第二章 操作系统用户界面
第二章 操作系统用户界面
图2.2 作业说明书的主要内容
2.2.3 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
网络联机方式
联机输入输出方式
用户和系统通过交互会话来输入作业。
外围设备直接和主机连接。由主机直接控制输入输 出;I/O与作业处理不能并行。降低了CPU效率 一台主机可以连接一台或多台外围设备。在单台设 备和主机相连接进行作业输入输出时,由于外围设 备的输入输出速度远远低于CPU处理速度,有可能 造成CPU资源的浪费。
联机作业控制的命令种类
环境设置 执行权限管理 系统管理 文件管理 编辑、编译、链接装配、执行命令 通信 资源要求
2.3 命令控制界面
现代操作系统,大都提供联机控制方式和批 处理方式。 批处理方式:指传统的作业控制语言编写的 作业说明书方式,也指那些把不同的交互命 令按一定格式组合后的命令文件方式。
陷阱处理机构、陷阱指令
必须为实现各种系统调用功能的子程序编造 入口地址表,每个入口地址都与相应的系统 子程序名对应。
由陷阱处理程序把陷阱指令中所包含的功能 号与该入口地址表中的有关项对应起来,从 而由系统调用功能号驱动有关系统子程序执 行。
陷阱处理机构、陷阱指令
在进入系统调用处理之前,陷阱处理机构要 保存处理机现场。在系统调用处理结束之后, 陷阱处理机构还要恢复处理机现场。
2.6 Linux与Windows的系统调用
2.6.1 Linux的系统调用
OS-02操作系统用户界面
操作系统接口
系统调用,使用户程序从用户态转入核心态运行。 系统调用,使用户程序从用户态转入核心态运行。 系统调用是以“异常”的方式实现的, 系统调用是以“异常”的方式实现的,即陷入 采用系统调用的优点: 采用系统调用的优点: 提供用户调用OS 提供用户调用OS模块的手段 OS模块的手段 隐藏了OS 隐藏了OS的内部结构和硬件细节 OS的内部结构和硬件细节 保证了内核的完整性和安全性 提高了资源利用率
(1960s)
§2.3 主流操作系统 Personal Computers
MSMS-DOS
(1981)
Unix
(1970)
Windows NT
(1988)
Windows 3.0
(199995)
(1991)
Windows 9x
(1995 (1995) (2000) 2000)
windows3.1 windows3.2 1995年 1995年,windows 95 1998年 1998年,windows 98 2000年 2000年 windows me windows NT 3.5 windows NT 3.51 windows NT 4.0 windows 2000
windows xp windows 2003
作业的定义
一般用户的输入输出方式
联机输入方式 脱机输入方式 直接耦合方式(原理图: 直接耦合方式(原理图:p25图2.3) 图 ) SPOOLING系统(原理图:p25图2.4) 系统(原理图: 系统 图 ) 网络联机方式
操作系统接口
操作系统是用户与计算机之间的接口, 操作系统是用户与计算机之间的接口,分为
end
作业一级的接口,即命令接口; 作业一级的接口,即命令接口; 程序一级的接口, 程序一级的接口,即系统调用
操作系统用户界面.ppt
**** 2.2 一般用户的输入输出界面
2.2.4 JCB的建立 ***************** 在系统把作业信息输入到外存输入井之后,还要根据作
业说明书内容和有关作业信息在外存中的位置等建立作业控 制块JCB。
JCB包含了系统对作业进行管理所必须的信息。即:作 业名、作业估计执行时间、优先数、作业建立时间、作业说 明书文件名、程序语言类型、内存要求、外设要求、作业状 态、以及作业在外存中的存储地址等。
首先讨论操作系统的命令控制接口及与其相关的作业控制 和管理概念,然后介绍系统调用与编程接口,最后介绍操作系 统用户界面示例。
2.1 简介
用户界面是操作系统的重要组成部分。用户界面负责用 户和操作系统之间的交互。即用户通过用户界面向计算机系 统提交服务需求,计算机通过用户界面向用户提供用户所需 要的服务。
作业进入内存处于执行状态并不意味着该作业立即占据处 理机,作业处于执行状态只是表示该作业作为一道程序进入内 存参与对CPU和其他资源的竞争。
**** 2.2 一般用户的输入输出界面
从系统的角度看,JCB表的数量是一个常数,建立一个作 业的过程实质上是在输入了有关信息之后申请分得和填写一 张空白的JCB表的过程。
第 2 章 操作系统用户界面
2.1 简介 2.2 一般用户的输入输出界面 2.3 命令控制界面 2.4 Linux 与 Windows 的命令控制界面 2.5 系统调用 2.6 Linux 和 Windows 的系统调用 本章小结 习题
第 2 章 操作系统用户界面
本章主要从用户使用和系统管理两方面出发, 讨论操作系 统为用户提供的编程接口和命令控制接口。
作业说明书的主要内容如图2.2 所示。 一般来说,作业说明书方式主要用在批处理系统中,且 各计算机厂家都对自己的系统定义有各自的作业说明书的格式 和内容。 另外,在微机系统和工作站系统中,人们常用批处理文 件或 shell程序方式编写作业说明书。
操作系统用户界面
操作命令在执行后需转换为相应的系统调用函数去 完成相应的任务。
11
C库函数与系统调用关系
例:Linux下跟踪标准C库函数printf()的实现
步骤一:编写并编译代码 代码编写 #include <stdio.h>int main(void) { printf("hello world"); return 0; } 编译
/* 0 old "setup()" system /* 5 */
17
系统调用与过程(函数)的区别
系统调用:一组用于实现各种系统功能的程序段。 子程序调用:具有特定功能的和逻辑完整性的程序段。
系统调用
子程序调用
系统调用的程序是操作系统的程序,其操作 是针对系统资源的,执行时处理机处于管态 或核态。
如何识别正在运转的程序是内核态程序?
