第4讲 第2章 操作系统用户界面
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(1) 常规的例程库 静态连接到执行程序中 问题：没有共享，浪费内存 (2) 动态链接库(或运行时间库) 在程序运行中执行调用时，与调用程序实行 动态链接。 问题：通过链接表进行转换，实现较复杂。 (3) 系统功能调用例程 在程序运行中执行调用时，通过中断的机制 转入。 ★
7. 系统功能调用的实现
1. 作业控制语言
在脱机方式下，系统提供作业控制语言(JCL)。 (1) 什么是作业控制语言 是一种命令语言，包括了对作业处理的命令 和资源请求的命令。 (2) 批处理系统中作业的组织 作业申请：作业名、需用CPU时间，最迟完 成时间、资源请求(主存、外部)等。 操作说明书：操作命令(编辑、编译、连接、 运行等)，以及干预控制命令等。 程序与数据 (3) 上机方式：批处理系统或分时系统的后台操 作。 ★
三. 图形用户界面
1. 什么是图形化的用户界面 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。 (1)菜单驱动方式 是面向屏幕的交互方式，它将键盘命令以屏 幕显示、选择和交互输入的方式来实现。 命令和系统能完成的操作，用菜单分类分窗 口地在屏幕上列出; 用户像点菜一样选择命令或某种操作，以控 制系统去完成指定的工作. ★
指令时发生相应的中断，并发出有关信息给该处理机构。 处理程序去完成该系统调用所要求的功能。
1.用户在程序中如何使用操作系统提供的服 务？ 操作系统提供实现各种功能的例序 用访管方式(软中断)，实现对系统例序的 调用
中央 处理机 应用程序 系统调用
外 设 部 备 应 用 程 序
存储器
★
2. 访管指令的形式 一般形式： svc n svc：访管指令的操作码记忆符 n ：地址码(功能号) 其他形式： UNIX:trap n 用户程序中使用 emt n 系统程序中使用 DOS: int n int 21H 3. 访管中断
当处理机执行到访管指令时就发生中断，称为访 管中断。它表示当前运行程序对操作系统的某种服务请 求。★
4. 什么是系统功能调用 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。 它不是硬指令，而是带有功能号的“访管指 令”。其功能由操作系统中的一段程序来完成； 并由访管(软)中断转入。 操作系统提供一组子例程，每个子例程实现 一个功能，由访管指令的功能号指定。 例如： svc 0 显示一个字符 svc 1 打印一个字符串 ★
①租用专线的终端在加电后，终端与系统也 就连接上了。 ②借助于交换线的终端加电后，用户必须拨 计算机系统的电话号码，以建立终端用户与 系统的联系。如果电话接通，表示终端与系 统能连接，用户放下电话后就可使用终端； 电话不通，则重拨直到连接成功。
2. 用户注册 当终端与系统在线路上连接后，用户 输入“LOGIN”命令，向系统提出要执行一个 作业。 系统首先要识别用户，请用户输入口 令，经核对后认为口令正确，则系统接收该 终端用户。如果口令不对或资源暂时不能满 足，则不能接收终端用户。所以，注册过程 实际上也可看作是对终端作业的作业调度。
用户程序 访管中断 处理程序 例行子程序 入口地址表 例行子程序
a0 a1 an
A
A+0 A+1
svc n
保护现场； 取n值； 按n值散转；
+
a0 a1
Sub 0
Sub 1
恢复现场；
A+n
an
Sub 2
am
Sub n
★
2.5 分时作业管理
分时系统中不存在作业的概念。这是因 为在分时系统中。每个用户得到的时间片有 限，用户的程序和数据信息直接输入到内存 工作区中和其它程序一起抢占系统资源投入 执行，而不必进入外存输入井等待作业调度 程序选择。但进入内存有一个内存分配表。 ⑴ 在分时系统中，对终端作业都采用 “时间片轮转”的方法使每个作业都能在一 个“时间片”的时间内占有处理机执行。当 一个时间片用完后，它必须让出处理机给另 一个作业去占有执行。
