《操作系统接口》PPT课件

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1、第九章操作系统接口OS——用户与计算机之间的接口。接口类型用户接口支持用户与OS的交互：用户向OS请求服务，系统向用户返回服务结果。程序接口即API（ApplicationProgrammingInterface）支持程序员编程时使用，使程序可在执行中访问系统资源和服务。组成：系统调用(systemcall)，每个系统调用是一个能完成特定功能的子程序(访问OS底层服务)。用户接口用户接口是计算机系统与用户之间进行交互作用和通信的通路。对绝大多数用户而言，一个计算机系统的可接受性在很大程度上取决于用户接口。用户接口可分为

2、两类：联机用户接口脱机用户接口7.1联机用户接口联机用户接口也叫联机命令接口、交互式用户接口，用于联机作业控制，由一组可与系统交互的命令组成。两种形式：字符方式终端——字符流键盘终端——输入命令显示终端——反馈结果图形方式图标、菜单、对话框命令语言用户组终端键盘键入的命令被称为命令语言，由一组命令动词和参数组成，以命令行的形式输入并提交给系统。每一条命令指示系统完成特定的功能。完整的命令集反映了系统提供给用户可使用的全部功能。命令语言又可分为两种方式：命令行方式批命令方式命令行方式用户从终端直接输入命令，系统反馈后才能

3、输入下一条命令的执行时间断的，伴随着用户和系统之间的不断交互一般形式：Commandarg1arg2…argn批命令方式将多条命令写入批命令文件，一次建立，多次执行。如，MS-DOS中的.BAT文件。用户不必记忆和键入命令，系统可连续执行多条命令，可减少出错和提高效率。7.1.2联机命令的类型系统访问类磁盘操作命令文件操作命令目录操作命令其它命令命令接口的支持程序为了实现命令方式下的人机交互，系统需配备：键盘终端处理程序命令解释程序7.1.3键盘终端处理程序功能：接收用户从终端上打入的字符字符缓冲，用于暂存所接收的字符

4、回送显示屏幕编辑特殊字符处理7.1.4命令解释程序位于是OS的最高层，以便与用户交互。功能：先对用户输入的命令进行解释再转入相应命令的处理程序去执行例如：MS-DOS中的COMMAND.COMUNIX中的Shell7.1.4命令解释程序作用在屏幕上给出提示符，读入和识别命令，转入相应命令处理程序的入口地址，把控制权交给该处理程序执行，将处理结果回送到屏幕显示。组成工作流程7.3系统调用程序接口：OS专为用户程序设置的接口，是用户程序取得OS服务的唯一途径，由各种类型的系统调用组成。系统调用的概念系统调用的类型POSIX

5、标准系统调用的实现7.3.1系统调用的基本概念OS核心中的一组实现各种系统功能的子程序（过程），可以提供给应用程序使用。但是，为了避免破坏OS，不允许用户程序直接调用这些子程序（过程），OS提供了一系列系统调用命令，应用程序只能通过系统调用去调用所需系统过程。系统态和用户态为了防止系统程序被破坏，为计算机设置了两种状态：系统态(管态、核心态)操作系统用户态(目态)应用程序实际运行中，处理机会在系统态和用户态切换。使用系统调用时，需要进行两种状态的切换。特权指令和非特权指令特权指令系统态时运行的指令对内存空间访问不受限制

6、，可访问用户空间，也可访问系统空间如：启动外设、设置系统时钟、关中断…只允许操作系统使用，不允许应用程序使用非特权指令用户态时运行的指令只能访问用户空间不能直接访问系统中的硬件和软件，避免应用程序运行异常时破坏系统采用硬件实现权限的限制系统调用前述机制带来的矛盾：为了安全性，应用程序不能直接调用操作系统过程不使用操作系统提供的服务，应用程序做不了什么有价值的工作，甚至无法正常工作系统调用的作用：使应用程序可以间接调用OS的相关过程，取得相应的服务。系统调用的本质应用程序向OS请求服务时的过程调用是一种特殊的过程调用系统

7、调用的特殊性与一般的过程调用相比，系统调用具有一定的特殊性系统调用一般过程调用运行状态主调程序：用户态被调程序：系统态主调程序和被调程序同在用户态或系统态状态切换通过软中断进入状态切换不切换返回问题可能引起调度不调度嵌套调用有深度限制不限制深度系统态用户态系统调用举例——读写文件读写opencreatereadwritecloseexit…用户程序系统调用输入文件输出文件中断机制系统调用通过中断机制实现，一个操作系统的所有系统调用都通过同一个中断入口来实现。如：MS-DOS提供了INT21HLinux使用80h7.3.

8、2系统调用的类型进程控制创建/终止进程，获得/设置进程属性，等待某事件文件操纵创建/删除文件，打开/关闭文件，读/写文件进程通信打开/接受连接；发送/接收消息，关闭连接设备管理申请/释放设备、设备I/O、重定向、设置设备属性、逻辑上连接/释放设备等信息维护获得系统时间/版本，文件时间/日期，当前用户，空闲内存、磁盘空间大小等7.3