• 程序运行时,处理器态就是程序运行的态。
20
• 复习
作业
21
第2章 操作系统用户界面
1
本章重点
• 用户界面类型 • 系统调用
2
2.1 简介
• 用户界面作用
使用户方便、有效地使用计算机软、硬件。
3
2.2 一般用户的输入输出界面
• 作业的定义与组织(见第4章) • 一般用户的输入输出方式(见第9章)
4
2.3 命令控制界面
• 复习
操作系统功能之一:提供良好的用户界面 用户界面类型
系统调用时会产生中断,并通过中断使CPU 的态由目态转换为管态。
子程序调用的程序是用户的程序,其操作不 涉及系统资源,执行时处理机处于目态。
子程序调用时不会产生中断,CPU的态也不 会改变,都是目态。
第二章Windows操作系统
单击“开始”按钮——找到要创建的快捷菜 单——按住CTRL键——按住鼠标左键——拖动到桌 面上的空白区域即可。
程 序 组
日 期 时 间 属 性
请大家跟我做:
修改或查找日期:
单击“月份”右边的箭头——选择你要的月份——单 击“年份”右边的箭头——选择你需要的年份——单 击确定。时间和日期就设置好了。
资
源
管
理
窗口是
器
Windows 集成环境
窗
的一块矩
口
形工作区
选
择
不
连
续
的
文
Ctrl+目标
件
选
择
连
续
的
文
件
Shift+目标
若将当前文件夹中的所有文件全部选定,可用 下述方法实现。
全
方法一:按组合键Ctrl+A,即可选定所有文
选 件。 方法二:在“我的电脑”或“资源管理器”
文 窗口中,单击“编辑”菜单,选其中的“全部选定”
上机练习二:
内容: 1、打开资源管理器,浏览菜单。 2、适当调整资源管理器左右窗口的大小,隐 藏暂时不用的工具栏。 3、使用Windows资源管理器完成以下操作: (1)在D盘上创建一个名为XS的文件夹,再 在XS文件夹下创建两个并列的二级子文件夹, 其名为XS1和XS2。
(2)在D盘中任选3个不连续文件,将它 们复制到D:\XS文件夹中。再在D盘中任 选3个连续的文件复制到D:\XS\XS1文件夹 中。
删除和恢复文件或文件夹
删除操作 方法一:选定文件或文件夹→单击“文件”中 的“删除”,即可将选定的文件或文件夹删除。 方法二:选定文件或文件夹→右键单击→单击 快捷菜单中的“删除”,即可将选定的文件或文件夹 删除。 方法三:选定文件或文件夹→按键盘上的Delete 键即可。
第2章 操作系统用户界面
2.4 Linux 和Windows的命令控制界 面2.4.2 Windows的命令控制界面
使用方式: (1)直接在命令行输入命令,如 systeminfo&mem 显示当前系统的属性、配置等,然后显示当前内存 使用情况。 新建exam1.bat (2)使用批处理
@echo off mkdir test echo hello pause
低档PC机
主机
公用存储器 低档PC机 直接耦合方式
2.2 一般用户的输入输出界面 2.2.3 一般用户的输入输出方式
4.SPOOLING系统 又可译为外围设备同时联机操作。 在SPOOLING系统中,多台外围设备通过通道或 DMA器件和主机与外存连接起来。 作业的输入输出过程由主机中的OS控制。OS中 的输入程序包含两个独立过程: 从外部设备把信息读入缓冲区; 写过程,负责把缓冲区的信息送到外存输入井中。 外围设备——各种终端、其他输入设备,如读卡 机等。
# vi file.c # gcc -o file file.c #vi infile (输入需复制的内存) # ./file
#ls
2.6 Linux 和Windows的系统调用 2.6.2Windows的系统调用
系统调用被进一步编写成不同的库函数后放入动 态链接库DLL中。 这些库函数构成了Windows操作系统提供给程序 员的编程界面。这个编程界面被称为应用编程接 口API。 常用的API函数调用分为5类: 窗口管理类 图形设备接口(GDI)类 系统服务类 国际特性类 网络服务类
2.4 Linux 和Windows的命令控制界面 2.4.1 Linux的命令控制界面
第二章(操作系统)
8
返回本节
2.1.3 Windows XP简介
Windows XP的三个版本
Windows XP Home Edition 适用于大多数的家庭和普通用户 Windows XP Professional 适用于商业用户和有一定专业水平的家庭用户 Windows XP 64位Edition 专满足技术性工作站用户的强烈要求而设计 怎样安装xp
第二章 Windows操作系统的使用
本章重点
操作系统的功能 Windows XP的基本操作 文件和文件夹的管理 回收站的使用 程序管理
计算机管理
1
2.1 操作系统的功能与用户界面
操作系统在资源使用者和资源之间充当中间人的角 色,它负责管理、调度、指挥计算机的软硬件资源,使 其协调工作。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
标三个部分,所有的操作都是从桌面开始。
开始菜单
任务栏
桌面图标
返回
12
2.1.4 Windows XP的桌面环境
任务栏
快速启动工具栏 窗口管理区 语言栏
开始按钮
系统提示区
任务一: 任务栏的设置
演示
13
2.1.4 Windows XP的桌面环境
开始菜单
用户帐户 系统工具和文 件管理工具列 表
常用程序列表
磁盘 用户
操作系统
内存
CPU
网络
程序
打印机
返回
2
2.1.1 操作系统的功能
