第2章 操作系统用户界面

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第二章 操作系统用户界面

第二章 操作系统用户界面
作业说明书包含:作业的基本描述、作业控 制描述和资源要求描述。体现用户的控制意 图。


图2.2 作业说明书的主要内容
2.2.3 一般用户的输入输出方式

联机输入输出方式
脱机输入输出方式 直接耦合方式



SPOOLING系统
网络联机方式

联机输入输出方式

用户和系统通过交互会话来输入作业。
外围设备直接和主机连接。由主机直接控制输入输 出;I/O与作业处理不能并行。降低了CPU效率 一台主机可以连接一台或多台外围设备。在单台设 备和主机相连接进行作业输入输出时,由于外围设 备的输入输出速度远远低于CPU处理速度,有可能 造成CPU资源的浪费。

联机作业控制的命令种类



环境设置 执行权限管理 系统管理 文件管理 编辑、编译、链接装配、执行命令 通信 资源要求
2.3 命令控制界面

现代操作系统,大都提供联机控制方式和批 处理方式。 批处理方式:指传统的作业控制语言编写的 作业说明书方式,也指那些把不同的交互命 令按一定格式组合后的命令文件方式。
陷阱处理机构、陷阱指令

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。
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。

陷阱处理机构、陷阱指令

在进入系统调用处理之前,陷阱处理机构要 保存处理机现场。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。
2.6 Linux与Windows的系统调用

2.6.1 Linux的系统调用

第2章操作系统的用户界面

第2章操作系统的用户界面
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第2章 操作系统的用户界面
5.键盘命令建立用户程序及分时系统作业调度
(1)呼叫 (2)联接 (3)通信 (4)退出
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第2章 操作系统的用户界面
(1)呼叫
当终端用户想从终端打入命令或输入信息时,他 首先要进行呼叫,例如通过类似电话拨号的方式 进行呼叫。当呼叫成功后,用户就可以从终端的 键盘上打入各种命令输入到计算机系统,即开始 第二步——联接。
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第2章 操作系统的用户界面
(2)联接
呼叫成功后,计算机即和终端联上,于是计算机应在终 端设备上输出引导信息,以告诉用户终端设备与系统联 上了。这时,用户应打入一条“录入命令”,向系统申 请录入一个作业。一般录入命令应给出以下参数:用户 名、作业名、口令、资源需求等。系统接到录入命令后, 将检查口令、资源需求等。在符合时,就允许录入。当 用户从终端上看到允许录入的信息后,就知道这个终端 作业被接受了,从而就进入第三步——通信。 下一页
第2章 操作系统的用户界面
(3)通信
终端作业被录入后,就可以通过终端打入各种控制 作业的命令和从终端输入作业的程序和数据。属于 通信这一步的键盘命令是比较丰富的,一般有以下 几类:
(1)环境设置。 (5)编译、连接装配和运行。 (2)系统管理。 (6)输入数据。 (3)文件管理。 (7)操作方式转换。 (4)编辑修改。 (8)申请资源。
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第2章 操作系统的用户界面
3.作业调度的性能指标
对于批处理系统,作业调度的原则体现在一个指标,即 各作业的平均周转时间上,如设i作业的周转时间为 Ti=Tci-Tsc;Tci,Tsc分别为作业的完成时间和作业的提交 时间,则平均周转时间为:J=(∑Ti)/n;对这个公式涉 及的n个作业,相对于长作业,对J值的影响大,而短作 业对J值的影响小。为了增加短作业对J值的影响,引入 平均带权周转时间的概念。平均带权周转时间定义为: W=(∑Ti/tri)/n;tri 作业的运行时间。一般认为J、W越 小,系统对作业的吞吐量越大,系统的性能越高。

第二章 操作系统用户界面

第二章 操作系统用户界面

作业全部运行完毕,再由外设输出全部数据和信息,称为缓输出
实现了对作业输入、组织调度和输出的统一管理 使外设在CPU直接控制下,与CPU并行工作(假脱机)
第二章 用户接口与作业管理
Spooling技术举例
假设系统中全部打印机采用了虚拟设备技术(即 Spooling技术),当某进程要求打印输出时,输出 Spooling并不是将某台打印机分配给该进程,而是在某 共享设备(磁盘)上的输出井,为其分配一块存储区, 同时为该进程的输出数据建立一个文件,该进程的输出 数据实际上并未从打印机上输出,只是以文件形式输出, 并输出存放在输出井中。
第二章 用户接口与作业管理
Spooling技术举例
这个输出文件实际相当于虚拟的打印机。这些输出井中的文件 形成了一个输出队列,然后调度输出
用户进程并未真正分到打印机, 用户进程被分配的只是共享设备中的一个存储区 在SPOOLING系统中,为了弥补独享设备与共享设 备间数据传输速度的差异,使用缓冲区技术。
2.3 作业的建立 2.3.1 作业输入方式 SPOOLING系统
输入装置
通 道
外 存

