道让给第三个子通道使用，以此类推。
转轮一周后，重又返回由第一个子通道去使用主通道。
②数组选择通道只含有一个分配型子通道，一段时间内只能执行一道通道程序、控制一台设备按数组方式进行数据传送。
操作系统原理-第七章设备管理知识点及习题
第7章 设备管理7.1 例题解析例7.2.1 何谓虚拟设备？请说明SPOOLing系统是如何实现虚拟设备的。
解本题的考核要点是虚拟设备的实现方法。
虚拟设备是指利用软件方法，比如SPOOLing系统，把独享设备分割为若干台逻辑上的独占的设备，使用户感受到系统有出若干独占设备在运行。
当然，系统中至少一台拥有物理设备，这是虚拟设备技术的基础。
SPOOLing系统又称“假脱机I/O系统”，其中心思想是，让共享的、高速的、大容量外存储器（比如，磁盘）来模拟若干台独占设备，使系统中的一台或少数几台独占设备变成多台可并行使用的虚拟设备。
SPOOLing系统主要管理外存上的输入井和输出井，以及内存中的输入缓冲区和输出缓冲区。
其管理进程主要有输入和输出进程，负责将输入数据装入到输入井，或者将输出井的数据送出。
它的特点是：提高了I/O操作的速度；将独占设备改造为共享设备；实现了虚拟设备功能。
例7.2.2有关设备管理要领的下列叙述中，( )是不正确的。
A．通道是处理输入、输出的软件B．所有外围设备都由系统统一来管理C．来自通道的I/O中断事件由设备管理负责处理D．编制好的通道程序是存放在主存贮器中的E．由用户给出的设备编号是设备的绝对号解本题的考核要点是设备管理的基本概念。
(1)通道是计算机上配置的一种专门用于输入输出的设备，是硬件的组成部分。
因此A是错误的。
(2)目前常见I/O系统其外部设备的驱动和输入输出都由系统统一管理。
因此B是对的。
(3)设备管理模块中的底层软件中配有专门处理设备中断的处理程序。
通道中断属于设备中断的一种。
因此C是对的。
(4)通道设备自身只配有一个简单的处理装置（CPU），并不配有存储器，它所运行的通道程序全部来自内存。
因此D是对的。
(5)系统在初启时为每台物理设备赋予一个绝对号，设备绝对号是相互独立的。
由用户给出的设备号只能是逻辑编号，由系统将逻辑号映射为绝对号。
因此E是错误的。
例7.2.3 在关于SPOOLING的叙述中，描述是不正确的。
计算机科学导论 第七章 操作系统
二、状态图
三、调度器：作业调度器和进程调度器 1、作业调度器
将一个作业从保持状态转入到就绪状态，或从运 行状态转入终止状态 即负责从作业中建立一个进程和终止一个进程
保持
作业调度器
终止
2、进程调度器
将一个进程从一个状态转入另一个状态
四、队列 计算机资源是有限的，和很多作业和进程都需 要使用计算机的资源。那么，谁先使用？何时 使用？怎么办？
7.2 演化
操作系统的发展过程 一、无操作系统的计算机系统（1945-50年代中期） 1. 人工操作方式
2. 脱机输入输出方式
1. 人工操作方式
工作流程：
（1）由程序员事先穿孔（对应程序和数据）
（2）将穿孔的纸带（卡片）装入纸带（卡片)输入机 （3）再启动输入机将程序和数据输入计算机 （4）然后启动计算机运行 （5）运行完毕取走计算机结果 （6）下一位用户
2、饥饿
这种情况与死锁相反。由于OS对于资源控制过严， 只有在所需要的资源都准备好后才能执行。限制太 多，造成永远得不到资源。 P136 图7-18
设备管理器
主要任务：监视I/O设备，保证其正常运行 维护I/O设备队列 控制I/O设备访问策略
文件管理器
主要任务：文件访问权限控制 文件的创建、删除、修改 文件的命名 存储管理，存在那儿？如何存？ 归档与备份
共享主机：多个用户都希望以“独占”方式共享一台计算 机。