处理器管理
处理器管理主要是对中央处理器(CPU)进行动态管理。 在多个程序运行时,所有的程序都是在处理器中运行得到结果 的,而现在大多的计算机都只有一块CPU,因此处理器管理实 际上是对处理器执行的“时间”管理,即如何将CPU真正合理 分配给每个任务。
《操作系统用户界面》课件
Windows操作系统的GUI
Windows操作系统提供了直观和易用的图形用 户界面,支持多任务和多窗口的操作。
UNIX操作系统的TUI
UNIX操作系统使用文本用户界面,通过命令行 方式进行高效和灵活的操作。
最佳用户界面的实现方法
1 结合GUI和TUI
结合图形用户界面和文本用户界面的优点,提供更全面和灵活的用户操作体验。
2 自定义设置和个性化选项
为用户提供自定义设置和个性化选项,满足不同用户的需求和偏好。
总结
操作系统用户界面是用户与操作系统进行交互的重要方式,根据需求选择合 适的用户界面可以以一种 可预测的方式响应用 户的操作,减少用户 的困惑和错误。
3 易学性
用户界面应该简单易 学,让用户能够快速 上手。
4 反馈和可见性
5 容错性
用户界面应该提供明确的反馈和可见性, 以指导用户的操作。
用户界面应该能够容忍用户的错误操作, 并提供恢复机制。
用户界面实例和使用案例
文本用户界面 (TUI)
通过命令行或终端窗口提供用户与操作系 统的交互。
用户界面的特点与优势
GUI的直观性和易用性
图形用户界面通过可视化的方式使用户更 容易理解和操作计算机系统。
TUI的高效性和灵活性
文本用户界面通过命令行方式提供快速和 灵活的操作方式。
用户界面设计原则
1 一致性
用户界面应该保持一 致,使用户能够轻松 理解和操作不同的应 用程序。
操作系统用户界面
本PPT课件将介绍操作系统用户界面的概述,常见的GUI和TUI,以及用户界面 的特点和优势。
概述
操作系统用户界面是操作系统和用户交互的重要方式。它提供了用户与计算 机系统进行沟通和操作的界面。
操作系统02操作系统用户界面
有输入数据的后援存储器拿到主机的高速外
围设备上和主机连接,从而在较短的时间内
完成作业的输入工作。
脱机输入解决了快速输入输出问题,提高 了主机的资源利用率,但脱机输入需要用
户进行干预或进行一定的操作,存在灵活
性差的缺点,即遇到紧急任务需要处理
时,无法直接交给主机以便优先处理。
3. 直接耦合方式
把主机和外围低档机通过一个公用的
础。当用户需要把在计算机网络中某一台主
机上输入的信息传送到同一网中另一台主机 上进行操作或执行时,就构成了网络输入方 式。
2.3 命令控制界面接口
命令行界面(command-line interface, CLI):采用文本命令,并用一定的方法 输入。
批界面:其中控制这些命令和命令的指 令被输入文件中,通过执行文件来实现。 如:图形用户界面(graphical user interface,GUI)
该表格登记该作业所要求的资源情况、预计 执行时间和执行优先级等。从而,操作系统 通过该表了解到作业要求,并分配资源和控 制作业中程序和数据的编译、链接、装入和 执行等
图 2-2 作业说明书的主要内容
作业的建立
两个子过程:
(1)必须把该作业所包含的全部程序和数 据输入到计算机的外存或辅存(作业的输入) (2)作业注册程序在系统中为该作业申 请建立一个相应的作业控制块 JCB(控制块的建立) 作业控制块和作业之间具有一一对应关系。
• 系统调用是用户在程序中调用操作系统所提 供的一些子程序。 • 系统调用是操作系统提供给编程人员的唯一 接口
系统调用分为如下几类:
(1) 设备管理。
(2) 文件管理。
(3) 进程控制。 (4) 进程通信。 (5) 存储管理。 (6) 线程管理。
操作系统和用户界面
操作系统和用户界面操作系统是计算机系统中最核心的软件之一,它主要负责管理计算机的资源,协调各个应用程序的运行,并提供给用户一个友好的用户界面。
用户界面是用户与计算机进行交互的界面,它使用户能够通过图形化或文本化的方式与计算机进行沟通和操作。
一、操作系统的功能1. 资源管理:操作系统负责管理计算机的硬件资源,包括处理器、内存、硬盘、打印机等。
通过合理的资源分配和调度,操作系统能够使多个应用程序在计算机上同时运行,并提供良好的性能。
2. 进程管理:操作系统可以创建、终止和切换进程,为每个进程分配适当的资源,并监控和调度它们的运行。
这样可以实现多任务和并发执行,提高计算机的利用率。
3. 存储管理:操作系统负责管理计算机的内存空间,将内存划分为多个区域,每个进程分配适当的内存空间。
它还负责内存的分配、回收和保护,确保各个进程能够正常运行。
4. 文件系统:操作系统提供了文件系统,使用户可以方便地存储和访问文件。
文件系统可以组织文件的存储和管理,提供文件的读写和删除操作,并保证文件的安全性和完整性。
二、用户界面的类型用户界面是用户与操作系统进行交互的窗口,根据不同的使用习惯和需求,可以分为以下几种类型:1. 命令行界面:这是最早的用户界面,用户需要通过键盘输入指令,并根据系统的提示来操作。
命令行界面通常提供了丰富的命令和选项,但对于不熟悉的用户来说,学习和使用起来可能有一定的难度。
2. 图形界面:图形界面通过图形化的方式呈现给用户,使用鼠标和键盘进行操作。
它采用了窗口、图标、菜单等元素,使用户能够直观地进行操作。
图形界面通常比较友好和易于使用,适合大多数用户。
3. 触摸界面:随着移动设备的普及,触摸界面成为一种常见的用户界面。
用户可以通过触摸屏上的手势来进行操作,如滑动、捏合、点击等。
