《操作系统原理及应用(Linux)》操作系统概论47页PPT
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操作系统原理与应用(第2版)课件第1章 操作系统概述课件
见P23 图1-7 UNIX系统结构
见P23 图1-7UNIX系统结构
17
1.8 UNIX系统的特点和结构
3、UNIX的结构
trap 用户层
用户程序
程序库
系统调用程序接口
核
心
文件系统
层
缓冲区管理
进程 控制 系统
进程通信 进程调度
字符设备 块设备 设备驱动
内存管理
硬件层
硬件
18
8
1.3 操作系统的结构 一、环境（外部结构）
OS的外部环境主要是指硬件、其他软件和用户（人）。 二、体系结构（内部结构） 在OS 的底层是对硬件的控制程序（即对资源的一些管理 程序），最上层是系统调用的接口程序。在OS内部还要 有进程、设备、存储、文件系统管理模块。
9
1.4 操作系统的分类 一、多道批处理系统
三、执行系统 优点：提高了系统的安全性、提高了系统的效率 缺点：主机时间的浪费仍然很严重 四、多道程序系统阶段 多道程序系统---就是能够控制多道程序并行的系统。 基本思想：是在内存里同时存放若干道程序，它们可 以并行运行，也可以交替运行。 特点：多道程序并行
5
1.2 什么是操作系统
一、概念 操作系统（OS）-----是管理计算机系统资源（硬件和软 件）的系统软件，它为用户使用计算机提供方便、有 效和安全可靠的工作环境。 补充说明: (1)从此定义上讲，操作系统是软件而不是硬件，但实 际上它是一个软、硬件结合的有机体。 (2)操作系统是系统软件而不是应用软件，但它与其他 系统软件不同。
11
1.4 操作系统的分类 五、区别
（1）分时系统与实时系统的区别 分时系统的目标是提供一种随时可供多个用户使用的通用性很强的系 统，用户与系统之间具有较强的交互作用或会话能力；分时系统对响 应时间的要求一般是以人能接受的程度为依据的，其响应的数量级通 常为秒。 实时系统大多是具有特殊用途的专用系统，它仅允许终端操作员访问 有限数量的专用程序，而不能书写或修改程序。
见P23 图1-7UNIX系统结构
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1.8 UNIX系统的特点和结构
3、UNIX的结构
trap 用户层
用户程序
程序库
系统调用程序接口
核
心
文件系统
层
缓冲区管理
进程 控制 系统
进程通信 进程调度
字符设备 块设备 设备驱动
内存管理
硬件层
硬件
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1.3 操作系统的结构 一、环境（外部结构）
OS的外部环境主要是指硬件、其他软件和用户（人）。 二、体系结构（内部结构） 在OS 的底层是对硬件的控制程序（即对资源的一些管理 程序），最上层是系统调用的接口程序。在OS内部还要 有进程、设备、存储、文件系统管理模块。
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1.4 操作系统的分类 一、多道批处理系统
三、执行系统 优点：提高了系统的安全性、提高了系统的效率 缺点：主机时间的浪费仍然很严重 四、多道程序系统阶段 多道程序系统---就是能够控制多道程序并行的系统。 基本思想：是在内存里同时存放若干道程序，它们可 以并行运行，也可以交替运行。 特点：多道程序并行
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1.2 什么是操作系统
一、概念 操作系统（OS）-----是管理计算机系统资源（硬件和软 件）的系统软件，它为用户使用计算机提供方便、有 效和安全可靠的工作环境。 补充说明: (1)从此定义上讲，操作系统是软件而不是硬件，但实 际上它是一个软、硬件结合的有机体。 (2)操作系统是系统软件而不是应用软件，但它与其他 系统软件不同。
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1.4 操作系统的分类 五、区别
（1）分时系统与实时系统的区别 分时系统的目标是提供一种随时可供多个用户使用的通用性很强的系 统，用户与系统之间具有较强的交互作用或会话能力；分时系统对响 应时间的要求一般是以人能接受的程度为依据的，其响应的数量级通 常为秒。 实时系统大多是具有特殊用途的专用系统，它仅允许终端操作员访问 有限数量的专用程序，而不能书写或修改程序。
《操作系统原理及应用(Linux)》操作系统概论PPT文档共47页
《操作系统原理及应用(Linux)》操作 系统概论