⑶ 系统管理。该类命令主要用于系统维护、开 机与关机、增加或减少终端用户、计时收费等。一 般为系统管理员用。 ⑷ 文件管理。该类命令被用来管理和控制终端 用户的文件。例如：拷贝、移动、删除、改名等。 ⑸ 编辑、编译、链接装配和执行编辑命令被用 来帮助用户输入用户文件，不同的编辑器具有不同 的命令集合。增加、删除、插入、绘图等。编译和 链接装配命令则把用户输入的源程序文件编译成目 标代码文件之后再链接成可执行文件。执行命令则 将链接后的可执行代码文件送入内存启动执行。
2. 编辑命令。 和修改用户的文件，用户可以要求对一个文件删 去几行，插入几行，用一串新字符代替指定的字符等。 3.文件类命名。 列出文件目录，列出一个指定的文件，保存一个 文件，删除修改等。 4.调试类命令。 这类命令是为用户调试用机器指令编制的程序或 汇编语言编制的程序提供的手段。这类命令有：显示、 修改主存单元的内容、设置断点、跟踪、汇编、反汇 编，为用户联机调试和修改程序提供方便。
2. 图形化用户界面的特点 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 ★
四. 操作系统用户界面
各种命令接口界面（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） 系统调用（编程人员使用 系统调用来请求操作系统 提供服务，例如申请和释 放资源、控制程序的执行 过程）
3．作业控制
一个注册成功得用户就可以使用系统提 供的命令语言控制作业的执行。 4．用户退出
当用户不再需要使用终端时，打入 “LOGOUT”命令通知系统注销。这时系统收 回用户占用的系统资源且让其退出系统。
终端作业的控制
终端用户在终端上控制作业的执行分为四个 阶段： 1． 终端的连接 任何一个终端用户要使用终端时必须使自 己的终端设备与计算机系统在线路上接通，近 程终端是直接接在计算机系统的通道上，所以， 当终端设备加电后，终端就与系统连接上了。 远程终端是借助于租用专线或交换线连到计算 机系统上。
⑵ 一个具有分时兼批处理的计算机系统 中，把终端作业称为前台作业，把批处理作 业称为后台作业。终端作业优先于批处理作 业。如果有终端作业与批处理作业混合同时 执行时，把终端作业的就绪进程排成一个就 绪队列，而把有关批处理作业的就绪进程排 成另一个就绪队列。让终端作业先占有CPU。 若无终端作业，才去查批处理作业。使终端 作业用户满意，又能提高效率。
(2) 图符化的驱动方式 是一种面向屏幕的图形选择方式。 图符(Icon)：也称图标，是一个小小的图 像符号。它代表操作系统中的命令、系统服 务、操作功能、各种资源。 驱动方式: 当需要启动系统命令、请求系统资源或操 作功能时，可以选择代表它的图符，并借助 标记输入设备(鼠标器)，完成命令和操作的 选择及执行。 ★
操作系统为 用户提供两 个接口界面
1.使用操作命令进行作业控制有两种方 式：
联机方式 脱机方式
Biblioteka Baidu
联机方式
联机控制方式不同于脱机控制方式，它不要求 用户填写作业说明书，系统只为用户提供一组键盘 或其它操作方式的命令。用户使用系统提供的操作 命令和系统会话，交互地控制程序执行和管理计算 机系统。其工作过程是，用户在系统给出的提示符 下敲入特定的命令，直到作业执行结束。 联机控制方式： ⑴ 环境设置。 Config.sys ⑵ 执行权限管理（这些命令用来控制用户访问 系统和读写有关文件的权限）。例如：用户只有在 其口令经过系统核准后才能进入系统。
5. 调用方式
