第3章操作系统的用户接口
操作系统的用户接口
第九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；•用户一般是通过使用OS来使用计算机的；•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用户接口主要有两类：联机命令接口(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1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，用户可以直接取得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，然后启动对应的命令处理程序执行，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。
操作系统的用户接口课件
语音识别与合成
优点
语音识别与合成技术为用户提供了更加自然和便捷的交互方 式，用户可以通过口头指令来执行操作或获取信息。此外， 语音识别与合成技术还可以提高用户的隐私保护和安全性能 。
缺点
语音识别与合成技术的准确率和识别能力还有待提高，对于 不同的口音、语速和环境噪音等因素可能存在一定的限制。 此外，语音交互需要一定的时间来处理和输出结果，可能会 影响用户的交互体验。
操作系统的重要性
操作系统是计算机系统的重要组成部 分，它能够提高计算机系统的效率和 可靠性，为用户提供方便、高效的使 用环境。
用户接口的概念与作用
用户接口定义
用户接口是操作系统与用户之间的交互界面，包括命令行界面和图形用户界面等。
用户接口的作用
用户接口能够提供友好的人机交互方式，使用户能够方便地与操作系统进行交互，实现各种操作系统的功能。
详细描述
操作系统根据不同地区的文化习惯和法律法规进行本地化 设置，如日期格式、时间格式、货币单位、计量单位等， 使用户能够更加便捷地使用系统。
总结词
支持本地化应用程序和游戏。
详细描述
操作系统支持本地化的应用程序和游戏，这些应用程序和 游戏根据不同地区的文化和市场需求进行定制和优化，提 高用户体验。
总结词
能够提高操作系统的安全性，减少潜在的安全风险。
05
CATALOGUE
操作系统的国际化用户接口
多语言支持接口
总结词
提供多种语言的用户界面，满足不同地区用户的需求。
详细描述
操作系统支持多种语言，包括英文、中文、法语、德语 等，用户可以根据自己的语言习惯和偏好选择相应的语 言界面。
总结词
支持不同语言的输入法和字体。
用户与操作系统的接口
用户与操作系统的接口用户与操作系统的接口1、概述1.1 目的1.2 范围1.3 定义2、用户认证与身份管理接口2.1 用户注册2.2 用户登录2.3 用户身份验证2.4 用户权限管理3、文件管理接口3.1 文件创建与删除3.2 文件读取与写入3.3 文件权限管理3.4 文件搜索与过滤3.5 文件备份与恢复4、进程管理接口4.1 进程创建与终止4.2 进程优先级管理4.3 进程通信与同步4.4 进程资源分配与回收5、系统配置与管理接口5.1 系统设置与参数调整 5.2 系统状态监控与报告 5.3 系统日志管理5.4 系统安全管理6、网络管理接口6.1 网络连接与断开6.2 网络协议配置6.3 网络性能监测与优化6.4 网络安全管理7、用户界面接口7.1 图形用户界面7.2 命令行界面7.3 音频与视频接口8、错误处理与恢复接口8.1 错误码与错误信息8.2 异常处理与错误日志8.3 系统崩溃与恢复9、附件9.1 API文档9.2 示例代码本文档涉及附件：1、API文档：包含所有操作系统接口的详细说明和示例代码。
2、示例代码：提供了一些操作系统接口的使用示例，方便开发人员参考和学习。
法律名词及注释：1、用户身份验证：通过对用户提供的身份信息进行验证，确定用户的身份是否合法。
2、文件读取与写入：从文件中读取数据或将数据写入到文件中。
3、进程通信与同步：进程之间相互发送和接收信息，以实现合作和同步操作。
4、系统日志管理：对系统产生的日志进行管理、存储、搜索和分析。
5、图形用户界面：通过图形元素（窗口、按钮、菜单等）与用户进行交互的界面。
6、异常处理与错误日志：对系统运行中的异常情况进行处理，并记录错误信息以便排查问题。
操作系统提供的服务和用户接口
二、操作系统提供的用户接口 (2)
(程序接口) 系统调用 操作命令或JCL (操作接口)
操作系统 裸机
用户和操作系统间的两种接口
➢ 系统调用：内核提供一系列具有预定功能的内核函数，通过一 组接口（系统调用）提供给用户。
➢ 系统调用把应用程序的请求传送至内核，调用相应的内核 函数完成所需要的处理，把处理结果返回给应用程序。
(4) 内存管理：内存的申请和释放。
