操作系统课件第二章.pptx
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1、第2章 用户界面操作系统是用户与计算机硬件之间的接口,用户通过操作操作系统是用户与计算机硬件之间的接口,用户通过操作操作系统是用户与计算机硬件之间的接口,用户通过操作操作系统是用户与计算机硬件之间的接口,用户通过操作系统的帮助,可以快速、有效和安全地操作计算机系统中系统的帮助,可以快速、有效和安全地操作计算机系统中系统的帮助,可以快速、有效和安全地操作计算机系统中系统的帮助,可以快速、有效和安全地操作计算机系统中的各类资源,处理自己的程序。为了方便地使用操作系统,的各类资源,处理自己的程序。为了方便地使用操作系统,的各类资源,处理自己的程序。为了方便地使用操作系统,的各类资源,处理自己的程序。
2、为了方便地使用操作系统,操作系统向用户提供了操作系统向用户提供了操作系统向用户提供了操作系统向用户提供了“用户与操作系统之间的接口用户与操作系统之间的接口用户与操作系统之间的接口用户与操作系统之间的接口”,通常也称为用户界面。该界面支持用户与操作系统之间进通常也称为用户界面。该界面支持用户与操作系统之间进通常也称为用户界面。该界面支持用户与操作系统之间进通常也称为用户界面。该界面支持用户与操作系统之间进行交互,即用户向操作系统提出请求,操作系统把结果返行交互,即用户向操作系统提出请求,操作系统把结果返行交互,即用户向操作系统提出请求,操作系统把结果返行交互,即用户向操作系统提出请求,操作系统把
3、结果返回给用户。回给用户。回给用户。回给用户。用户界面以多种形式呈现在用户面前,一种是联机命令形用户界面以多种形式呈现在用户面前,一种是联机命令形用户界面以多种形式呈现在用户面前,一种是联机命令形用户界面以多种形式呈现在用户面前,一种是联机命令形式,直接提供给用户在终端上使用;另一种是系统调用形式,直接提供给用户在终端上使用;另一种是系统调用形式,直接提供给用户在终端上使用;另一种是系统调用形式,直接提供给用户在终端上使用;另一种是系统调用形式,提供给用户编程时使用。在现代操作系统中,为进一式,提供给用户编程时使用。在现代操作系统中,为进一式,提供给用户编程时使用。在现代操作系统中,为进一式,
4、提供给用户编程时使用。在现代操作系统中,为进一步方便用户使用计算机,又增加了一种图形接口。在步方便用户使用计算机,又增加了一种图形接口。在步方便用户使用计算机,又增加了一种图形接口。在步方便用户使用计算机,又增加了一种图形接口。在InternetInternet广为流行的今天,又出现了一种面向网络的网络广为流行的今天,又出现了一种面向网络的网络广为流行的今天,又出现了一种面向网络的网络广为流行的今天,又出现了一种面向网络的网络用户接口。用户接口。用户接口。用户接口。第2章 用户界面 2.1 2.1 用户工作环境用户工作环境用户工作环境用户工作环境2.2 2.2 操作系统用户界面操作系统用户界面
5、操作系统用户界面操作系统用户界面2.3 2.3 系统调用系统调用系统调用系统调用2.4 Linux2.4 Linux的用户界面的用户界面的用户界面的用户界面2.1 2.1 用户工作环境用户工作环境 2.1.1 用户环境用户环境2.1.2 系统生成和系统启动系统生成和系统启动2.1.3 运行一个用户程序的过程运行一个用户程序的过程 2.1.1 用户环境用户环境形成用户环境包含下面形成用户环境包含下面3个方面的工作。个方面的工作。设计合理的操作命令,它允许用户处理设计合理的操作命令,它允许用户处理由操作系统支持的各种目标,如设备、文由操作系统支持的各种目标,如设备、文件、进程。件、进程。提供各种硬
6、件资源,并要提供关于操作提供各种硬件资源,并要提供关于操作系统的使用说明。系统的使用说明。将操作系统装入计算机,并对系统参数将操作系统装入计算机,并对系统参数和控制结构进行初始化,以使计算机系统和控制结构进行初始化,以使计算机系统能够为用户工作。能够为用户工作。2.1.2 系统生成和系统启动系统生成和系统启动系统初启又叫系统引导。它的任务是把操系统初启又叫系统引导。它的任务是把操作系统的必要部分装入内存并使系统运行,作系统的必要部分装入内存并使系统运行,最终使系统处于命令接收状态最终使系统处于命令接收状态。系统引导分为系统引导分为3个阶段。个阶段。l l初始引导:把系统核心装入内存中的指定位初