(1) 在汇编语言中：显式调用。如DOS中： 功能号 ＝＞ 寄存器 ah int 21 (2) 在一般高级语言中：隐式调用。如Pascal中： read ( ) (3)在C语言中 显式调用，如： trap 3 或用系统调用命令的函数形式，如： read ( ) ★
6.子例程的连接方式
操作系统内必须有事先编制好的实现这些功能的子
程序或过程，为了保证操作系统程序不被用户程序破坏，
一般操作系统都不允许用户程序访问操作系统的系统程
序和数据。 编程人员给定了系统调用命令和参数之后是怎样得 到系统? 调用时，产生一条相应的指令，处理机在执行到该 该处理机构在收到了处理机发来的信号后，启动相关的
脱机方式
脱机方式是用户将作业的执行顺序 和出错处理方法一并以作业控制说明书 的方式或命令文件中所规定的顺序控制 作业的执行。 在执行过程中，用户无法干涉，只 能等待作业正常执行结束或出错停止之 后查看之行结果或出错信息，以便修改 作业内容或控制过程。
2.4 系统调用
系统调用象一个黑箱子那样，对用户屏蔽 了操作系统的具体动作，只提供有关功能： 1.设备管理。系统调用被用来请求和释放 有关设备，以及启动设备操作等。 2.文件管理。对文件的读、写、创建、删 除等。 3.进程控制。（后面章节再讲） 4.进程通信。 5.存储管理。 6.线程管理。
2. 键盘命令 交互式系统为联机用户(与系统交互的 用户)提供键盘命令。 (1)什么是键盘命令 是操作系统为联机用户提供的一组操作 命令，用户通过键盘输入这些命令来直接控 制和干预程序的运行 。 (2)键盘命令的功能及上机的过程 要成为系统的合法用户，必须先申请一个帐 号。 上机的过程是： ★
(a) 注册(Login) 输入用户名和口令。用于： 验证用户的合法性、建立用户所需的环境。 (b) 通信 指用户与计算机之间的交互操作，用于： 申请资源、控制上机过程、运行程序等。 (c) 注销(Logout) 退出系统。目的： 终止系统的记帐； 保护用户免受他人的侵害。 ★
2.6 终端作业的管理 命令语言 终端作业的控制
命令语言
不同的计算机提供给用户使用的操作控制命令 是各不相同的，但它们都有一个共同点，每一条命 令必须含有请求“做什么”要求“怎么做”的一些 “参数”。在有些命令中参数是可以缺省的。 1.“注册”和“注销”命令。 LOGIN 用户名 作业名 用户用该命令提出注册要求，表示用户要求处 理一个作业，用户可在终端上控制作业执行。当作 业执行完后用户用“LOGOUT”命令要求退出系统，系 统就为用户做注销工作。
操作系统提供的用户界面
系统功能调用 操作命令：
作业控制语言
键盘命令 图形界面
操 作 系 统
★
二、操作命令
操作命令的类型可分为： 作业控制语言 ：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 图形用户界面 ：用于分时操作系统和个人 计算机操作系统
★
用户界面的例子： DOS 键盘命令 系统功能调用 Windows 98 图形用户界面 系统功能调用 unix系统(linux) 键盘命令 系统功能调用 图形用户界面 ★
⑹ 通信。用来进行远程终端之间的呼叫、连接 以及断开等。从而在主机和终端之间建立会话信道， 还进主机和主机之间的信息发送与接收、显示、编 辑等工作。 ⑺ 资源要求。用户使用该类命令向系统中申请 资源，例如申请某台外围设备等。现在操作系统中， 大都提供批处理方式和联机处理方式。不用编译命 令，直接用RUN。它先编译，后执行，减少了人工插 入。
2.3 命令控制界面
一. 操作系统用户界面的概念
1. 什么是操作系统的用户界面 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 (即：提供的功能，及使用的方式)。 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计算机系统。 ★
