第二章操作系统用户界面

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2.4 系统调用
系 统 调 用 ， 也 称 为 应 用 编 程 接 口 API Application Programming Interface ， 允许运行程序调用操作系统的服务和功 OS提供给编程人员的唯一接口 能，是OS提供给编程人员的唯一接口 编程人员利用系统调用， 编程人员利用系统调用 ， 在源程序一级 使用这些系统调用， 使用这些系统调用 ， 可获得操作系统的 底层服务， 底层服务 ， 使用或访问系统的各种软硬 件资源（ 件资源 （ 请求使用各种外部设备进行信 息传输、向系统申请资源等） 息传输、向系统申请资源等）
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作业步（job step) 作业步（ 作业由不同的顺序相连的作业步组成 作业处理过程中一个相对独立的步骤 批处理是以作业为单位执行的，现在一 批处理是以作业为单位执行的， 般不太使用作业的概念
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批处理系统提供作业控制语言（ 批处理系统提供作业控制语言（批处 理系统的用户界面JCL JCL， 理系统的用户界面JCL，Job Control Language）， ），用于写作业说明书 Language），用于写作业说明书
不同的OS提供有不同的系统调用， 不同的OS提供有不同的系统调用，一般 OS提供有不同的系统调用 每个OS OS为用户提供几十到几百条系统 每个 OS 为用户提供几十到几百条系统 调用
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系统调用的处理过程
系统调用陷入机构
保护CPU现场 保护CPU现场 CPU 入口地址表 A0 A0 SUB0
系统调用处理子程序
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通常仅汇编程序员才会接触到系统调用, 通常仅汇编程序员才会接触到系统调用,而 高级语言程序员通常接触不到系统调用, 高级语言程序员通常接触不到系统调用,只 接触库函数
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2.1 一般用户的输入输出方式 作业的定义 在一次应用业务处理过程中，从输入开 在一次应用业务处理过程中， 始到输出结束， 始到输出结束，用户要求计算机所作的 有关该次业务处理的全部工作称为一个 作业 作业看作是用户向计算机提交任务的任 务集合，如一次计算、 务集合，如一次计算、一个控制过程等 作业是比程序更广泛的概念，由程序、 作业是比程序更广泛的概念，由程序、 数据和作业说明书组成
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作业说明书 通过作业说明书控制文件形式的程序和 数据，使之执行和操作。 数据，使之执行和操作。表达用户对作 业的控制意图。 业的控制意图。 作业的基本描述：用户名、 作业的基本描述：用户名、作业名等 作业控制描述： 作业控制描述：作业在执行过程中的控 制方式，联机/脱机、 制方式，联机/脱机、各作业步的操作 顺序等 资源要求描述：要求内存大小、 资源要求描述：要求内存大小、外设种 类和台数、 类和台数、所需库函数等
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系统调用象一个黑盒子一样， 系统调用象一个黑盒子一样，对用户 屏蔽了OS OS的具体动作而只提供有关的 屏蔽了OS的具体动作而只提供有关的 功能。事实上， 功能。事实上，命令控制界面也是在 系统调用的集成上开发而成的
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系统调用有如下几类： 系统调用有如下几类：
设备管理 文件管理 进程控制 进程通信 存储管理 线程管理
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作业控制块（JCB： Block） 作业控制块（JCB：Job Control Block）
由作业说明书在系统中生成的一个表格, 由作业说明书在系统中生成的一个表格,保存 系统对于作业进行管理所需要的全部信息 操作系统通过该表了解到作业要求， 操作系统通过该表了解到作业要求，进行资 源分配和控制作业 JCB是批处理作业存在的标志 JCB是批处理作业存在的标志 当作业开始由输入设备向磁盘传输时，系统 当作业开始由输入设备向磁盘传输时， 输入程序为其建立一个JCB 并进行初始化， JCB， 输入程序为其建立一个JCB，并进行初始化， 初始化的大部分信息取自作业说明书 作业完成后，其作业控制块由系统撤消。 作业完成后，其作业控制块由系统撤消。作 业控制块被撤消后其作业也不复存在
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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 系统（ Spooling系统（外围设备同时联机操 作） 网络联机方式
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2.2 命令控制界面
为用户提供的各种命令接口界面 菜单、 命令行、 图形界面、 （ 菜单 、 命令行 、 图形界面 、 作业 控制语言( 命令) 控制语言 ( 命令 ) 等 ） ， 用户可利用 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
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系统调用的参数传递 一是由陷入指令自带参数 二是通过通用寄存器传递参数， 二是通过通用寄存器传递参数，或 在内存的一个块或表中存放参数， 在内存的一个块或表中存放参数， 其首地址送入寄存器， 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
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第二章 OS用户界面 小结 OS用户界面
第2章 操作系统的用户界面
1 2 3 4 一般用户的输入输出方式 作业的基本概念 命令控制界面 系统调用
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操作系统为用户提供的接口体现在： 操作系统为用户提供的接口体现在： 一是为用户提供的各种命令控制界面接口 菜单、命令行、图形界面、 （菜单、命令行、图形界面、作业控制语 言等） 言等），用户可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； 和控制作业的执行或管理计算机系统； 二是操作系统为用户提供的系统调用（ 二是操作系统为用户提供的系统调用（程 序接口） 序接口），用户可以在源程序一级使用这 些系统调用 ， 请求操作系统提供的服务 （如，请求使用各种外部设备进行信息传 向系统申请资源等） 输、向系统申请资源等）
OS提供的两类用户界面 OS提供的两类用户界面 作业的相关概念 系统调用的实现过程
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第二章 作业
P36习题 P36习题 2.2 2.5 2.7 S的命令控制界面的好坏成为决 OS的命令控制界面的好坏成为决 定该系统是否能受到欢迎的重要因素 在当前的OS OS中 在当前的OS中，命令已经被开发成了 能用鼠标点击而执行的简单的菜单或 小巧的图标
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随着计算机技术、多媒体技术的发展， 随着计算机技术、多媒体技术的发展， 其发展方向是可视化、集成化、智能化。 其发展方向是可视化、集成化、智能化。 操作系统为用户提供的是一个更友好的、 操作系统为用户提供的是一个更友好的、 更直观的、易懂的、图文并茂的、 更直观的、易懂的、图文并茂的、且具 有一定智能的计算环境。 有一定智能的计算环境。用户可以通过 文字、图像、声音等媒体，以及键盘、 文字、图像、声音等媒体，以及键盘、 鼠标、扫描仪、 鼠标、扫描仪、声音装置等部件来驱动 操作系统提供的命令和用户扩充的自定 义命令，从而达到轻松、 义命令，从而达到轻松、方便地使用计 算机的目的。 算机的目的。
用户程序
陷入指令
取系统功能号 找入口地址表 相应入口地址
A1
A1
SUB1
… …
…
System Call
Ai
Ai
SUBi
…
…
An
结束处理 恢复现场
An
SUBn
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系统调用的实现要点 编写系统调用处理程序 设计一张系统调用入口地址表， 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 陷阱（trap或称陷入 处理机制， 或称陷入） 陷阱（trap或称陷入）处理机制，将 陷阱指令中所包含的指令号与该入口 地址表对应起来 需开辟现场保护区， 需开辟现场保护区，以保存发生系统 调用时的处理器现场