触摸界面具有便携性和直观性的特点,适用于移动设备和触摸屏电脑。
4. 语音界面:语音界面是一种近年来兴起的用户界面,用户可以通过语音命令来进行操作。
操作系统OS用户界面课件
用Hale Waihona Puke 习惯与文化差异的考虑要点一
总结词
要点二
详细描述
尊重用户的习惯和文化差异是设计人性化的用户界面的关键。
由于不同地区和文化的用户可能有不同的使用习惯和偏好, 因此在设计用户界面时应该充分考虑这些因素。例如,根 据目标市场的文化和语言特点,调整界面的文案、布局和 颜色等。此外,对于全球化的产品,还需要考虑不同地区 的日期格式、数字格式和计量单位等文化差异。通过尊重 用户的习惯和文化差异,可以增强产品的亲和力和市场竞 争力。
人机交互技 术
人机交互技术是操作系统用户界面设计的核心。
人机交互技术关注的是如何设计用户界面,使其易于理解和使用。这包括对用户 行为的研究、界面布局、视觉设计、可用性测试等方面的研究。良好的人机交互 设计可以提高用户的工作效率和满意度,减少错误率,并增强用户对系统的信任 感。
多模态交互与无障碍设计
01
Chapter
定义与功能
定义
功能
用户界面的重要性
01
02
提高效率
增强用户体验
03 降低技术支持成本
用户界面的发展历程
命令行界面
图形界面 多模态交互
02
Chapter
窗口与对话框
窗口 对话框
菜单与工具栏
菜单
工具 栏
包含常用命令按钮的条形区域,方便 用户快速访问常用命令。
图标与快捷方式
可用性原 则
总结词
详细描述
美观性原则
总结词
美观的用户界面可以提升用户的视觉享 受和使用体验。
VS
详细描述
美观性原则要求用户界面在视觉上具有吸 引力、和谐和精致。通过合理运用色彩、 布局、图标和动画等设计元素,可以创造 出令人愉悦的用户界面,增强用户的沉浸 感和使用意愿。同时,美观的设计也有助 于提升产品的品牌形象和市场竞争力。
第二章 widows xp操作系统
2.2.5 Win XP的任务栏
“快速启动”栏 任务按钮 语言栏
单击这里显 示开始菜单
显示桌面 Outlook Express
启动Internet Explorer浏览器
提示区
播放数字媒体
所有正在运行的应用程序和打开的文件夹或普通文档
均以任务按钮的形式显示在任务栏上,并且以窗口形式将 其中的具体内容显示在桌面上的某个矩形区域中。
操作:右键单击该文件或文件夹,在弹出的下拉菜单中 选择“属性”命令,出现如下窗口,可设置相关属性
文件夹选项的设置
如何显示隐藏文件或文件夹?如何设置项目的 打开方式?如何显示文件的扩展名? 操作:在windows中,可以使用多种方式查看窗口中的文件 列表。可以利用文件窗口菜单【工具】中的【文件夹选项】 图标来设置文件夹选项,出现下图
2.2.8 Win XP的对话框
2.2.8 Win XP的对话框
标题栏:上面左侧标明了该对话框的名称,右侧有关闭按 钮,有的对话框还有帮助按钮。
选项卡与标签:大多数对话框都是由多个选项卡构成的, 选项卡上写明了标签,以便于进行区分。 文本框:提供用户输入信息的位置,有的对话框中需要用 户手动输入某项内容。
如DOS、Windows 9X
(2)多用户操作系统(Multiuser):如UNIX。
3
常见的操作系统
DOS Windows95/98/2000 professional /Me/XP/Vista/Windows7 Windows NT/2000 server/Server 2003 Unix/Linux MacOS Palm OS/WinCE
4
Windows操作系统简史
Windows1.0
2.操作系统
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“虚拟内存设置”对话框
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25
2.存储空间的分配和回收
操作系统中的存储管理能根据记录每个存储区( 分配单元)的状态做为主存分配的依据。当用户 提出申请时,实施存储空间的分配管理,并能及 时回收系统或用户释放的存储区,以供其它用户 使用。 通过主存分配记录表来管理主存的分配和回收。 保存每个存储区域的状态的数据结构称为主存分 配记录表。
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缓冲区
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2.2.4 文件管理
文件管理就是把存储、检索、共享和保护文件的 手段,提供给操作系统本身和用户,以达到方便 用户和提高资源利用率的目的。 文件管理的主要任务是实现按名存取,实现对文 件的共享、保护和保密,保证文件的安全性,并 提供给用户一套方便操作文件的命令。
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1.文件的基本概念
文件名:在计算机中,任何一个文件都有文件名。 文件名是存取文件的依据,即按名存取。一般情况 下,文件名分为文件主名和扩展名两个部分。如 p1.txt。 文件类型。在绝大多数的操作系统中,文件的扩展 名表示文件的类型。Windows中常见的文件扩展名 及其表示的意义见表1。
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即插即用