2. 操作系统提供的用户界面 (1) 操作命令(命令接口) 用户使用这个操作界面来组织上机的工作 流程和控制程序的运行 (2) 系统功能服务界面(程序接口) 用户程序在其运行过程中，使用系统功能 调用来请求操作系统的服务 ★
7. 系统功能调用的实现
1. 作业控制语言
在脱机方式下，系统提供作业控制语言(JCL)。 (1) 什么是作业控制语言 是一种命令语言，包括了对作业处理的命令 和资源请求的命令。 (2) 批处理系统中作业的组织 作业申请：作业名、需用CPU时间，最迟完 成时间、资源请求(主存、外部)等。 操作说明书：操作命令(编辑、编译、连接、 运行等)，以及干预控制命令等。 程序与数据 (3) 上机方式：批处理系统或分时系统的后台操 作。 ★
三. 图形用户界面
1. 什么是图形化的用户界面 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。 (1)菜单驱动方式 是面向屏幕的交互方式，它将键盘命令以屏 幕显示、选择和交互输入的方式来实现。 命令和系统能完成的操作，用菜单分类分窗 口地在屏幕上列出; 用户像点菜一样选择命令或某种操作，以控 制系统去完成指定的工作. ★
指令时发生相应的中断，并发出有关信息给该处理机构。 处理程序去完成该系统调用所要求的功能。
1.用户在程序中如何使用操作系统提供的服 务？ 操作系统提供实现各种功能的例序 用访管方式(软中断)，实现对系统例序的 调用
中央 处理机 应用程序 系统调用
外 设 部 备 应 用 程 序
存储器
★
2. 访管指令的形式 一般形式： svc n svc：访管指令的操作码记忆符 n ：地址码(功能号) 其他形式： UNIX:trap n 用户程序中使用 emt n 系统程序中使用 DOS: int n int 21H 3. 访管中断
当处理机执行到访管指令时就发生中断，称为访 管中断。它表示当前运行程序对操作系统的某种服务请 求。★
4. 什么是系统功能调用 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。 它不是硬指令，而是带有功能号的“访管指 令”。其功能由操作系统中的一段程序来完成； 并由访管(软)中断转入。 操作系统提供一组子例程，每个子例程实现 一个功能，由访管指令的功能号指定。 例如： svc 0 显示一个字符 svc 1 打印一个字符串 ★
①租用专线的终端在加电后，终端与系统也 就连接上了。 ②借助于交换线的终端加电后，用户必须拨 计算机系统的电话号码，以建立终端用户与 系统的联系。如果电话接通，表示终端与系 统能连接，用户放下电话后就可使用终端； 电话不通，则重拨直到连接成功。
2. 用户注册 当终端与系统在线路上连接后，用户 输入“LOGIN”命令，向系统提出要执行一个 作业。 系统首先要识别用户，请用户输入口 令，经核对后认为口令正确，则系统接收该 终端用户。如果口令不对或资源暂时不能满 足，则不能接收终端用户。所以，注册过程 实际上也可看作是对终端作业的作业调度。
用户程序 访管中断 处理程序 例行子程序 入口地址表 例行子程序
a0 a1 an
A
A+0 A+1
svc n
保护现场； 取n值； 按n值散转；
+
a0 a1
Sub 0
Sub 1
恢复现场；
A+n
an
Sub 2
am
Sub n
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2.5 分时作业管理
分时系统中不存在作业的概念。这是因 为在分时系统中。每个用户得到的时间片有 限，用户的程序和数据信息直接输入到内存 工作区中和其它程序一起抢占系统资源投入 执行，而不必进入外存输入井等待作业调度 程序选择。但进入内存有一个内存分配表。 ⑴ 在分时系统中，对终端作业都采用 “时间片轮转”的方法使每个作业都能在一 个“时间片”的时间内占有处理机执行。当 一个时间片用完后，它必须让出处理机给另 一个作业去占有执行。