方便上机：用户希望有一个终端设备直接将作业传递给计 算中心主机，并能直接对其作业控制。
三、分时系统
分时系统示意图
计算机硬件 分时操作系统
响应时间
…
123 n 时间片
《操作系统》第7章 NT内核Windows操作系统
⑷NT是32位的多任务操作系统,克服了DOS的 NT是32位的多任务操作系统,克服了DOS的 640KB的瓶颈限制.支持对称多CPU,支持多线 640KB的瓶颈限制.支持对称多CPU,支持多线 程. ⑸NT内核WINDOWS操作系统支持多重文件系统 NT内核WINDOWS操作系统支持多重文件系统 与异步I/O以及采用面向对象的软件开发技术. 与异步I/O以及采用面向对象的软件开发技术. 多重文件系统包括:MS-DOS的FAT16/32, 多重文件系统包括:MS-DOS的FAT16/32,OS/2 的高性能文件系统HPFS,CDFS,NTFS. 的高性能文件系统HPFS,CDFS,NTFS.NTFS 支持大容量外存. ⑹ NT内核WINDOWS操作系统内置网络功能, NT内核WINDOWS操作系统内置网络功能, 支持分布式计算和互操作性.NT内核WINDOWS 支持分布式计算和互操作性.NT内核WINDOWS 操作系统采用先进的操作系统结构,客户/ 操作系统采用先进的操作系统结构,客户/服务 器模式,微内核结构,对象模型等. ⑺安全可靠,安全性达到美国政府C2级安全标准. ⑺安全可靠,安全性达到美国政府C2级安全标准.
硬件抽象层HAL 硬件抽象层HAL 硬件抽象层HAL( 硬件抽象层HAL(Hardware Abstraction Layer)将内核,设备驱 Layer)将内核,设备驱 动程序,执行体同硬件分隔,HAL隐藏各种与硬件有关的细节, 动程序,执行体同硬件分隔,HAL隐藏各种与硬件有关的细节, 如I/O接口,中断控制器,多处理机通信机制和依赖于硬件平台 I/O接口,中断控制器,多处理机通信机制和依赖于硬件平台 的函数等.HAL是NT内核WINDOWS操作系统在多种硬件平台可 的函数等.HAL是NT内核WINDOWS操作系统在多种硬件平台可 移植性成为可能的关键技术. Windows NT系列操作系统设计的一个至关重要的方面就是在多 NT系列操作系统设计的一个至关重要的方面就是在多 种硬件平台上的可移植性,硬件抽象层(HAL)就是使这种可移植 种硬件平台上的可移植性,硬件抽象层(HAL)就是使这种可移植 性成为可能的关键部分.HAL是一个可加载的核心态模块Hal.dll, 性成为可能的关键部分.HAL是一个可加载的核心态模块Hal.dll, 它为运行在Windows NT/XP上的硬件提供低级接口.HAL隐藏各 它为运行在Windows NT/XP上的硬件提供低级接口.HAL隐藏各 种与硬件有关的细节,例如I/O接口,中断控制器以及多处理机 种与硬件有关的细节,例如I/O接口,中断控制器以及多处理机 通信机制等任何体系结构专用的和依赖于计算机平台的函数. HAL是一个软件层,用来为操作系统的上层隐藏硬件差异,以提 HAL是一个软件层,用来为操作系统的上层隐藏硬件差异,以提 高Windows NT系列操作系统的可移植性.HAL有一虚拟机接口, NT系列操作系统的可移植性.HAL有一虚拟机接口, 可为内核调度程序,可执行体和设计驱动程序所使用.这种方法 的一个优点是每个设备驱动程序只需要一个版本,即它可运行于 各种硬件平台,而无需移植驱动程序.HAL也支持对称多重处理. 各种硬件平台,而无需移植驱动程序.HAL也支持对称多重处理. 设备驱动程序映射设备并直接访问它们,但是映射内存的管理, 配置I/O总线,设置DMA和处理母板等有关细节,都是由HAL接 配置I/O总线,设置DMA和处理母板等有关细节,都是由HAL接 口提供的.