所谓即插即用(Plug and Play,PnP),就是指把 设备连接到计算机上后无需手动配置可以立即使 用。即插即用技术不仅需要设备支持,而且操作 系统也必须支持。
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计算机操作系统原理-第二章用户界面知识点汇总及习题
第二章用户界面2.1 知识点汇总1、作业及作业步图2-1 作业及作业步2、系统调用:用户程序中对操作系统的调用称为系统调用。
使用户程序通过简单的调用,来实现一些硬件相关,应用无关的工作,从而简化了用户程序。
独立程序:不需要操作系统帮助的程序(包括程序的启动和结束)非独立程序:需要操作系统帮助的程序图2-2 系统调用的执行过程系统调用的特点:(1)系统调用指令是由硬件决定的(即:CPU中的中断向量表)。
CPU的指令集中都有一条系统调用指令,又称访管指令但系统调用具体实现的功能由操作系统决定(即:操作系统中的,系统调用分支表,及系统调用代码)。
因此:同一种计算机上的不同操作系统,系统调用指令是相同的。
同一操作系统,在不同的计算机上,系统调用指令是不同的。
(2)系统调用是动态连接的静态连接:程序在编译时,将被调用的程序嵌入到自身中。
如:库函数调用动态连接:程序在执行的过程中,执行到调用指令时,才连接到被调用的程序并执行。
如:动态连接库(dynamic link library,DLL),系统调用。
由于操作系统是动态连接的,所以,缩短了用户程序,使用户程序和操作系统提供的系统调用功能相互独立。
(3)系统调用的调用地址和返回地址不是固定的。
系统调用的地址,由系统启动装载操作系统时,存放系统调用代码的位置决定,每次开机都可能存放在不同的位置上。
返回地址,由用户程序中系统调用指令的位置决定。
(4)安全接口在执行系统调用和从系统调用中返回时,要分别保存和恢复程序状态字PSW,并设置PSW中的系统态/用户态标志位,进行系统态和用户态的切换。
执行系统调用时,进入系统态。
从系统调用中返回用户程序时,进入用户态。
状态切换的目的:某些特权指令只能在系统态下执行。
一些地址,只能在系统态下访问。
从而限制了用户程序不能随意地进入操作系统区域,读写操作系统的内部代码,也限制了用户程序不能随意进入其它用户程序的区域。
中断:是指计算机在执行程序的过程中,当遇到需要立即处理的事件时,立即暂停当前正在运行的程序,转去执行有关服务程序,处理完后自动返回原程序。
操作系统第二章习题答案3
第2章操作系统用户界面Page 362.1 什么是作业?什么是作业步?答:把在一次应用业务处理过程中,从输入开始到输出结束,用户要求计算机所做的有关该次全部工作称为一个作业,从系统的角度看,作业则是一个比程序更广的概念。
它由程序、数据和作业说明书组成,系统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。
而且,在批处理系统中,作业是抢占内存的基本单位。
也就是说,批处理系统以作业为单位把程序和数据调入内存以便执行。
作业由不同的顺序相连的作业步组成。
作业步是在一个作业的处理过程中,计算机所做的相对独立的工作。
例如,编辑输入是一个作业步,它产生源程序文件;编译也是一个作业步,它产生目标代码文件。
2.2 作业由哪几部分组成?各有什么功能?答:作业由三部分组成:程序、数据和作业说明书。
程序和数据完成用户所要求的业务处理工作,系统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。
2.3 作业的输入方式有哪几种?各有什么特点?答:作业的输入方式有5种:(1)联机输入方式:用户和系统通过交互式会话来输入作业。
(2)脱机输入方式:利用低档个人计算机作为外围处理机进行输入处理,存储在后援存储器上,然后将此后援存储器连接到高速外围设备上和主机相连,从而在较短的时间内完成作业的输入工作。
(3)直接耦合方式:直接耦合方式把主机和外围低档机通过一个公用的大容量外存直接耦合起来,从而省去了在脱机输入中那种依靠人工干预来传递后援存储器的过程。
(4)SPOOLING系统:SPOOLING又可译作外围设备同时联机操作。
在SPOOLING系统中,多台外围设备通过通道或DMA器件和主机与外存连接起来。
作业的输入输出过程由主机中的操作系统控制。
(5)网络输入方式:网络输入方式以上述几种输入方式为基础。
当用户需要把在计算机网络中某一台主机上输入的信息传送到同一网中另一台主机上进行操作或执行时,就构成了网络输入方式2.4 试述 SPOOLING 系统的工作原理。
第 二 章WindowsXP操作系统
第二章WindowsXP操作系统操作系统是最基本和最重要的系统软件,是用户和计算机硬件之间的桥梁,各种应用程序必须在操作系统的支持下才能运行。
操作系统是管理软硬件资源、控制程序执行、改善人机界面、合理组织计算机工作流程和为用户使用计算机提供良好的运行环境的一种系统软件。
2.1.2操作系统的发展常用的操作系统:字符型用户界面:MS-DOS图形化用户界面:Windows 95,Windows98WindowsNT,WINDOWS 2000,WINDOWS XP ,Mac OS(Apple公司),UNIX,Linux(免费、自由软件)、Windows server 2003,Windows Vista。
操作系统的发展DOS操作系统是字符型界面,采用命令行方式进行操作管理。
操作不方便,需要记忆大量的命令。