⑶ 系统管理。该类命令主要用于系统维护、开 机与关机、增加或减少终端用户、计时收费等。一 般为系统管理员用。 ⑷ 文件管理。该类命令被用来管理和控制终端 用户的文件。例如：拷贝、移动、删除、改名等。 ⑸ 编辑、编译、链接装配和执行编辑命令被用 来帮助用户输入用户文件，不同的编辑器具有不同 的命令集合。增加、删除、插入、绘图等。编译和 链接装配命令则把用户输入的源程序文件编译成目 标代码文件之后再链接成可执行文件。执行命令则 将链接后的可执行代码文件送入内存启动执行。
2. 编辑命令。 和修改用户的文件，用户可以要求对一个文件删 去几行，插入几行，用一串新字符代替指定的字符等。 3.文件类命名。 列出文件目录，列出一个指定的文件，保存一个 文件，删除修改等。 4.调试类命令。 这类命令是为用户调试用机器指令编制的程序或 汇编语言编制的程序提供的手段。这类命令有：显示、 修改主存单元的内容、设置断点、跟踪、汇编、反汇 编，为用户联机调试和修改程序提供方便。
2. 图形化用户界面的特点 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 ★
四. 操作系统用户界面
各种命令接口界面（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） 系统调用（编程人员使用 系统调用来请求操作系统 提供服务，例如申请和释 放资源、控制程序的执行 过程）
3．作业控制
一个注册成功得用户就可以使用系统提 供的命令语言控制作业的执行。 4．用户退出
当用户不再需要使用终端时，打入 “LOGOUT”命令通知系统注销。这时系统收 回用户占用的系统资源且让其退出系统。
终端作业的控制
终端用户在终端上控制作业的执行分为四个 阶段： 1． 终端的连接 任何一个终端用户要使用终端时必须使自 己的终端设备与计算机系统在线路上接通，近 程终端是直接接在计算机系统的通道上，所以， 当终端设备加电后，终端就与系统连接上了。 远程终端是借助于租用专线或交换线连到计算 机系统上。
⑵ 一个具有分时兼批处理的计算机系统 中，把终端作业称为前台作业，把批处理作 业称为后台作业。终端作业优先于批处理作 业。如果有终端作业与批处理作业混合同时 执行时，把终端作业的就绪进程排成一个就 绪队列，而把有关批处理作业的就绪进程排 成另一个就绪队列。让终端作业先占有CPU。 若无终端作业，才去查批处理作业。使终端 作业用户满意，又能提高效率。
(2) 图符化的驱动方式 是一种面向屏幕的图形选择方式。 图符(Icon)：也称图标，是一个小小的图 像符号。它代表操作系统中的命令、系统服 务、操作功能、各种资源。 驱动方式: 当需要启动系统命令、请求系统资源或操 作功能时，可以选择代表它的图符，并借助 标记输入设备(鼠标器)，完成命令和操作的 选择及执行。 ★
操作系统为 用户提供两 个接口界面
1.使用操作命令进行作业控制有两种方 式：
联机方式 脱机方式
Biblioteka Baidu
联机方式
联机控制方式不同于脱机控制方式，它不要求 用户填写作业说明书，系统只为用户提供一组键盘 或其它操作方式的命令。用户使用系统提供的操作 命令和系统会话，交互地控制程序执行和管理计算 机系统。其工作过程是，用户在系统给出的提示符 下敲入特定的命令，直到作业执行结束。 联机控制方式： ⑴ 环境设置。 Config.sys ⑵ 执行权限管理（这些命令用来控制用户访问 系统和读写有关文件的权限）。例如：用户只有在 其口令经过系统核准后才能进入系统。
5. 调用方式
(1) 在汇编语言中：显式调用。如DOS中： 功能号 ＝＞ 寄存器 ah int 21 (2) 在一般高级语言中：隐式调用。如Pascal中： read ( ) (3)在C语言中 显式调用，如： trap 3 或用系统调用命令的函数形式，如： read ( ) ★