第七章 UNIX 系统
copyright@2005.计算机学院软件教研室 张练兴等
江西师大精品课程课件－操作系统
第七章UNIX系统 第10页
UNIX的设计原理
• 做到尽量使得系统很小，许多算法采用了最简单 的，而不过多考虑速度和效率。使得内核短小， 系统调用方便。 • 为用户在需要时自己设计一个更为复杂高效的系 统而提供了条件。 • 灵活性是系统发展中一个关键的因素。 • 在程序设计时总是将其交互性和方便性放在最高 的优先级别上进行考虑。[所谓的方便性是体现在程序代码的选择上
copyright@2005.计算机学院软件教研室 张练兴等
江西师大精品课程课件－操作系统
第七章UNIX系统 第3页
7.1.1 UNIX系统的发展
• Ritchie 和 Thompson通过几年努力工作，他们将UNIX移 植到了PDP-11/20机器的环境下运行，产生了UNIX的第 二个版本。 • 第三个版本是使用C语言重写了所有的汇编语言代码而得 到，并移植到了PDP-11/45和PDP-11/70等机器的环境下 运行，加入了多道程序设计技术和其它一些增强的性能。 • 1978年又发表了UNIX 第七版本，它是在PDP-11/70上运 行的。1982年和1983年又先后宣布了UNIX System Ⅲ和 UNIX SystemⅤ；1984年推出了UNIX System V2.0， 1987年发布了V3.0版本，分别简称为UNIX SVR 2和UNIX SVR 3；1989年发布了UNIX SVR 4。目前使用较多的版 本是在1992年发布的UNIX SVR 4.2。
copyright@2005.计算机学院软件教研室 张练兴等
江西师大精品课程课件－操作系统
第七章UNIX系统 第7页
7.1.1 UNIX系统的发展
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
7.1.2 文件名和文件类型
1 文件名和扩展名 （1）文件名。 在不同的系统之间，对文件名的规定是不同的，在
一些老的系统中，名字的长度还会受到限制。
（2）扩展名。 扩展名是添加在文件名后面的若干个附加字符，又 称为后缀名，用于指示文件的类型。
I/O缓冲区的指定;
逻辑文件系统.
(3)文件系统的接口: 文件系统向用户提供两种接口:
命令接口; 程序接口.
7.1.4 文件操作
(1)最基本的文件操作: • 创建文件; • 删除文件; • 读文件; • 写文件; •设置文件的读/写位置.
(2)文件的“打开”和“关闭”:
基本文件系统:又称为物理I/O层.该层主要用
于处理内存与磁盘或磁带机系统之间数据块的交 换.基本文件系统无需了解所传送的数据块的内 容或文件的结构.
基本I/O管理程序:又称为文件组织模块.该层
完成与磁盘I/O有关的大量事务,有:
要选择文件所在的设备;
进行文件逻辑块号到物理块号的转换;
空隙盘块的管理;
第七章 文件管理
在现代计算机系统中,要用到大量的程序和数据, 由于内存容量有限,又不能长期保存,故平时总是把它 们以文件的形式存放在外存中,需要时可随时将它们调 入内存.
但是这些外存文件由用户管理不仅非常困难也不 现实.必须由操作系统管理.所以在操作系统中增加了 文件系统.
信息是计算机系统中的重要资源,文件系统 是操作系统中的一个重要组成部分. 是负责信息 的组织、存储和访问。 文件系统的功能就是提供高效、快速和方便 的信息存储和访问功能。本章的主要内容就是信 息的组织。
•顺序文件:指把逻辑文件中的记录顺序地存储到连续地物
理盘块中,这样顺序文件中所有记录的次序,与它们在介质 上存放的次序是一致的.
•链接文件:指文件中的各个记录可以存放在不相邻的各个
物理盘块中,通过物理块中的链接指针将它们连接成一个链 表.
•索引文件:指文件中的各个记录可存储在不相邻的各个物
理块中,如同分区存储管理一样,需为每个文件建立一张所 引表,来实现记录和物理块之间的映射.在索引表中为每个 记录设置一个表项,其中存放该记录的记录号极其所在的物 理块号.