(5)进程通信：通信连接的建立、连接和断开、信息的发送和接 受；传递状态信息；连接和断开远程设备。
(6)信息维护：日期、时间及系统数据的获取和设置；获取和设 置信息；生成诊断和统计数据。
三、程序接口与系统调用 (4)
实例： Windows支持API（应用编程接口）的三个组件： • Kernel包含了多数操作系统函数，如内存管理、进程管理； • User集中了窗口管理函数，如窗口创建、撤销、移动、对话等
访管指令（陷阱指令或异常中断指令）----由于系统调用 而引起处理器中断的机器指令称为访管指令（陷入指令或 异常中断指令）。
(2)系统调用的实现要点：
一. 是编写系统调用处理程序；
二. 是设计一张系统调用入口地址表，每个入口地址都指向一 个系统调用的处理程序，有的系统还包含系统调用自带参 数的个数；
二是通过CPU的通用寄存器传递参数，或在内存的一个块或表 中存放参数，其首地址送入寄存器，实现参数传递。
三是在内存中开辟专用堆栈区域传递参数。
4.系统调用与过程(函数) 调用的区别
(1) 调用形式和实现方，但系统调用不包含处 理程序入口，仅仅提供功能号，按功能号调用。
四、操作接口与系统程序(1)
1.作业控制方式
用户如何来向操作系统提交作业和说明运行意图？操作 系统提供了联机作业控制方式和脱机作业控制方式两个作业级 的接口，这两个接口的使用手段为：操作控制命令和作业控制 语言（命令）。
操作系统(用户与操作系统接口)
2.5.3 Windows xp的系统调用
API 概述
API是应用程序编程接口（Application Programming Interface）。其主要功能是以API函数的方式向程序员提 供Windows系统服务调用，每个API函数对应一个系统服 务功能。
windows API是构筑整个windows框架的基石，在它的下面
在早期的windows程序开发中，程序员要熟记常用的API函数用法
2.1.2 作业
概念：我们把用户要求计算机系统处理的一项任务 称为一个作业 作业的分类:批处理方式，交互方式
1. 批处理方式
计算机系统接收一批或多批用户作业，作业提交后，对 作业的控制就交给操作系统来完成，一直到作业运行结 束，再将结果输出给用户。 作业执行过程中用户不能进行干预 批处理作业进入计算机系统前，必须由用户写好 “作 业控制说明书”，规定作业执行的每一作业步，连同该 单道批处理系统和多道批处理系统中使用的就 作业的源程序和初始数据一同提交给计算机系统
由于在作业的执行过程中操作系统和用户之间不断地 注意： 交互信息，故我们把这种控制方式称为“交互方式” GUI图形用户界面，用户输入命令的方式已经 或“联机控制方式”。 发生了很大的变化，鼠标点击按钮也是一种输
入命令的方式
2.2 命令接口 2.2.1 脱机命令接口
脱机命令接口是为批处理系统的用户提供的接口 用户使用作业控制语言，把自身对作业的控制信息写 到作业说明书上，由系统按照作业说明书中的命令自 动运行用户的作业，无须用户的干预。 当系统调度到该作业时，由命令处理程序对作业说明 书中的每条作业控制命令逐条解释执行，直到遇到作 业结束或者撤离命令而停止该作业。 脱机命令接口一次性地提供大批量作业处理，在执行 期间无须用户干预。该过程也称批处理过程，采用的 作业控制命令也称为批处理命令。
操作系统的用户接口课件
窗口系统
窗口系统的概念
窗口系统是GUI的重要组成部分，它通过窗口来组织和简 化用户操作。每个窗口都有自己的标题、边框和可以自由 拖动的控制按钮。
窗口系统的功能
窗口系统提供了一系列的窗口操作，如打开、关闭、最小 化、最大化、还原等。用户可以通过鼠标点击或键盘快捷 键来进行这些操作。
常见的窗口系统
Windows、Mac OS和Linux等操作系统都提供了各自的 窗口系统。不同的窗口系统具有不同的特点和风格，但它 们的核心功能基本一致。
缺点
相对于图形用户界面，命令行接口可能不够直观和易于使用。此外，由于命令 行需要用户手动输入命令，因此可能会存在输入错误的风险。
03
图形用户接口
GUI基础
图形用户界面的定义
图形用户界面（GUI）是一种基于图形的方式，使用户能够直观地与计算机进行交互。它 通过图形元素，如窗口、图标、菜单等，使用户可以轻松地操作计算机。
遥控器接口
通过遥控器实现对设备的 控制，如按键输入等操作 。
输入设备的选择
根据应用场景选择合适的 输入设备，提高用户体验 。
多媒体用户接口的优缺点
优点
多媒体用户接口可以提供丰富的交互 方式，使用户更加便捷地获取信息和 使用设备功能。
缺点
多媒体用户接口需要处理大量的数据 和复杂的交互逻辑，对设备性能要求 较高，同时也需要考虑用户的使用习 惯和界面设计等因素。
输出结果。
命令行基本规则