11、用道德的示范来造就一个人，显然比用法律来约束他更有价值。—— 希腊
12、法律是无私的，对谁都一视同仁。在每件事上，她都不徇私情。—— 托马斯
13、公正的法律限制不了好的自由，因为好人不会去做法律不允许的事 情一样，法律和法律都是相互依存的。——伯克
31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克
精品课件-计算机操作系统原理-Linux-第1章
第１章 操作系统概述 第1章 操作系统概述
1.1 操作系统概念 1.2 操作系统的功能 1.3 操作系统的发展 1.4 操作系统的类型 1.5 操作系统的特征 1.6 Linux概述 习题一
第１章 操作系统概述
1.1 操作系统概念 计算机科学技术发展至今，其应用领域不断广泛与深入， 已成为现代信息社会的基础。现代的计算机系统，无论是大型 计算机、小型计算机还是微型计算机都是由硬件和软件两大部 分组成的。计算机硬件，即我们看得见摸得着的硬实体，它包 括主机(一个或多个处理器(CPU)、内存)、I/O设备(键盘、显 示器、磁盘、I/O接口)以及其他一些外围设备(打印机、绘图 仪、光盘等)。总之，计算机硬件部分是一个由多种电子和机 械设备组成的复杂系统，它们构成了系统本身和用户作业赖以 活动的物质基础和环境。
第１章 操作系统概述
(2) 进程同步。所谓进程同步，是指系统对并发执行的 进程进行协调。最基本的进程同步方式是使诸进程以互斥方式 访问临界资源。此外，对于彼此相互合作、去完成共同任务的 进程，应由系统对它们的运行速度加以协调。
(3) 进程调度。当一个正在执行的进程已经完成或因某 事件而无法继续执行时，系统应进行进程调度，重新分配处理 机。进程调度是指按一定算法，如最高优先算法，从进程就绪 队列中选出一个进程，把处理机分配给它，为该进程设置运行 现场，并使之投入运行。
第１章 操作系统概述
操作系统通过对进程的管理来协调多道程序之间的关系， 以达到充分利用处理机资源的目的。所以，处理机的管理便体 现为进程管理。进程管理的主要功能包括：
(1) 进程控制。当用户作业要运行时，应为之建立一个 或多个进程，并为它分配除处理机以外的所有资源，将它放入 进程就绪队列。当进程运行完成时，立即撤消该进程，以便及 时释放其所占有的资源。进程控制的基本功能就是创建和撤消 进程以及控制进程的状态转换。
1.1 操作系统概念 1.2 操作系统的功能 1.3 操作系统的发展 1.4 操作系统的类型 1.5 操作系统的特征 1.6 Linux概述 习题一
第１章 操作系统概述
1.1 操作系统概念 计算机科学技术发展至今，其应用领域不断广泛与深入， 已成为现代信息社会的基础。现代的计算机系统，无论是大型 计算机、小型计算机还是微型计算机都是由硬件和软件两大部 分组成的。计算机硬件，即我们看得见摸得着的硬实体，它包 括主机(一个或多个处理器(CPU)、内存)、I/O设备(键盘、显 示器、磁盘、I/O接口)以及其他一些外围设备(打印机、绘图 仪、光盘等)。总之，计算机硬件部分是一个由多种电子和机 械设备组成的复杂系统，它们构成了系统本身和用户作业赖以 活动的物质基础和环境。
第１章 操作系统概述
(2) 进程同步。所谓进程同步，是指系统对并发执行的 进程进行协调。最基本的进程同步方式是使诸进程以互斥方式 访问临界资源。此外，对于彼此相互合作、去完成共同任务的 进程，应由系统对它们的运行速度加以协调。
(3) 进程调度。当一个正在执行的进程已经完成或因某 事件而无法继续执行时，系统应进行进程调度，重新分配处理 机。进程调度是指按一定算法，如最高优先算法，从进程就绪 队列中选出一个进程，把处理机分配给它，为该进程设置运行 现场，并使之投入运行。
第１章 操作系统概述
操作系统通过对进程的管理来协调多道程序之间的关系， 以达到充分利用处理机资源的目的。所以，处理机的管理便体 现为进程管理。进程管理的主要功能包括：
(1) 进程控制。当用户作业要运行时，应为之建立一个 或多个进程，并为它分配除处理机以外的所有资源，将它放入 进程就绪队列。当进程运行完成时，立即撤消该进程，以便及 时释放其所占有的资源。进程控制的基本功能就是创建和撤消 进程以及控制进程的状态转换。
linux操作系统原理与基本应用ppt
1.计算机系统组成
计算机系统由两大部分组成，即硬件系统 和软件系统，它们构成了一个完整的计算 机系统。
我们使用计算机实际上就是通过操作软件驱动硬 件来工作的。计算机硬件和软件既 相互依存， 又互为补充 计算机软件是计算机硬件设备上运行的各种程序 及其相关资料的总称。没有软件的计 算机通常 称为"裸机"