WINDOWS操作系统是图形化的界面,利用鼠标完成大量的操作。
2.1.3操作系统的主要特性操作系统的主要特性:并发性、共享性、虚拟性和异步性并发性:是指两个或两个以上的运行程序在同一时间间隔段内同时执行。
采用并发性技术的系统为多任务系统。
共享性:是指操作系统的资源可以被多个并发执行的进程( 用户)所使用。
指网络操作系统。
异步性:随机性,程序错误和操作错误是随时可见。
虚拟性:通过某种技术把一个物理实体变成若干个逻辑上的对应物。
一个CPU连有多个终端。
2.1.4 操作系统的功能1.处理机管理:处理中断事件和处理器调度2.存储管理:管理存储器资源,存储分配、存储共享、存储保护和存储扩充。
3.设备管理:主要对输入和输出进行管理4.文件管理:对系统的信息资源进行管理。
实现文件的目录管理、存取控制和存储空间管理。
5.网络和通讯管理:网上的资源管理、数据通讯管理和网络管理。
6.用户接口:方便使用计算机而提供的程序接口、命令接口和图形接口。
2.2.1WindowsXP概述1、基于Windows NT和Windows2000而构建的。
操作系统用户界面第2章
【例】用户使用操作系统通常有三种手段, 它们是终端命令,系统调用命令和( )
A 计算机高级命令 B 宏命令 C 作业控制语言 D 汇编语言 【答案】C
【例】用户要在程序一级获得系统帮助,必 须通过( )。
A.进程调度 B.作业调度 C.键盘命令 D .系统调用 【答案】D
作业的建立
作业输入方式 2)脱机输入方式 称为预输入方式。为了解决单台设备联机
输入时的CPU浪费问题,利用辅机作为外 围处理机进行输入处理。
在辅机上,将作业输入到高速设备磁盘 或磁带上;再把磁盘与主机联机输入作业。
作业的建立
作业输入方式 3)SPOOLING系统 SPOOLING(Simultaneous Peripheral
Operations On-Line),即同时的外围设备 联机操作,也称假脱机。
其工作原理如图2.4所示。
作业的建立
SPOOLING 结构
技术支持:通 道技术和中断 技术
作业的建立
作业输入方式 3)SPOOLING系统 在SPOOLING系统中,作业的输入输出
过程由主机控制、通道操作完成,需由中 断技术支持。
【例】系统调用的目的是( )。 A. 请求系统服务 B. 终止系统服务 C. 申请系统资源 D. 释放系统资源 【答案】A
【例】系统调用是由操作系统提供的内部调 用,它( )。
A. 直接通过键盘交互方式使用 B. 只能通过用户程序间接使用 C. 是命令接口中的命令使用 D. 与系统的命令一样 【答案】B
作业调度程序:选择后备作业进入内存;
井读程序:输入井→内存; 井写程序:内存→输出井;
操作系统课件第二章
4.设备管理系统调用
申请设备、释放设备、设备I/O和重定向、获得和设置 设备属性、逻辑上连接和释放设备。 申请内存和释放内存;虚拟存储器的管理。
建立和断开通信连接、发送和接收消息、传送状态信 息、联接和断开远程设备。
5.内存管理系统调用
6.信息维护系统调用
2.3.2 系统调用的实现
在操作系统中,实现系统调用功能的机制
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 。 系统引导分为3个阶段。
①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。 ②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。 ③系统初始化:为用户使用系统做准备。
(1)初始引导
初始引导也叫自举。自举的含义是操作系
(3)删除子目录命令
(4)显示目录结构命令
(5)改变当前目录命令
5.其他命令 (1)输入/输出重定向命令
如果在命令中设置输出重定向“>”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 或设备上。 类似地,若在命令中设置输入重定向“<”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 设备上,取得输入信息。
图2-1 作业处理的4个步骤
①
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。 ② 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。 ③ 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 个可执行的、完整的内存映像文件。 ④ 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。
操作系统的用户界面
(2)短作业优先调度算法(SJF)
短作业优先调度算法是指操作系统在进行作业调度时以作业长短作为优先级进行调度。该调度算法可以照顾到实际上占作业总数绝大部分的短作业,使它们能比长作业优先调度执行。这时后备作业队列按作业优先级由高到低顺序排列,当作业进入后备队列时要按该作业优先级放置到后备队列相应的位置。 实践证明,该调度算法的性能是最好的,单位时间的作业吞吐量也最大,但也存在缺点: 对长作业极为不利。
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三、作业步之间的关系表现为