在命令行中，用户需要按照特定 的语法和规则输入命令。这些规 则包括命令的格式、命令的参数
和选项的格式等。
命令行操作与控制
01
命令行操作
在命令行中，用户可以执行各种操作，例如创建文件、删除文件、复制
操作系统(1~8章的课后习题答案)
1.1：存储程序式计算机的主要特点是：集中顺序过程控制（1）过程性：模拟人们手工操作（2）集中控制：由CPU集中管理（3)顺序性：程序计数器1.2：a:批处理系统的特点：早期批处理有个监督程序，作业自动过渡直到全部处理完，而脱机批处理的特点：主机与卫星机并行操作。
b:分时系统的特点：（1）：并行性。
共享一台计算机的众多联机用户可以在各自的终端上同时处理自己的程序。
（2）：独占性。
分时操作系统采用时间片轮转的方法使一台计算机同时为许多终端上同时为许多终端用户服务，每个用户的感觉是自己独占计算机。
操作系统通过分时技术将一台计算机改造为多台虚拟计算机。
（3）：交互性。
用户与计算机之间可以进行“交互会话”，用户从终端输入命令，系统通过屏幕（或打印机）将信息反馈给用户，用户与系统这样一问一答，直到全部工作完成。
c：分时系统的响应比较快的原因：因为批量操作系统的作业周转时间较长，而分时操作系统一般采用时间片轮转的方法，一台计算机与许多终端设备连接，使一台计算机同时为多个终端用户服务，该系统对每个用户都能保证足够快的响应时间，并提供交互会话功能。
1.3：实时信息处理系统和分时系统的本质区别：实时操作系统要追求的目标是：对外部请求在严格时间范围内做出反应，有高可靠性和完整性。
其主要特点是资源的分配和调度首先要考虑实时性然后才是效率。
此外，实时操作系统应有较强的容错能力，分时操作系统的工作方式是：一台主机连接了若干个终端，每个终端有一个用户在使用。
用户交互式地向系统提出命令请求，系统接受每个用户的命令，采用时间片轮转方式处理服务请求，并通过交互方式在终端上向用户显示结果。
用户根据上步结果发出下道命。
分时操作系统将CPU 的时间划分成若干个片段，称为时间片。
操作系统以时间片为单位，轮流为每个终端用户服务。
每个用户轮流使用一个时间片而使每个用户并不感到有别的用户存在。
分时系统具有多路性、交互性、“独占”性和及时性的特征。
第三章作业管理
第三章作业管理3. 1 学习指导操作系统为用户提供两个接口，一个是系统为用户提供的各种命令接口，用户利用这些操作命令来组织和控制作业的执行或管理计算机系统一个是程序接口，编程人员使用它们来请求操作系统服务。
按命令方式对作业控制方式的不同，可将命令接口分为联机命令接口和脱机命令接口。
联机命令接口又称交互式命令接口，它由一组键盘操作命令组成。
用户通过控制台或终端键入操作命令，向系统提出各种服务要求。
在微机系统中，通常把键盘命令分为内部命令和外部命令两大类。
脱机命令接口也称批处理命令接口，它是一组作业控制命令(或称作业控制语言)组成。
脱机用户是指不能直接干预作业运行的用户，他们事先用相应的作业控制命令写成一份作业操作说明书，连同作业一起提交给系统，当系统调度到该作业时，由系统中的命令解释程序对作业说明书上的命令或作业控制语句逐条解释执行。
程序接口由一组系统调用组成。
用户通过在程序中使用这些系统调用来请求操作系统提供的服务。
所谓系统调用就是用户在程序中调用操作系统所提供的一些子功能。
具体地讲，系统调用就是通过系统调用命令中断现行程序，而转去执行相应的子程序，以完成特定的系统功能。
对操作系统而言，其所提供的系统调用命令条数、格式以及所执行的功能等都不尽相同。
系统调用命令是为了扩充机器指令、增强系统功能、方便用户使用而提供的。
因此，在一些计算机系统中，把系统调用命令称为广义指令。
广义指令与机器指令在性质上是不同的，机器指令是用硬件线路直接实现的，而广义指令则是由操作系统提供的一个或多个子程序模块实现的。
用户使用操作系统的主要目的是作业处理。
一个作业进入系统到运行结束，一般需经历收容、运行、完成三个阶段，与这三个阶段对应的作业处于后备、运行和完成三种状态。
作业调度的主要功能是按照某种原则从后备作业队列中选取作业进入主存，并为作业做好运行前的准备工作和作业完成后的善后处理工作。
常用的作业调度算法有：先来先服务、短作业优先、响应比高者优先、优先数优先等调度算法。
- 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)。
硬件：包括了Linux安装时需要的所有可能的物理设备。例如，CPU、 内存、硬盘、网络硬件等等。
系统调用例子-复制文件
系统功能调用的调用方式
隐式 : 高级语言中（例如： C ），由 API 函数和标准 C 库函数来提供。 应用程序通过API和C库函数来请求OS服务。
显式: 汇编语言中，直接使用系统提供的系统调用，例如：ＳＶＣ、
trap、INT
访管指令的形式（显式调用）：