6.子例程的连接方式
操作系统内必须有事先编制好的实现这些功能的子
程序或过程，为了保证操作系统程序不被用户程序破坏，
一般操作系统都不允许用户程序访问操作系统的系统程
序和数据。 编程人员给定了系统调用命令和参数之后是怎样得 到系统? 调用时，产生一条相应的指令，处理机在执行到该 该处理机构在收到了处理机发来的信号后，启动相关的
脱机方式
脱机方式是用户将作业的执行顺序 和出错处理方法一并以作业控制说明书 的方式或命令文件中所规定的顺序控制 作业的执行。 在执行过程中，用户无法干涉，只 能等待作业正常执行结束或出错停止之 后查看之行结果或出错信息，以便修改 作业内容或控制过程。
2.4 系统调用
系统调用象一个黑箱子那样，对用户屏蔽 了操作系统的具体动作，只提供有关功能： 1.设备管理。系统调用被用来请求和释放 有关设备，以及启动设备操作等。 2.文件管理。对文件的读、写、创建、删 除等。 3.进程控制。（后面章节再讲） 4.进程通信。 5.存储管理。 6.线程管理。
2. 键盘命令 交互式系统为联机用户(与系统交互的 用户)提供键盘命令。 (1)什么是键盘命令 是操作系统为联机用户提供的一组操作 命令，用户通过键盘输入这些命令来直接控 制和干预程序的运行 。 (2)键盘命令的功能及上机的过程 要成为系统的合法用户，必须先申请一个帐 号。 上机的过程是： ★
(a) 注册(Login) 输入用户名和口令。用于： 验证用户的合法性、建立用户所需的环境。 (b) 通信 指用户与计算机之间的交互操作，用于： 申请资源、控制上机过程、运行程序等。 (c) 注销(Logout) 退出系统。目的： 终止系统的记帐； 保护用户免受他人的侵害。 ★
2.6 终端作业的管理 命令语言 终端作业的控制
命令语言
不同的计算机提供给用户使用的操作控制命令 是各不相同的，但它们都有一个共同点，每一条命 令必须含有请求“做什么”要求“怎么做”的一些 “参数”。在有些命令中参数是可以缺省的。 1.“注册”和“注销”命令。 LOGIN 用户名 作业名 用户用该命令提出注册要求，表示用户要求处 理一个作业，用户可在终端上控制作业执行。当作 业执行完后用户用“LOGOUT”命令要求退出系统，系 统就为用户做注销工作。
操作系统提供的用户界面
系统功能调用 操作命令：
作业控制语言
键盘命令 图形界面
操 作 系 统
★
二、操作命令
操作命令的类型可分为： 作业控制语言 ：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 图形用户界面 ：用于分时操作系统和个人 计算机操作系统
★
用户界面的例子： DOS 键盘命令 系统功能调用 Windows 98 图形用户界面 系统功能调用 unix系统(linux) 键盘命令 系统功能调用 图形用户界面 ★
⑹ 通信。用来进行远程终端之间的呼叫、连接 以及断开等。从而在主机和终端之间建立会话信道， 还进主机和主机之间的信息发送与接收、显示、编 辑等工作。 ⑺ 资源要求。用户使用该类命令向系统中申请 资源，例如申请某台外围设备等。现在操作系统中， 大都提供批处理方式和联机处理方式。不用编译命 令，直接用RUN。它先编译，后执行，减少了人工插 入。
2.3 命令控制界面
一. 操作系统用户界面的概念
1. 什么是操作系统的用户界面 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 (即：提供的功能，及使用的方式)。 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计算机系统。 ★
2. 操作系统提供的用户界面 (1) 操作命令(命令接口) 用户使用这个操作界面来组织上机的工作 流程和控制程序的运行 (2) 系统功能服务界面(程序接口) 用户程序在其运行过程中，使用系统功能 调用来请求操作系统的服务 ★