(1)每个作业步运行的结果产生下一个作业步所需要的文件。如图2.1所示。 (2)一个作业步能否正确地执行, 依赖于前一个作业步是否成功地完成。
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图2.1 作业步之间的关系
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2.2 操作系统的用户界面
2.2.1 操作系统提供的两个接口 2.2.2 作业控制语言和键盘命令
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4. 单道批处理系统作业调度算法介绍与分析
(1)先来先服务(FCFS)算法 (2)短作业优先调度算法(SJF) (3)动态优先级调度算法
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(1)先来先服务(FCFS)算法
先来先服务作业调度算法是一种较简单的作业调度算法, 即每次调度是从后备作业队列中选择一个最先进入该队列的作业, 将它调入内存, 分配资源、创建相应的进程, 放入进程就绪队列准备运行。 FCFS算法利于长作业, 不利于短作业, 而大多数的作业是I/O繁忙的短作业。以FCFS作为主调度算法是不常用的。
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(4)退出
当作业运行结束时, 用户应打入“退出”命令。系统响应命令后将收回分配给作业的全部资源, 然后在终端输出日期和上机时间等, 即通知用户系统已结束了该作业。退出系统后, 用户若要求系统执行新的作业可再打入“录入”命令。每个作业结束后一定要打入“退出”命令。
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作业全部运行完毕,再由外设输出全部数据和信息,称为缓输出
实现了对作业输入、组织调度和输出的统一管理 使外设在CPU直接控制下,与CPU并行工作(假脱机)
第二章 用户接口与作业管理
Spooling技术举例
假设系统中全部打印机采用了虚拟设备技术(即 Spooling技术),当某进程要求打印输出时,输出 Spooling并不是将某台打印机分配给该进程,而是在某 共享设备(磁盘)上的输出井,为其分配一块存储区, 同时为该进程的输出数据建立一个文件,该进程的输出 数据实际上并未从打印机上输出,只是以文件形式输出, 并输出存放在输出井中。
第二章 用户接口与作业管理
Spooling技术举例
这个输出文件实际相当于虚拟的打印机。这些输出井中的文件 形成了一个输出队列,然后调度输出
用户进程并未真正分到打印机, 用户进程被分配的只是共享设备中的一个存储区 在SPOOLING系统中,为了弥补独享设备与共享设 备间数据传输速度的差异,使用缓冲区技术。
2.3 作业的建立 2.3.1 作业输入方式 SPOOLING系统
输入装置
通 道
外 存
通
输出装置
输入装置
道
输入井 输出井
输出装置
通 道 输入管理 输出管理 模块 模块 主机系统
第二章 用户接口与作业管理
工作过程
在系统输入模块收到作业输入请求信号后,输入管理模 块中的读过程将信息从输入装置读入缓冲区; 当缓冲区满时,由写过程将信息写到外存输入井中。读 过程和写过程反复循环,直到一个作业输入完毕。 当读过程读到一个硬件结束标志之后,系统再次驱动写 过程把最后一批信息写入外存,并调用中断处理程序结 束该次输入。 然后,系统该该作业建立作业控制块JCB,从而使输入 井中的作业进入作业等待队列,等待作业调用程序选中 后进入内存。
2.3 作业的建立
2.3.1 作业输入方式
脱机输入方式:利用低档个人计算机作为外围处理机进行输 入处理
在个人机上,用户通过联机方式将作业输入到后援存储器, 然后将装有输入数据的后援存储器拿到主机的高速外设上与 主机连接。 特点
解决了主机CPU的浪费,以牺牲个人机为代价
灵活性差,需人工干预介质传送,不安全
第二章 用户接口与作业管理
2.4 用户接口
操作级接口——联机控制方式的命令种类 环境设置:改变终端用户所在位置、执行路径等; 执行权限管理:控制用户访问系统和操作文件的权限; 系统管理:系统维护、开机关机、增加或减少终端用户、计 时收费等; 文件管理:管理和控制终端用户的文件; 编辑、编译、链接装配和执行编辑命令; 通信:主机远程终端、主机主机 资源要求:用户向系统申请资源。
I/O设备
低档个人机
┊ ┊
┊ ┊ ┊ ┊
公用存储器
主机
I/O设备
低档个人机
特点 保留了脱机方式快速的优点,克服了其人工干预的缺点 需要大容量公用存储器和多台低档机,成本高
第二章 用户接口与作业管理
2.3 作业的建立
2.3.1 作业输入方式
SPOOLING系统:假脱机(Simultaneously Peripheral Operation On Line-同时外围设备联机操作)
操作系统用户的不同界面
• 操作系统为不同用户提供不同的用户界面 • 普通用户和管理员用户界面:命令界面 • 编程人员用户界面:系统调用函数接口
第二章 用户接口与作业管理
2.2 作业(JOB)的基本概念 2.2.1 作业(从用户角度)
编程过程
编程 输入 调试
目标程序段 编译 链接
目标程序 执行 输出
负责管理和控制运行的程序 在这些程序与系统控制的资源和提供的服务间实现交互作用 用汇编语言:在程序中直接用系统调用命令 用高级语言:可在编程时使用过程调用语句 操作级接口——为用户提供各种命令