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1.计算机系统组成
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第一章操作系统引论
二、操作系统的 基本概念和功能
什么是操作系统 操作系统功能
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2.操作系统的基本概念和功能
什么是操作系统 操作系统(Operating System，OS)是计算机系 统中最基本的软件。它直接管理和控制计算机的 资源，合理地调度资源，使之得到充分的利用， 并为用户使用这些资源提供一个方便的操作环境 和良好的用户界面。
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Linux的基本操作
按切换的逻辑顺序可以将字它他编号为1-12号控制台， 通过组合键Crtl+Alt+Fn或Alt+Fn来切换，其中Fn为12个 功能键，对应着12个控制台。 系统启动时默认在前面几个控制台上启动1个图形控制台 和6个字符控制台，可以根据需要启动后面的其它控制台。 3.切换控制台界面模式和X-Window图形界面模式 在X-Window图形操作界面模式下按Crtl+Alt+Fn或 Alt+Fn (n=1~6)就可以进入控制台字符操作界面。 在控制台字符操作界面模式下按Crtl+Alt+7或Alt+F7就可 以回到刚才的X-Window模式。
Linux操作系统原理与应用教学课件ppt作者张玲第1-6章第6章
第6章 文 件 管 理
2) 文件的逻辑结构 文件的逻辑结构是文件系统的直接用户(也就是应用程 序)所看到的文件结构。文件的逻辑结构取决于文件系统接 口的设计，它决定了文件存取的方式。应用程序按逻辑结构 访问文件系统中的文件，并在此基础上构造出各种应用结构 呈现给应用程序的用户。也就是说，应用程序负责文件的格 式与逻辑结构之间的映射。 文件的逻辑结构有记录式文件和流式文件两种，具体介 绍见6.1.2小节。
第6章 文 件 管 理
3) 文件的物理结构 文件的物理结构又称为存储结构，是指文件在外存上的 存储组织形式。文件系统负责文件的逻辑结构与物理结构之 间的映射。 文件的物理结构分为连续文件、链接文件和索引文件3 种，具体介绍见6.1.3小节。 操作系统所关心的是文件的逻辑结构与物理结构。逻辑 结构是供文件系统的用户使用的，物理结构是文件系统内部 使用的。将逻辑结构与物理结构相区分，是为了向用户屏蔽 有关文件存储的细节，使用户可以只凭简单的逻辑结构来使 用文件。
第6章 文 件 管 理
5. 文件的结构 文件结构是文件内容的组织方式。从不同层面上看到的 文件结构有所不同。图6-1所示是文件在三个不同抽象层次 上的结构。
第6章 文 件 管 理 图6-1 文件的结构
第6章 文 件 管 理
第6章 文 件 管 理
1) 文件的格式 终端用户是通过应用程序来使用文件的，从他们的角度 看到的是文件的应用结构，也就是文件的格式。文件的格式 由处理文件的应用程序定义和使用，通常以后缀名相区分。 如“.doc”文件是由Word程序使用的格式，“.bmp”是图片处 理程序使用的格式。 根据文件格式的结构类型，文件大致可分为结构化文件 (如列表文件、数据库文件等)、半结构化文件(如Web文档、 图片、图像等)和无结构文件(如纯文本文件等)。
操作系统原理与应用操作系统引论课件
3
优点：简单易行，适用于小规模系统
内存的分配与回收
缺点：分区数量有限，且易造成内存浪费 动态分区分配
定义：在进程运行时，根据进程需要动态地分配和回收内存空间
内存的分配与回收
优点
可避免内存浪费，能满足大规模系统的需求
缺点
实现复杂，需要额外的空间管理开销
内存的分配与回收
01 页式管理
02
定义：将内存分为固定大小的页，每个页对应一个物
03
缺点：需要额外的空间管理开销， 且段式管理对程序的地址空间有 一定限制
04
虚拟内存的概念与实现
虚拟内存的概念 定义：将内存分为多个区域，每个区域都有自己的地址空间，称为虚拟地址空间 优点：可扩大程序的地址空间，提高内存利用率，减少内存碎片
虚拟内存的概念与实现
01
缺点：需要额外的空间管理开 销，且可能导致页交换和页缺 失等问题
要点二
数据解密
数据解密是还原加密数据的过程，只有持有正确密钥的人 才能解密并获取原始数据。解密算法与加密算法相对应， 需要根据不同的加密算法进行相应的解密操作。
THANKS
进程终止
当进程完成或出现错误时，系统会终止该进程。
进程的同步与通信
进程同步
进程之间需要进行同步以确保正确地执 行任务，如使用信号量和条件变量等同 步机制。
VS
进程通信