7、始引导:把系统核心装入内存中的指定位初始引导:把系统核心装入内存中的指定位初始引导:把系统核心装入内存中的指定位置,并在指定地址启动。置,并在指定地址启动。置,并在指定地址启动。置,并在指定地址启动。l l核心初始化:执行系统核心的初启子程序,核心初始化:执行系统核心的初启子程序,核心初始化:执行系统核心的初启子程序,核心初始化:执行系统核心的初启子程序,初始化系统核心数据。初始化系统核心数据。初始化系统核心数据。初始化系统核心数据。l l系统初始化:为用户使用系统做准备。系统初始化:为用户使用系统做准备。系统初始化:为用户使用系统做准备。系统初始化:为用户使用系统做准备。(1)初始引导)初始
8、引导初始引导也叫自举。自举的含义是操作系初始引导也叫自举。自举的含义是操作系统把自己建立起来,这是目前大多数系统统把自己建立起来,这是目前大多数系统所常用的一种引导方法。所常用的一种引导方法。初始引导的任务就是把核心送入内存并启初始引导的任务就是把核心送入内存并启动它运行。系统核心是存放在辅存上的。动它运行。系统核心是存放在辅存上的。如何能在辅存上的文件中找到这个核心并如何能在辅存上的文件中找到这个核心并送到内存中,这需要有一程序做这件事,送到内存中,这需要有一程序做这件事,该程序称为装配程序。该程序称为装配程序。然而,这一装配程序也在辅存中,如何把然而,这一装配程序也在辅存中,如何把该装配程
9、序首先装入内存呢?该装配程序首先装入内存呢?这需要有一个初始引导程序,而且这个程这需要有一个初始引导程序,而且这个程序必须在一开机时能自动运行,这就只有序必须在一开机时能自动运行,这就只有求助于硬件了。求助于硬件了。在现代大多数计算机系统中,在它的只读存储器在现代大多数计算机系统中,在它的只读存储器在现代大多数计算机系统中,在它的只读存储器在现代大多数计算机系统中,在它的只读存储器中都有一段用于初始引导的固化代码。中都有一段用于初始引导的固化代码。中都有一段用于初始引导的固化代码。中都有一段用于初始引导的固化代码。当系统加电或按下某种按钮时,硬件电子线路便当系统加电或按下某种按钮时,硬件电子线
10、路便当系统加电或按下某种按钮时,硬件电子线路便当系统加电或按下某种按钮时,硬件电子线路便会自动地把只读存储器中这段初始引导程序读入会自动地把只读存储器中这段初始引导程序读入会自动地把只读存储器中这段初始引导程序读入会自动地把只读存储器中这段初始引导程序读入内存,并将内存,并将内存,并将内存,并将CPUCPU的控制权交给它。的控制权交给它。的控制权交给它。的控制权交给它。初始引导程序的任务是将辅存中的装配程序读入初始引导程序的任务是将辅存中的装配程序读入初始引导程序的任务是将辅存中的装配程序读入初始引导程序的任务是将辅存中的装配程序读入内存。这个装配程序必须存放在辅存的固定位置内存。这个装配程序
11、必须存放在辅存的固定位置内存。这个装配程序必须存放在辅存的固定位置内存。这个装配程序必须存放在辅存的固定位置(称为引导块)上,只读存储器只会从这个引导(称为引导块)上,只读存储器只会从这个引导(称为引导块)上,只读存储器只会从这个引导(称为引导块)上,只读存储器只会从这个引导块中读取内容。这就要求将装配程序事先存放在块中读取内容。这就要求将装配程序事先存放在块中读取内容。这就要求将装配程序事先存放在块中读取内容。这就要求将装配程序事先存放在这个引导块上。这个引导块上。这个引导块上。这个引导块上。(2)核心初始化)核心初始化 核心页表寄存器与核心数据初始化。核心页表寄存器与核心数据初始化。建立建
12、立0号进程。号进程。0号进程是系统建立的第号进程是系统建立的第1个且永远处于核心态的唯一的进程。它的个且永远处于核心态的唯一的进程。它的主要任务是按照系统的需要把即将运行的主要任务是按照系统的需要把即将运行的进程送入内存,并把近期内不运行的进程进程送入内存,并把近期内不运行的进程送到辅存上。送到辅存上。建立建立1号进程。号进程。1号进程是建立初始进程,号进程是建立初始进程,它的作用是实现系统的初始化。它的作用是实现系统的初始化。(3)系统初始化)系统初始化这一阶段的主要任务是做好一切准备工作,使系这一阶段的主要任务是做好一切准备工作,使系这一阶段的主要任务是做好一切准备工作,使系这一阶段的主要