IBM-370：SVC PDP-11：TRAP IBM-PC：INT（P49 例子）
系统调用与访管指令的区别
系统功能调用是带有一定功能号的访管指令。
系统调用与普通用户函数的区别
系统调用例行子程序运行时，机器处于管态；普通用户函数运行时，机器 处于目态。
第3章 操作系统的用户接口
3.2 用户接口
3.3
系统功能调用（重点）
3用户界面 操作系统的用户界面 (或称接口) 是操作系统提供给用户与计算机
打交道的外部机制。用户能够借助这种机制和系统提供的手段来控
制用户所在的系统。
二、操作系统提供的用户界面
系统功能调用 （程序接口） 操作命令（命令接口）： 作业控制语言 键盘命令 图形界面
二、系统调用的实现
不同的操作系统，系统调用实现的具体方法有所不同，但其实质是 相同的：
每个系统调用对应一个系统调用号；
每个系统调用有一个对应的执行程序段； 每个系统调用要求一定数量的输入参数和返回值； 整个系统有一个系统调用执行程序的入口地址表；
系统调用的运行过程
第3章 小结
操作系统的用户界面： 命令接口：键盘命令、图形用户界面 系统调用：定义、一般形式、系统调用与访管指令的区别、系统调 用的实现过程
机可接受、执行用户命令。
键盘命令是操作系统为联机用户提供的一种操作命令，用
户通过这一组命令直接控制和干预程序的运行（例如：登
录、通信、注销等）。
DOS系统把键盘命令分为：
文件管理（COPY、COMP、TYPE、DEL、REN文件重命名） 磁盘管理（FORMAT、CHKDSK、DISKCOPY、DISKCOMP） 目录管理（DIR、CD、MD新建、RD删除） 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)
操 作 系 统
操作系统是用户与计算机之间的接口，操作系统为用户提供两种不同
的接口： 1. 命令接口：由一组以不同形式表示的操作命令组成——键盘命令&图形 命令:每个命令实现和完成用户所要求的特定功能和服务。
2. 程序接口（系统功能调用）
命令接口
命令接口：用户使用这个操作界面来组织工作流程和控制程序的运 行
操作系统和用户的另一个接口是系统调用（system call）。
系统功能调用是用户在程序一级请求操作系统服务的一种手段，是
带有一定功能号的“访管指令”，其功能由操作系统的一段程序来
实现。 它的功能并非由硬件直接提供，而是由操作系统中的一段程序完成 的，即由软件方法实现的。
3.3 系统功能调用
作业申请：作业名、需用CPU时间、最迟完成时间、资源请求(主存、外设)等。 操作说明书：编辑命令、编译命令、链接命令、运行命令等。 程序与数据
2.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
3.图形化用户界面
图形化用户界面是良好的用户交互界面，它将菜单驱动、图符驱动、 面向对象技术等集成在一起，形成一个图文并茂的视窗操作环境。
图形化的用户界面的特点：
所有程序以统一的窗口形式出现
提供统一的菜单格式
系统资源、系统命令、操作功能以图标表示 统一的操作方法
3.3 系统功能调用
一、系统功能调用
建议作业题：5、6、8-10
命令接口的分类：
作业控制命令：用于批处理操作系统
键盘命令：用于分时操作系统和个人计算机操作系统
图形化用户界面：用于分时操作系统和个人计算机操作系统
1.作业控制命令
在早期批处理操作系统时代，用户使用计算机是采用脱机方式，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
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命令语言，包括了对作业处理的命令和资源请 求命令。 批处理系统中作业包括如下部分：
修改工作
采用邮件列表来进行项目管理、交流、错误报告
有大量的用户进行测试，正式发布的代码质量高
整个系统的核心－内核
应用 程序进程1 应用 程序进程2 应用 程序进程3
用户进程
系统调用接口
系统调用 Linux内核 内核子系统
硬件
整个系统的核心－内核
用户进程：运行在Linux内核之上的一个庞大的软件集合。 系统调用：内核的出口，用户程序通过它使用内核提供的功能。 Linux 内核：操作系统的灵魂，负责管理磁盘上的文件、内存、启 动并运行程序、从网络上接收和发送数据包等等。
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，可以得到所需要的一些功能。例如：读、 写文件，分配和回收内存空间，启动输入输出设备等。
Linux内核
Linus领导下的开发小组开发出的系统内核 是所有Linux发布版本的核心
内核开发人员一般在百人以上，任何自由程序员都可以提交自己的