输出装置
输入装置

输入井 输出井
输出装置
通 道 输入管理 输出管理 模块 模块 主机系统
第二章 用户接口与作业管理
工作过程
在系统输入模块收到作业输入请求信号后,输入管理模 块中的读过程将信息从输入装置读入缓冲区; 当缓冲区满时,由写过程将信息写到外存输入井中。读 过程和写过程反复循环,直到一个作业输入完毕。 当读过程读到一个硬件结束标志之后,系统再次驱动写 过程把最后一批信息写入外存,并调用中断处理程序结 束该次输入。 然后,系统该该作业建立作业控制块JCB,从而使输入 井中的作业进入作业等待队列,等待作业调用程序选中 后进入内存。

操作系统用户界面资料课件

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显示元素
01
02
03
文本显示
包括各种提示信息、文本 框、标签、按钮等,用于 呈现操作系统中的各种信 息和功能。
图形显示
包括图标、图像、图形界 面等,用于呈现操作系统 中的各种对象和元素。
动画显示
包括各种动态效果和交互 动画,用于增强用户界面 的交互性和体验感。
输入元素
键盘输入
包括字母、数字、符号等 输入,以及快捷键的使用, 用于向操作系统输入数据 和命令。
智能用户界面阶段
总结词
随着人工智能技术的发展,操作系统开始向智能用户界面发展,能够更好地适应用户的需 求和习惯。
详细描述
在智能用户界面阶段,操作系统能够根据用户的行为和习惯进行智能推荐、自动完成等操 作,使用户能够更加高效地完成工作任务。
代表系统
Windows 10、Mac OS X等。
04
操作系统用户界面的基本组成
Windows 10操作系统用户界 面的评估和优化
评估方法
通过用户调查和专家评审, 发现用户对Windows 10操作 系统的任务栏、开始菜单、 通知中心等界面元素存在不 满,建议改进。
优化策略和实例
优化策略
对任务栏和开始菜单进行重新设计,整合常用应用程序和功 能,提供更直观的搜索和导航功能;改进通知中心的信息展 示方式和提醒方式,提高信息获取效率。
功能
操作系统具有进程管理、内存管 理、文件系统管理、用户界面等 功能,以确保计算机系统的稳定 性和安全性。
操作系统的类型
分时操作系统
允许多个用户同时访问计算机 系统,适用于交互式应用和多 任务处理。
网络操作系统
提供网络服务和安全管理的操 作系统,如Windows Server 和Linux等。

操作系统用户界面

操作系统用户界面
行 ❖ SPOOLing系统的特点
2.3 命令控制界面
❖ 命令控制界面组织和控制作业运行 ❖ 脱机控制方式 ❖ 联机控制方式 ❖ 多窗口按钮式图形界面
2.4 Linux与Windows的命令控制界面
2.4.1Linux的命令控制界面
图2.5Redhat Linux 9.0的窗口界面示例
❖ Linux命令主要包括以下9类:
网络通信命令 这些命令可使用&,&&,||,()等组合成新命令 使用:直接在命令行输入
使用批处理 exam1.bat
@echo off mkdir test echo hello pause
图2.6相互调用批处理示例
图2.6相互调用批处理示例
2.5 系统调用
❖ 系统中为控制系统调用服务的机构称为陷阱 处理机构
系统维护及管理命令 文件操作机管理命令 进程管理命令 磁盘及设备管理命令 用户管理命令 文档操作命令 网络通信命令 程序开发命令 X Window管理命令
Windows的2.命4.令2 控W制in界d面o分w为s的:命命令令解控释制器界cm面d.exe和窗口
交互 Cmd命令包括:系统信息命令,系统操作命令,文件系统命令,
主要内容
❖ 简介 ❖ 一般用户的输入输出界面 ❖ 命令控制界面 ❖ Linux和Windows的命令控制界面 ❖ 系统调用 ❖ Linux和Windows的系统调用
2.1 简介
❖ 针对不同的用户,操作系统提供不同的用户界面 ‫ ٭‬普通用户:使用计算机应用服务的命令集合界 面 ‫ ٭‬管理员用户:负责计算机和操作系统的正常与 安全运行的命令集合界面 ‫ ٭‬编程人员 :一组系统调用的集合
2.2 一般用户的输入输出界面

