1、2022-8-131第第4章章 操作系统用户接口操作系统用户接口 用户通过操作系统的用户接口使用计算机。用户通过操作系统的用户接口使用计算机。现代操作系统的一个重要功能，是提供方便用户的用户接口，现代操作系统的一个重要功能，是提供方便用户的用户接口，为用户创造一个舒适的运行界面，以方便、有效、安全地为用户创造一个舒适的运行界面，以方便、有效、安全地运行程序。运行程序。2022-8-132本章要点：本章要点：4.1 操作系统的接口操作系统的接口 4.2 作业的基本概念作业的基本概念第第4章章 操作系统用户接口操作系统用户接口 2022-8-1334.1 操作系统的接口操作系统的接口 为便于系统的
2、维护和管理，便于用户完成程序运行和控为便于系统的维护和管理，便于用户完成程序运行和控制，操作系统一般都提供命令接口和程序接口。制，操作系统一般都提供命令接口和程序接口。用户利用命令接口组织和控制程序的执行，管理计算机用户利用命令接口组织和控制程序的执行，管理计算机系统；系统；程序员利用程序接口请求操作系统为其服务。程序员利用程序接口请求操作系统为其服务。2022-8-1344.1 操作系统的接口操作系统的接口 知识点：知识点：4.1.1 程序接口程序接口 4.1.2 命令接口命令接口 4.1.3 操作系统用户接口的发展操作系统用户接口的发展 返回返回2022-8-1354.1.1 程序接口程序
3、接口程序接口是操作系统为正在运行的应用程序服务并与之通信的一程序接口是操作系统为正在运行的应用程序服务并与之通信的一个设施。个设施。程序接口由一组程序接口由一组系统调用系统调用组成，用户程序用系统调用请求操作系组成，用户程序用系统调用请求操作系统提供服务，通过系统调用实现应用程序与操作系统的通信。统提供服务，通过系统调用实现应用程序与操作系统的通信。系统调用是操作系统提供给软件开发人员的程序接口，开发人员系统调用是操作系统提供给软件开发人员的程序接口，开发人员通过系统调用使用系统功能。通过系统调用使用系统功能。系统调用：用户在程序中调用操作系统提供的一些子功能，是用系统调用：用户在程序中调用操
4、作系统提供的一些子功能，是用户在程序级请求操作系统服务的一种手段。户在程序级请求操作系统服务的一种手段。2022-8-1361.程序的状态程序的状态系统中运行的程序大体上分两类：系统中运行的程序大体上分两类：系统程序和用户程序系统程序和用户程序。两类程序的作用不同，前者是后者的管理者和控制者。两类程序的作用不同，前者是后者的管理者和控制者。系统程序享有特权。如果让用户程序和系统程序具有相同特权，整个系系统程序享有特权。如果让用户程序和系统程序具有相同特权，整个系统的安全极为不利。统的安全极为不利。为更好地管理和控制多道程序，必须让系统程序享有更高的特权，即系为更好地管理和控制多道程序，必须让系
5、统程序享有更高的特权，即系统程序享有一些用户程序不能享有的特权。统程序享有一些用户程序不能享有的特权。运行系统程序的状态称管态（或核心态）；运行用户程序的状态称目态运行系统程序的状态称管态（或核心态）；运行用户程序的状态称目态（或算态或者用户态）。（或算态或者用户态）。特权指令：只能在管态下执行，不能在目态下执行的特殊指令。特权指令：只能在管态下执行，不能在目态下执行的特殊指令。这些指令在不同机器中有不同规定，与硬件有很大关系。这些指令在不同机器中有不同规定，与硬件有很大关系。4.1.1 程序接口程序接口2022-8-137常见特权指令类型：常见特权指令类型：传送程序状态字指令。传送程序状态字
6、指令。负责从内存单元取出程序状态字，送到程序状负责从内存单元取出程序状态字，送到程序状态寄存器，可改变程序的运行状态。态寄存器，可改变程序的运行状态。启动、测试和控制外设的指令。启动、测试和控制外设的指令。直接操纵外部设备的运行。直接操纵外部设备的运行。存取特殊寄存器的指令。存取特殊寄存器的指令。特殊寄存器是系统的中断寄存器、时钟寄存特殊寄存器是系统的中断寄存器、时钟寄存器、上器、上/下界地址寄存器等，只能在管态下由系统程序操作。下界地址寄存器等，只能在管态下由系统程序操作。2.系统调用系统调用用户程序只能在目态下运行，不能使用特权指令。用户程序只能在目态下运行，不能使用特权指令。用户程序启动
7、外设：用用户程序启动外设：用“启动外设启动外设”的指令（特权指令），在目态下不的指令（特权指令），在目态下不能使用。必须在管态下由操作系统完成。能使用。必须在管态下由操作系统完成。4.1.1 程序接口程序接口2022-8-138需要有一个处理机构完成以下三项工作：需要有一个处理机构完成以下三项工作：执行访管指令（或陷入指令）：访管中断，处理机从目态进入管态，执行访管指令（或陷入指令）：访管中断，处理机从目态进入管态，向操作系统提出任务请求。向操作系统提出任务请求。在管态下由操作系统完成用户程序提出的请求。在管态下由操作系统完成用户程序提出的请求。操作系统完成请求后，返回用户程序（从管态回到原来