13、任务是做好一切准备工作,使系统处于命令接受状态,这时用户可以使用机器了。统处于命令接受状态,这时用户可以使用机器了。统处于命令接受状态,这时用户可以使用机器了。统处于命令接受状态,这时用户可以使用机器了。系统初始化是由系统初始化是由系统初始化是由系统初始化是由1 1号进程执行初始化程序实现的。号进程执行初始化程序实现的。号进程执行初始化程序实现的。号进程执行初始化程序实现的。它分为两个阶段完成:它分为两个阶段完成:它分为两个阶段完成:它分为两个阶段完成:l l为控制台终端建造一个进程,执行命令解释程序,接为控制台终端建造一个进程,执行命令解释程序,接为控制台终端建造一个进程,执行命令解释程序,
14、接为控制台终端建造一个进程,执行命令解释程序,接受操作员或用户的命令;受操作员或用户的命令;受操作员或用户的命令;受操作员或用户的命令;l l系统继续为若干用户终端建立命令解释进程,接受一系统继续为若干用户终端建立命令解释进程,接受一系统继续为若干用户终端建立命令解释进程,接受一系统继续为若干用户终端建立命令解释进程,接受一般用户的命令(这一环境称为多用户环境)。这时,般用户的命令(这一环境称为多用户环境)。这时,般用户的命令(这一环境称为多用户环境)。这时,般用户的命令(这一环境称为多用户环境)。这时,一般用户就可以用系统了,系统初启全部完成。一般用户就可以用系统了,系统初启全部完成。一般用
15、户就可以用系统了,系统初启全部完成。一般用户就可以用系统了,系统初启全部完成。2.1.3 运行一个用户程序的过程运行一个用户程序的过程控制计算机工作的最简单的办法是,由操作员通控制计算机工作的最简单的办法是,由操作员通控制计算机工作的最简单的办法是,由操作员通控制计算机工作的最简单的办法是,由操作员通过控制台(或用户在终端设备上)键入一条条命过控制台(或用户在终端设备上)键入一条条命过控制台(或用户在终端设备上)键入一条条命过控制台(或用户在终端设备上)键入一条条命令。令。令。令。用户可先将源程序通过编辑建立在磁盘上,接着用户可先将源程序通过编辑建立在磁盘上,接着用户可先将源程序通过编辑建立在
16、磁盘上,接着用户可先将源程序通过编辑建立在磁盘上,接着发发发发“编译编译编译编译”命令,操作系统接到这条命令后,将命令,操作系统接到这条命令后,将命令,操作系统接到这条命令后,将命令,操作系统接到这条命令后,将编译程序调入内存并启动它工作。编译程序调入内存并启动它工作。编译程序调入内存并启动它工作。编译程序调入内存并启动它工作。然后,用户再发出然后,用户再发出然后,用户再发出然后,用户再发出“连接连接连接连接”命令,操作系统执行命令,操作系统执行命令,操作系统执行命令,操作系统执行该命令,将生成一个完整的、可执行的内存映像该命令,将生成一个完整的、可执行的内存映像该命令,将生成一个完整的、可执
17、行的内存映像该命令,将生成一个完整的、可执行的内存映像程序。程序。程序。程序。最后发出最后发出最后发出最后发出“运行运行运行运行”命令,由操作系统启动内存映命令,由操作系统启动内存映命令,由操作系统启动内存映命令,由操作系统启动内存映像程序运行,从而计算出结果。像程序运行,从而计算出结果。像程序运行,从而计算出结果。像程序运行,从而计算出结果。图2-1 作业处理的4个步骤 编辑(修改):建立一个新文件,或对编辑(修改):建立一个新文件,或对已有的文件中的错误进行修改。已有的文件中的错误进行修改。编译:将源程序翻译成目标代码。完成编译:将源程序翻译成目标代码。完成这一步工作需要有相应语言的编译器
18、。这一步工作需要有相应语言的编译器。连接:将主程序和其他所需要的子程序连接:将主程序和其他所需要的子程序和例行程序连接装配在一起,使之成为一和例行程序连接装配在一起,使之成为一个可执行的、完整的内存映像文件。个可执行的、完整的内存映像文件。运行:将内存映像文件调入内存,并启运行:将内存映像文件调入内存,并启动运行,最后得出计算结果。动运行,最后得出计算结果。2.2 2.2 操作系统用户界面操作系统用户界面2.2.1 操作系统的用户界面操作系统的用户界面2.2.2 操作接口操作接口2.2.3 图形用户接口图形用户接口 2.2.1 操作系统的用户界面操作系统的用户界面操作系统可以通过程序接口和操作
19、接口两种方式操作系统可以通过程序接口和操作接口两种方式操作系统可以通过程序接口和操作接口两种方式操作系统可以通过程序接口和操作接口两种方式把它的服务和功能提供给用户。把它的服务和功能提供给用户。把它的服务和功能提供给用户。把它的服务和功能提供给用户。程序接口又称应用编程接口,程序中使用这个接程序接口又称应用编程接口,程序中使用这个接程序接口又称应用编程接口,程序中使用这个接程序接口又称应用编程接口,程序中使用这个接口可以调用操作系统的服务和功能。许多操作系口可以调用操作系统的服务和功能。许多操作系口可以调用操作系统的服务和功能。许多操作系口可以调用操作系统的服务和功能。许多操作系统的程序接口由