操作系统用户界面

操作系统用户界面
• 操作命令与系统调用关系(补充)
操作命令在执行后需转换为相应的系统调用函数去 完成相应的任务。
11
C库函数与系统调用关系
例:Linux下跟踪标准C库函数printf()的实现
步骤一:编写并编译代码 代码编写 #include <stdio.h>int main(void) { printf("hello world"); return 0; } 编译
/* 0 old "setup()" system /* 5 */
17
系统调用与过程(函数)的区别
系统调用:一组用于实现各种系统功能的程序段。 子程序调用:具有特定功能的和逻辑完整性的程序段。
系统调用
子程序调用
系统调用的程序是操作系统的程序,其操作 是针对系统资源的,执行时处理机处于管态 或核态。
如何识别正在运转的程序是内核态程序?
• 程序运行时,处理器态就是程序运行的态。
20
• 复习
作业
21
第2章 操作系统用户界面
1
本章重点
• 用户界面类型 • 系统调用
2
2.1 简介
• 用户界面作用
使用户方便、有效地使用计算机软、硬件。
3
2.2 一般用户的输入输出界面
• 作业的定义与组织(见第4章) • 一般用户的输入输出方式(见第9章)
4
2.3 命令控制界面
• 复习
操作系统功能之一:提供良好的用户界面 用户界面类型
系统调用时会产生中断,并通过中断使CPU 的态由目态转换为管态。
子程序调用的程序是用户的程序,其操作不 涉及系统资源,执行时处理机处于目态。
子程序调用时不会产生中断,CPU的态也不 会改变,都是目态。

第二章(操作系统)

第二章(操作系统)

8
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2.1.3 Windows XP简介
Windows XP的三个版本
Windows XP Home Edition 适用于大多数的家庭和普通用户 Windows XP Professional 适用于商业用户和有一定专业水平的家庭用户 Windows XP 64位Edition 专满足技术性工作站用户的强烈要求而设计 怎样安装xp
第二章 Windows操作系统的使用
本章重点
操作系统的功能 Windows XP的基本操作 文件和文件夹的管理 回收站的使用 程序管理
计算机管理
1
2.1 操作系统的功能与用户界面
操作系统在资源使用者和资源之间充当中间人的角 色,它负责管理、调度、指挥计算机的软硬件资源,使 其协调工作。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
标三个部分,所有的操作都是从桌面开始。
开始菜单
任务栏
桌面图标
返回
12
2.1.4 Windows XP的桌面环境
任务栏
快速启动工具栏 窗口管理区 语言栏
开始按钮
系统提示区
任务一: 任务栏的设置
演示
13
2.1.4 Windows XP的桌面环境
开始菜单
用户帐户 系统工具和文 件管理工具列 表
常用程序列表
磁盘 用户
操作系统
内存
CPU
网络
程序
打印机
返回
2
2.1.1 操作系统的功能
处理器管理
处理器管理主要是对中央处理器(CPU)进行动态管理。 在多个程序运行时,所有的程序都是在处理器中运行得到结果 的,而现在大多的计算机都只有一块CPU,因此处理器管理实 际上是对处理器执行的“时间”管理,即如何将CPU真正合理 分配给每个任务。

计算机操作系统教程

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信息传输、控制协调等工作,为用户提供一个统一的界面,标
准的接口,用户通过这一界面实现所需的操作和使用系统的资
源,但操作和计算是在哪一台计算机上执行或使用哪个计算机
的资源则由操作系统自动完成,用户不用知道,即分布或操作
系统是透明的。
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计算机操作系统教程
1.3 操作系统的基本概念 • 1.3.1 操作系统的定义 • 1.3.2 操作系统的基本功能 • 1.3.3 操作系统的特征
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计算机操作系统教程
1.2 操作系统的发展历史 • 1.2.1 无操作系统的计算机 • 1.2.2 单道批处理系统与多道 批处理系统及执行系统 • 1.2.3 分时系统 • 1.2.4 实时系统 • 1.2.5 微机操作系统、网络操 作系统与分布式操作系统
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第7章 Windows 98中文版的使用
• 本章学习目标 • 7.1 文件和文件夹的管理 • 7.2 磁盘驱动器的管理 • 7.3 附件 • 7.4 打印机的管理 • 7.5 Windows 98 的设置
中国水利水电出版社
计算机操作系统教程
• 欢迎您使用
计算机操作系统教程
主 编:柯敏毅
结束放映
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计算机操作系统教程
第3章 进程管理
•3.1 引言 •3.2 进程的引入和定义 •3.3 进程的状态和进程控制块 •3.4 进程控制 •3.5 线程的基本概念 •3.6 进程调度 •3.7 进程通信 •3.8 死锁问题
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第4章 存储管理
• 4.0 • 4.1 • 4.2 • 4.3 • 4.4
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2.4 Linux 和Windows的命令控制界 面2.4.2 Windows的命令控制界面
使用方式: (1)直接在命令行输入命令,如 systeminfo&mem 显示当前系统的属性、配置等,然后显示当前内存 使用情况。 新建exam1.bat (2)使用批处理