文件、记录和数据项间的层次关系:
文件
记录1
记录2
…
记录n
数据项1
数据项2
…
数据项n
文件的除了有文件名之外，还具有文件属性:
文件类型：从不同角度来规定文件的类型; 文件长度：单位可以是字节、字或块,也可以是最大允许 长度； 文件的物理位置：用于指示文件在哪一个设备上及在该
设备的哪个位置;
(2)记录:
记录是一组相关数据项的集合。用于描述一个对象某 方面的属性. (3)文件: 文件是由创建者所定义，具有文件名的一组相关信息
的集合.可分为有结构文件和无结构文件。
– 用户观点： 文件系统如何呈现在其面前：一个文件有什么组成，
如何命名，如何保护文件，可以进行何种操作等等。
– 操作系统观点： 文件目录怎样实现，怎样管理存储空间，文件存储 位置，磁盘实际运作方式(与设备管理的接口)等等。
(Байду номын сангаас)对对象操纵和管理软件集合:
软件集合是文件系统的核心,文件系统的大部分功能都是在 这一层上实现的.其功能有:
对文件存储空间的管理;
对文件目录的管理; 地址映射; 文件的读写管理; 文件的共享与保护.
在这些功能的实现中,通常又进一步划分成几个层次:
I/O控制层:最低层,主要由磁盘驱动程序和磁带驱动程序组成. 故又称为设备驱动层.
2 文件类型 （1）按用途分类 系统文件：由系统软件构成的文件.有的系统文件只
允许用户读,不能修改。有的系统文件不对用户开放.
– 用户文件：由用户的源代码、可执行文件或数据等 所构成的文件.允许用户调用,但不能修改.
– 库文件：由标准子程序及常用应用程序组成文件， 允许用户使用但不能修改。
（2）按文件中的数据形式分类
(4)按文件的逻辑结构分类
有结构文件:由若干个记录所构成,故又称为记录式文件. 根据记录的长度分为定长记录文件和可变长记录文 件. 无结构文件（流式文件）:这是直接由字符序列构成的文 件,故又称为流式文件.可以把流式文件看成是记录式 文件的特例,即其每个记录中只含有一个字符.
(5)按文件的物理结构分类:
• 本章主要内容:
• 文件和文件系统
• 文件逻辑机构 • 目录管理 • 文件共享 • 文件保护
7.1 文件和文件系统
7.1.1 文件、记录和数据项 文件管理系统是指文件和对文件进行操 纵和管理的软件集合. (1)数据项:
基本数据项:用于描述一个对象的某种属 性的字符集合.
组合数据项:若干个基本数据项组成.
(1)对象极其属性说明: 文件：文件是文件系统管理的直接对象.
目录:为了方便用户对文件的检索和存取,在文件系统中必须
配置目录.在目录中除包含文件名外,号包含文件属性说 明.对目录的组织和管理,是方便用户和提高文件存取速
度的关键.
磁盘(磁带)存储空间:文件和目录必定占据存储空间,对这部 分存储空间的有效管理,不仅能提高外存的利用率,而且 能加速对文件的存取.
源文件：由源程序和数据构成的文件。
目标文件：把源程序经过相应语言的编译程序编译，但 尚未经过链接程序链接的目标代码所形成的文件。 可执行文件：经编译后所产生的目标代码，再由链接程 序链接后形成的文件。
（3）按存取控制属性分类 只执行文件：只允许被核准的用户调用执行，既不允许读，
更不允许写。
只读文件：只允许文件主及被核准的用户去读，但不允许 写。 读写文件：允许文件主和被核准的用户去读文件和写文件。
7.1.3文件系统的层次结构
文件系统是操作系统的重要组成部分,所谓文 件系统是指含有大量的文件极其属性的说明,对文 件进行操作和管理的软件,以及向用户提供的使用 文件的接口等的集合. 文件系统的模型:
文 件 系 统 接 口 逻辑文件系统 对对象操纵 和管理的软 件集合 基本I/O管理程序（文件组织模块） 基本文件系统（物理I/O层） I/O控制层（设备驱动程序） 对 象 及 其 属 性 说 明