进程之间需要进行通信以共享数据和信息， 如使用消息队列、管道等通信机制。
03 内存管理
内存的分配与回收
固定分区分配
1
2
定义：将物理内存分为固定大小的区域，每个区 域分配给一个进程
设备的分类与标识
设备的分类
根据设备的性质和功能，可以将设备分为多种类型， 如输入输出设备、存储设备和处理器等。这些设备还 可以进一步细分为更多的类别，例如硬盘驱动器、光 盘驱动器、打印机、显示器等。
操作系统原理与应用进程管理课件
分页存储
内存交换
内存保护
通过内存保护机制，确保每个进程只能访问自己的内存空间，防止不同进程之间的相互干扰和破坏。
内存共享
某些进程可能需要共享某些数据，通过内存共享机制，多个进程可以访问同一份数据，实现进程间的通信和协作。
04
文件系统
文件系统的定义与结构概述
总结词
文件系统是操作系统中用于管理文件存储和检索的软件架构。它提供了一种组织和管理数据的方式，使得用户可以方便地创建、删除、修改和查找文件。文件系统通常采用树状结构，由根目录开始，各级目录逐级展开，便于管理和维护。
总结词
进程的创建可以通过系统调用或创建子进程的方式实现。系统调用提供了一组接口用于创建新进程，而创建子进程则是通过复制当前进程的地址空间来创建一个新进程。进程的终止可以通过正常结束、异常结束或系统调用终止。正常结束是进程完成工作后退出，异常结束是进程因错误或异常情况而退出，系统调用终止则是通过系统调用来强制结束进程。
控制方式
操作系统通过驱动程序与设备进行交互，实现对设备的控制，如读写操作、中断处理等。
驱动程序
当进程需要使用设备时，操作系统需要为其分配相应的设备资源。
当进程完成对设备的操作后，操作系统需要将设备回收，以便其他进程可以使用。
分配
回收
06
用户界面
定义
用户界面是操作系统与用户之间的交互界面，是用户与计算机系统进行交互的桥梁。
03
内存管理
操作系统根据进程的需求为其分配所需的内存空间，包括代码段、数据段、堆和栈等。
内存的分配
当进程结束或不再需要内存时，操作系统负责回收这些内存空间，以便重新分配给其他进程。
内存的回收
当系统内存不足时，操作系统会将部分进程暂时移至磁盘，释放内存空间，以便其他进程使用。
内存交换
内存保护
通过内存保护机制，确保每个进程只能访问自己的内存空间，防止不同进程之间的相互干扰和破坏。
内存共享
某些进程可能需要共享某些数据，通过内存共享机制，多个进程可以访问同一份数据，实现进程间的通信和协作。
04
文件系统
文件系统的定义与结构概述
总结词
文件系统是操作系统中用于管理文件存储和检索的软件架构。它提供了一种组织和管理数据的方式，使得用户可以方便地创建、删除、修改和查找文件。文件系统通常采用树状结构，由根目录开始，各级目录逐级展开，便于管理和维护。
总结词
进程的创建可以通过系统调用或创建子进程的方式实现。系统调用提供了一组接口用于创建新进程，而创建子进程则是通过复制当前进程的地址空间来创建一个新进程。进程的终止可以通过正常结束、异常结束或系统调用终止。正常结束是进程完成工作后退出，异常结束是进程因错误或异常情况而退出，系统调用终止则是通过系统调用来强制结束进程。
控制方式
操作系统通过驱动程序与设备进行交互，实现对设备的控制，如读写操作、中断处理等。
驱动程序
当进程需要使用设备时，操作系统需要为其分配相应的设备资源。
当进程完成对设备的操作后，操作系统需要将设备回收，以便其他进程可以使用。
分配
回收
06
用户界面
定义
用户界面是操作系统与用户之间的交互界面，是用户与计算机系统进行交互的桥梁。
03
内存管理
操作系统根据进程的需求为其分配所需的内存空间，包括代码段、数据段、堆和栈等。
内存的分配
当进程结束或不再需要内存时，操作系统负责回收这些内存空间，以便重新分配给其他进程。
内存的回收
当系统内存不足时，操作系统会将部分进程暂时移至磁盘，释放内存空间，以便其他进程使用。
操作系统完整ppt课件
程序I/O方式
CPU等待I/O操作完成
适用于简单、少量的I/O操作
2024/1/26
26
I/O控制方式
CPU响应中断并处理I/O操 作结果
I/O操作完成后中断CPU
中断驱动I/O方式
01
2024/1/26
03 02
27
I/O控制方式
2024/1/26
01
提高了CPU的利用率
02
DMA（直接内存访问）I/O方式
PCB的内容
PCB通常包含进程标识符、处理机状态、进程调度信息和进程控 制信息等内容。
PCB的组织方式
PCB可以采用线性方式、链接方式或索引方式进行组织。
9
进程调度算法
2024/1/26
先来先服务（FCFS）调度算法
按照进程到达的先后顺序进行调度，先到达的进程先得到服务。
短作业优先（SJF）调度算法
根据进程的服务时间进行调度，服务时间短的进程优先得到服务。