@echo off mkdir test echo hello pause

低档PC机
主机
公用存储器 低档PC机 直接耦合方式
2.2 一般用户的输入输出界面 2.2.3 一般用户的输入输出方式

4.SPOOLING系统 又可译为外围设备同时联机操作。 在SPOOLING系统中,多台外围设备通过通道或 DMA器件和主机与外存连接起来。 作业的输入输出过程由主机中的OS控制。OS中 的输入程序包含两个独立过程: 从外部设备把信息读入缓冲区; 写过程,负责把缓冲区的信息送到外存输入井中。 外围设备——各种终端、其他输入设备,如读卡 机等。
# vi file.c # gcc -o file file.c #vi infile (输入需复制的内存) # ./file


#ls
2.6 Linux 和Windows的系统调用 2.6.2Windows的系统调用



系统调用被进一步编写成不同的库函数后放入动 态链接库DLL中。 这些库函数构成了Windows操作系统提供给程序 员的编程界面。这个编程界面被称为应用编程接 口API。 常用的API函数调用分为5类: 窗口管理类 图形设备接口(GDI)类 系统服务类 国际特性类 网络服务类
2.4 Linux 和Windows的命令控制界面 2.4.1 Linux的命令控制界面
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 (6)函数

2.4 Linux 和Windows的命令控制界面 2.4.1 Linux的命令控制界面

mkdir:创建目录命令 cp:复制文件命令 echo:显示文字命令
$ file :是shell自定义变量 -ne :是shell表达式比较操作符
2.4 Linux 和Windows的命令控制界面 2.4.1 Linux的命令控制界面
例如:创建一个简单的shell程序 在Linux的命令控制符下使用Vi编辑器,创建一个shell程序 #vi ShowHello.sh
2.脱机输入输出方式 脱机输入方式又称为预输入方式。 在个人机上,用户通过联机方式把数据或 程序首先输入到后援存储器上,如U盘等; 然后将后援存储器拿到主机的高速外围设 备上和主机连接,在较短时间内完成作业 的输入工作。

2.2 一般用户的输入输出界面 2.2.3 一般用户的输入输出方式
3.直接耦合方式 把主机和外围机通过一个公用的大容量外 存直接耦合起来。

2.2 一般用户的输入输出界面 2.2.3 一般用户的输入输出方式
5.网络联机方式 以上述几种输入输出方式为基础。通过计 算机网络中某一台设备对计算机网络中另 一台主机进行输入输出操作时,就构成了 网络联机方式。

2.3 命令控制界面






OS为用户提供两个接口界面:命令接口界面、系 统调用 使用操作命令进行作业控制的主要方式:脱机方 式和联机方式。 联机控制方式命令分为: (1)环境设置 (2)执行权限设置 (3)系统管理 (4)文件管理 (5)编辑、编译、链接装配和执行编辑命令 (6)通信 (7)资源要求
本章小结
简要介绍了OS的用户界面。 OS的用户界面包括命令控制界面和编程界 面。 系统调用是OS提供给编程人员的唯一接口。 简要介绍了Linux 和Windows系统的用户界 面。
概念
需求分析 功能 设计 修改
输出
结构 设计
详细 设计
编辑 设计
建档
执行 一般编程过程
链接
编译
调试



在一次应用业务处理过程中,从输入开始到输出结束, 用户要求计算机所做的有关该次业务处理的全部工作称为 一个作业。 作业步一个作业处理过程中计算机所做的相对独立的工作 作业由程序、数据和作业说明书组成
2.4 Linux 和Windows的命令控制界面 2.4.2 Windows的命令控制界面