脱机方式:用户通过JCL编写作业控制程序提交给系统,系统执行过程中 用户无法干预;
联机方式:系统为用户提供操作命令,用户通过命令与系统对话,控制程 序执行和管理计算机系统。
第二章 用户接口与作业管理
2.2 作业(JOB)的基本概念 2.2.2 作业组织
作业控制语言
用户用于描述批处理作业处理过程控制意图的一种特 殊程序
书写作业说明书的语言称为作业控制语言(JCL)
例如:批处理文件或shell
第二章 用户接口与作业管理
2.2 作业(JOB)的基本概念 2.2.3 作业的处理过程及状态
第二章 用户接口与作业管理
2.3作业的建立 一个作业的全部程序和数据输入到外存且在系统中建 立了相应的作业控制块(job control block——JCB) 包括:作业的输入、作业控制块的建立 作业的输入:将作业的程序、数据和作业说明书从输入 设备输入到外存,并形成有关初始信息 必须有外部启动信号通知系统调用相应的输入管理程 序——决定了作业的输入方式 作业输入过程的结束也必须由用户给出信号。
运行
完成 作业调度 阻塞
用户
提交
收容
就绪
I/O 执行 完成
作业录入
作业调度
第二章 用户接口与作业管理
2.2 作业(JOB)的基本概念
2.2.3 作业的处理过程及状态
作业提交:作业的输入; 作业收容(后备状态):作业在外存处于等待状态 作业执行:先到"就绪",经调度"运行",有I/O请求"等待 ",I/O完成到"就绪" 作业完成:作业的输出;
作业说明书(作业控制语言)
在批处理系统中,作业是抢占内存的基本单位,即以作 业为单位将程序和数据调入内存。
第二章 用户接口与作业管理
2.2 作业(JOB)的基本概念
2.2.2 作业组织 作业=程序+数据+作业说明书
作业说明书
体现用户的控制意图 包括作业基本情况、作业控制、作业资源要求的描述 作业基本情况:用户名、作业名、编程语言、最大处 理时间等 作业控制描述:作业控制方式、作业步的操作顺序、 作业执行出错处理 作业资源要求描述:处理时间、优先级、内存空间、 外设类型和数量、库函数或实用程序等 它由作业控制语言(JCL)编写
等待
输 出 井
输出设备
第二章 用户接口与作业管理
2.3 作业的建立
2.3.1 作业输入方式
SPOOLING系统工作原理
作业执行前用慢速设备将作业预先输入到后援存储器(如磁盘、磁鼓,称为输 入井)中,称为预输入 作业运行后,使用数据时,从输入井中取出 作业执行不必直接启动外设输出数据,只需将这些数据写入输出井中
用户程序 陷入处理机构
1)保护处理 机现场 2) 取系统调 用功能号并 寻找子程序 入口 3)恢复处理 机现场并返 回 入口地址表 A0 A2 ... Ai ... An Ai
菜单
第二章 用户接口与作业管理
2.5 系统调用
系统调用的功能 存储管理:内存的申请和释放 系统管理:设置和读取时间、读取用户和主 机标识等 Gtime 读取时间 Stime 设置时间 Getuid 读取用户标识
第二章 用户接口与作业管理
2.5 系统调用 系统调用的功能
通过系统调用接口也可使用系统命令 – C语言里的system()函数可调用shell 来完成命令
独占型设备
数量有限,成为系统中的“瓶颈”资源,使进程处于阻塞 状态;设备利用率比较低
虚拟设备技术:
通过共享型设备来模拟独占型设备的动作,使独占型设 备成为共享型设备,提高设备的利用率和系统的效率, 这种设备被称为虚拟设备,实现这一技术的硬件和软件 系统被成为SPOOLing系统,或者假脱机系统。
第二章 用户接口与作业管理
第二章 用户接口与作业管理
2.4 用户接口(图形用户接口)
(Linux)
第二章 用户接口与作业管理
2.4 用户接口(图形用户接口)
(Linux文字)
第二章 用户接口与作业管理
2.4 用户接口(图形用户接口)
(Linux图形)
第二章 用户接口与作业管理
2.4 用户接口 Windows图形用户接口
卡片:程序、数据、作业说明书
第二章 用户接口与作业管理
卡 片 阅 读 机 磁带机
输入设备
人工传输
卫 IBM 1401 星 机
输出磁带
IBM 7094
主 机
磁盘 人工完成 磁带机
第二章 用户接口与作业管理
2.3 作业的建立
2.3.1 作业输入方式
直接耦合方式:将主机和外围低档机通过一个公用的大容量外存直接耦合
第二章 操作系统用户界面
2.1 简介 2.2 作业的基本概念:作业、作业步
2.3 作业的建立
2.4 用户接口
2.5 系统调用 2.6 Linux 和Windows的系统调用实例
2.1 简介
• 操作系统用户界面-用户与计算机硬件交互的接 口 • 操作系统用户类型:命令使用用户和程序编程接 口用户 • 命令控制界面-操作系统的操作命令界面 • 程序编程界面-操作系统为编程人员提供的接口
系统把作业处理的全过程划分为相对独立的 三个部分--输入流、处理流和输出流
spooling-in/spooling-out进程:控制输入/输 出,包括输入程序模块、输出程序模块、作 业调度程序
第二章 用户接口与作业管理
2.3 作业的建立 2.3.1 作业输入方式 虚拟设备 • SPOOLING系统
第二章 用户接口与作业管理
2.3 作业的建立 2.3.1 作业输入方式 SPOOLING系统作业和进程状态转换
数据 在高速共享设备上 在高速共享设备 上
数据
进入状态
后备状态
输 入 程 序
作 业 调 度
运行状态
作业控制进程