20、一组系统调用(统的程序接口由一组系统调用(统的程序接口由一组系统调用(统的程序接口由一组系统调用(system callsystem call)组)组)组)组成,因此,用户在编写的程序中使用成,因此,用户在编写的程序中使用成,因此,用户在编写的程序中使用成,因此,用户在编写的程序中使用“系统调用系统调用系统调用系统调用”就可以获得操作系统的底层服务,使用或访问就可以获得操作系统的底层服务,使用或访问就可以获得操作系统的底层服务,使用或访问就可以获得操作系统的底层服务,使用或访问系统管理的各种软硬件资源。系统管理的各种软硬件资源。系统管理的各种软硬件资源。系统管理的各种软硬件资源。操作接口又称命
21、令接口,是操作系统为用户操作操作接口又称命令接口,是操作系统为用户操作操作接口又称命令接口,是操作系统为用户操作操作接口又称命令接口,是操作系统为用户操作控制计算机工作和提供服务的手段的集合,通常控制计算机工作和提供服务的手段的集合,通常控制计算机工作和提供服务的手段的集合,通常控制计算机工作和提供服务的手段的集合,通常可借助操作控制命令、图形操作界面等来实现。可借助操作控制命令、图形操作界面等来实现。可借助操作控制命令、图形操作界面等来实现。可借助操作控制命令、图形操作界面等来实现。2.2.2 操作接口操作接口根据这些命令所完成功能的不同,可把它根据这些命令所完成功能的不同,可把它们分成以下
22、几类:系统访问类,磁盘操作们分成以下几类:系统访问类,磁盘操作类,文件操作类,目录操作类,通信类,类,文件操作类,目录操作类,通信类,其他命令。其他命令。1系统访问类用户在每次开始使用某终端时,都须使用用户在每次开始使用某终端时,都须使用该命令,使系统能识别该用户。凡要在多该命令,使系统能识别该用户。凡要在多用户系统的终端上上机的用户,都必须先用户系统的终端上上机的用户,都必须先在系统管理员处获得一合法的注册名和口在系统管理员处获得一合法的注册名和口令。以后,每当用户在接通其所用终端的令。以后,每当用户在接通其所用终端的电源后,便由系统直接调用,并在屏幕上电源后,便由系统直接调用,并在屏幕上显
23、示信息提示用户键入自己的注册名和口显示信息提示用户键入自己的注册名和口令。令。2键盘操作命令(1)磁盘格式化命令)磁盘格式化命令(2)复制整个软盘命令)复制整个软盘命令(3)软盘比较命令)软盘比较命令(4)备份命令)备份命令3文件操作命令(1)显示文件命令)显示文件命令(2)拷贝文件命令)拷贝文件命令(3)文件比较命令)文件比较命令(4)重新命名命令)重新命名命令(5)删除文件命令)删除文件命令 4目录操作命令(1)建立子目录命令)建立子目录命令(2)显示目录命令)显示目录命令(3)删除子目录命令)删除子目录命令(4)显示目录结构命令)显示目录结构命令(5)改变当前目录命令)改变当前目录命令5
24、 5其他命令其他命令(1 1)输入)输入)输入)输入/输出重定向命令输出重定向命令输出重定向命令输出重定向命令l l如果在命令中设置输出重定向如果在命令中设置输出重定向如果在命令中设置输出重定向如果在命令中设置输出重定向“”符,其后接文件符,其后接文件符,其后接文件符,其后接文件名或设备名,表示将命令的输出改向,送到指定文件名或设备名,表示将命令的输出改向,送到指定文件名或设备名,表示将命令的输出改向,送到指定文件名或设备名,表示将命令的输出改向,送到指定文件或设备上。或设备上。或设备上。或设备上。l l类似地,若在命令中设置输入重定向类似地,若在命令中设置输入重定向类似地,若在命令中设置输入
25、重定向类似地,若在命令中设置输入重定向“”符,则不符,则不符,则不符,则不再是从键盘而是从重定向符左边参数所指定的文件或再是从键盘而是从重定向符左边参数所指定的文件或再是从键盘而是从重定向符左边参数所指定的文件或再是从键盘而是从重定向符左边参数所指定的文件或设备上,取得输入信息。设备上,取得输入信息。设备上,取得输入信息。设备上,取得输入信息。(2 2)管道连接)管道连接)管道连接)管道连接 管道连接是指把第管道连接是指把第管道连接是指把第管道连接是指把第1 1条命令的输出信息作为第条命令的输出信息作为第条命令的输出信息作为第条命令的输出信息作为第2 2条条条条命令的输入信息;类似地,又可把第
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