Windows的命令控制界面分为两大部分:命令解 释部分和窗口交换部分。 cmd.exe:提供命令行控制界面 主要分为以下4类: (1)系统信息命令,如 time,date,mem,driverquery,systemInfo等 (2)系统操作命令,如shutdown,runas,taskkill 等 (3)文件系统命令,如copy,del,mkdir等 (4)网络通信命令,如ping,netstat,router等
2.5 系统调用
系统调用是OS提供给编程人员的唯一接口。 系统调用大致分为6类: (1)设备管理 (2)文件管理 (3)进程控制 (4)进程通信 (5)存储管理 (6)线程管理

2.6 Linux 和Windows的系统调用 2.6.1 Linux的系统调用

每个系统调用由两部分组成:核心函数、接口函 数。 从功能上大致分为6类: 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 存储管理的系统调用 管理用的系统调用 通信的系统调用
2.2 一般用户的输入输出界面 2.2.3 一般用户的输入输出方式
通道:是一个独立于CPU的专管输入输出 的处理机,它控制外设或外存与内存之间 的信息交换。 DMA方式:与通道方式相似。不同的是在 DMA方式中,信息的传送方向、信息传送 的源地址和目的地址以及传送长度等都是 由CPU控制,而不是由DMA器件控制。






Linux命令主要包括 (1)系统维护及管理命令,如date,setenv (2)文件操作及管理命令,如ls,find (3)进程管理命令,如kill,at (4)磁盘及设备管理命令,如df,du,mount (5)用户管理命令,如adduser,userdel (6)文档操作命令,如csplit,sort (7)网络通信命令,如netstat,ifconfig (8)程序开发命令,如cc,link (9)X Window管理命令,如startx,XE86Setup




2.6 Linux 和Windows的系统调用 2.6.1 Linux的系统调用
例如,使用系统调用打开(open),读 (read),写(write),关闭(close)等 完成文件复制。 源程序:file.c

#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <unistd.h> #include <sys/types.h> #include <sys/stat.h> #include <fcntl.h> #define BUF_SIZE 1024*8

运行结果:
#!/bin/sh #ShowHello.sh # To show hello to somebody echo -n "Enter Your Name:" read NAME echo "Hello,$NAME!“
使用#chmod u+x ShowHello.sh,修改文件属性(可执行文件) 运行shell程序#./ShowHello.sh

批处理文件之间可以相互调用和传递函数。
新建exam3.bat: @echo off type %1\*.txt echo type ok!
新建exam2.bat: @echo off mem>%1/meminfo.txt echo generate memoryinfo ok! 改写exam1.bat: @echo off mkdir test call exam2.bat call exam3.bat echo call ok! pause
例如:把目录中每个文件在一个子目录中建立备份的Shell 程序。 mkdir backup 在当前目录下创建一个子目录backup for filein „ls‟ 循环地建立当前目录下所有文件的备份 do cp $ file backup/ $ file if[ $ >-ne 0] then echo “copying $ file error” fi done
2.2 一般用户的输入输出界面 用户名 2.2.2 作业组织 作业名
作业说明书主要包 含三方面内容:作 业的基本描述、作 业控制描述和资源 要求描述。 作业说明书在系统 中生成作业控制块 (JCB)的表格。

作业基本情况描述
使用语言名 允许最大处理时间 等等 控制方式 操作顺序 出错处理 等等 要求处理时间 内存时间 外设类型和数量 库函数或实用程序 等等
2.4 Linux 和Windows的命令控制界面 2.4.1 Linux的命令控制界面
Linux最大特点:源代码的免费和开放。 Linux的命令控制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:X Window

2.4 Linux 和Windows的命令控制界面 2.4.1 Linux的命令控制界面
循环向缓冲区读入 输入文件内存
将缓冲区读入的内存写 到输出文件中去 关闭输入文件 和输出文件
以只读 int main() 模式打 以读写 { 开输入 模式新 int In_fh,Out_fh; 文件 建一个 char buf[BUF_SIZE]; 文件 size_t hasread = 0; In_fh = open("infile", O_RDONLY); printf("Opening infile\n"); Out_fh = open("outfile", O_WRONLY|O_CREAT|O_TRUNC); printf("Opening outfile\n"); if(In_fh && Out_fh) { while((hasread = read(In_fh, buf, sizeof(buf))) > 0) write(Out_fh, buf, hasread); printf("Writing date\n"); close(In_fh); close(Out_fh);.2 Windows的命令控制界面
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