优先级调度算法
为每个进程分配一个优先级，优先级高的进程优先得到服务。
时间片轮转（RR）调度算法
将CPU时间划分为固定大小的时间片，每个进程轮流执行一个时间片 。
10
进程同步与通信
进程同步的概念
多个进程在执行过程中需要协调其推进速度，以保证正确 的执行顺序和结果。
2024/1/26
进程的状态
进程在执行过程中会经历 多种状态，如就绪态、运 行态、阻塞态等。
进程控制块PCB
每个进程都有一个唯一的 进程控制块，用于存储进 程的标识符、状态、优先 级等关键信息。
8
进程控制块PCB
2024/1/26
PCB的作用
PCB是进程存在的唯一标识，操作系统通过PCB来感知进程的存 在，并对其进行控制和管理。
CPU等待I/O操作完成
适用于简单、少量的I/O操作
2024/1/26
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I/O控制方式
CPU响应中断并处理I/O操 作结果
I/O操作完成后中断CPU
中断驱动I/O方式
01
2024/1/26
03 02
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I/O控制方式
2024/1/26
01
提高了CPU的利用率
02
DMA（直接内存访问）I/O方式
PCB的内容
PCB通常包含进程标识符、处理机状态、进程调度信息和进程控 制信息等内容。
PCB的组织方式
PCB可以采用线性方式、链接方式或索引方式进行组织。
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进程调度算法
2024/1/26
先来先服务（FCFS）调度算法
按照进程到达的先后顺序进行调度，先到达的进程先得到服务。
短作业优先（SJF）调度算法
根据进程的服务时间进行调度，服务时间短的进程优先得到服务。
优先级调度算法
为每个进程分配一个优先级，优先级高的进程优先得到服务。
时间片轮转（RR）调度算法
将CPU时间划分为固定大小的时间片，每个进程轮流执行一个时间片 。
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进程同步与通信
进程同步的概念
多个进程在执行过程中需要协调其推进速度，以保证正确 的执行顺序和结果。
2024/1/26
进程的状态
进程在执行过程中会经历 多种状态，如就绪态、运 行态、阻塞态等。
进程控制块PCB
每个进程都有一个唯一的 进程控制块，用于存储进 程的标识符、状态、优先 级等关键信息。
8
进程控制块PCB
2024/1/26
PCB的作用
PCB是进程存在的唯一标识，操作系统通过PCB来感知进程的存 在，并对其进行控制和管理。
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《操作系统原理及应用(Linux)》操作 系统概论
36、“不可能”这个字(法语是一个字 ห้องสมุดไป่ตู้，只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争气，不要看破要突 破，不 要嫉妒 要欣赏 ，不要 托延要 积极， 不要心 动要行 动。 38、勤奋，机会，乐观是成功的三要 素。(注 意：传 统观念 认为勤 奋和机 会是成 功的要 素，但 是经过 统计学 和成功 人士的 分析得 出，乐 观是成 功的第 三要素 。
39、没有不老的誓言，没有不变的承 诺，踏 上旅途 ，义无 反顾。 40、对时间的价值没有没有深切认识 的人， 决不会 坚韧勤 勉。
谢谢你的阅读
❖ 知识就是财富 ❖ 丰富你的人生
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
36、“不可能”这个字(法语是一个字 ห้องสมุดไป่ตู้，只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争气，不要看破要突 破，不 要嫉妒 要欣赏 ，不要 托延要 积极， 不要心 动要行 动。 38、勤奋，机会，乐观是成功的三要 素。(注 意：传 统观念 认为勤 奋和机 会是成 功的要 素，但 是经过 统计学 和成功 人士的 分析得 出，乐 观是成 功的第 三要素 。
39、没有不老的誓言，没有不变的承 诺，踏 上旅途 ，义无 反顾。 40、对时间的价值没有没有深切认识 的人， 决不会 坚韧勤 勉。
谢谢你的阅读
❖ 知识就是财富 ❖ 丰富你的人生
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非