8、的目态）。操作系统完成请求后，返回用户程序（从管态回到原来的目态）。系统调用命令是增强系统功能，方便用户的程序接口。系统调用命令是增强系统功能，方便用户的程序接口。不同操作系统提供的系统调用命令条数、格式及执行的功能不相同。不同操作系统提供的系统调用命令条数、格式及执行的功能不相同。同一个操作系统，不同版本提供的系统调用命令条数也有所增减。同一个操作系统，不同版本提供的系统调用命令条数也有所增减。功能上，执行一条系统调用命令相当执行一条功能很强的机器指令。功能上，执行一条系统调用命令相当执行一条功能很强的机器指令。系统调用：在用户程序中利用系统调用命令调用操作系统提供的子功能，系统调用：在用户
9、程序中利用系统调用命令调用操作系统提供的子功能，又称广义指令。又称广义指令。4.1.1 程序接口程序接口2022-8-1393.系统调用与过程调用的区别系统调用与过程调用的区别系统调用是一种特殊的过程调用，与程序中过程调用的主要区别：系统调用是一种特殊的过程调用，与程序中过程调用的主要区别：运行在不同的系统状态运行在不同的系统状态一般的过程调用：程序和被调用的过程都运行在同一系统状态下，或一般的过程调用：程序和被调用的过程都运行在同一系统状态下，或管态或目态；若系统调用在用户程序中，运行在目态；若被调用过管态或目态；若系统调用在用户程序中，运行在目态；若被调用过程是系统过程，运行在管态。程是系
10、统过程，运行在管态。通过软中断进入通过软中断进入一般的过程调用可直接由调用转向被调用过程。一般的过程调用可直接由调用转向被调用过程。系统调用由于调用过程和被调用过程处于不同的系统状态，不允许由系统调用由于调用过程和被调用过程处于不同的系统状态，不允许由调用过程直接转向被调用过程，只能通过软中断机制，先进入操作调用过程直接转向被调用过程，只能通过软中断机制，先进入操作系统内核，经内核处理后，才能转向相应的系统调用处理程序。系统内核，经内核处理后，才能转向相应的系统调用处理程序。4.1.1 程序接口程序接口2022-8-13104.系统调用的功能系统调用的功能系统调用功能是操作系统提供给程序设计人
11、员的一种服务。编写程序时，系统调用功能是操作系统提供给程序设计人员的一种服务。编写程序时，可以利用系统调用请求操作系统的服务。可以利用系统调用请求操作系统的服务。不同操作系统提供系统调用的数量或形式不同，一般系统提供几十到上不同操作系统提供系统调用的数量或形式不同，一般系统提供几十到上百条系统调用。百条系统调用。Windows系统的应用程序接口系统的应用程序接口(API)是典型的系统调用。是典型的系统调用。以应用程序接口的形式提供给很多系统功能调用的函数。以应用程序接口的形式提供给很多系统功能调用的函数。Windows API是是Windows视窗系统提供给用户进行系统编程和外设控制视窗系统提
12、供给用户进行系统编程和外设控制的强大的程序接口，主要通过的强大的程序接口，主要通过WIN32子系统的应用程序接口实现，是子系统的应用程序接口实现，是微软微软32位平台的应用程序编程接口（图位平台的应用程序编程接口（图4-1）。）。所有在所有在WIN32平台上运行的应用程序都可以调用这些函数。平台上运行的应用程序都可以调用这些函数。WIN32 API可以使应用程序充分挖掘可以使应用程序充分挖掘Windows的的32位操作系统的潜力。位操作系统的潜力。系统调用的所有系统调用的所有32位平台都支持统一的位平台都支持统一的API，包括函数、结构、消息、宏，包括函数、结构、消息、宏及接口。及接口。4.1
13、.1 程序接口程序接口2022-8-1311图4-1 应用程序接口的示意图4.1.1 程序接口程序接口2022-8-1312API是程序内的一组函数调用，可以用来创建其他程序。是程序内的一组函数调用，可以用来创建其他程序。WIN32 API利用三个主要组件提供利用三个主要组件提供Win的大部分函数：的大部分函数：USER32.DLL、GDI32.DLL和和KERNEL32.DLL。三个组件中的库函数可被应用程序调用。其中：三个组件中的库函数可被应用程序调用。其中：KERNEL32：可完成内存管理、程序的装入、执行和任务调度等功能，：可完成内存管理、程序的装入、执行和任务调度等功能，需要调用原需
14、要调用原DOS文件管理、磁盘输入输出和程序执行等功能。文件管理、磁盘输入输出和程序执行等功能。USER32:程序库程序库,对声音、时钟、鼠标器及键盘输入等操作进行管理。对声音、时钟、鼠标器及键盘输入等操作进行管理。GDI32：功能十分丰富的子程序库，提供图形与文字输出、图像操作：功能十分丰富的子程序库，提供图形与文字输出、图像操作和窗口管理等各种与显示和打印有关的功能。和窗口管理等各种与显示和打印有关的功能。常用的常用的Win32 API函数：表函数：表4-1。4.1.1 程序接口程序接口2022-8-1313 表4-1 Win32 API函数 4.1.1 程序接口程序接口2022-8-131
15、45.系统调用的实现系统调用的实现控制由目态转换为管态：借助中断和陷入机制来完成。该机制包括中断控制由目态转换为管态：借助中断和陷入机制来完成。该机制包括中断和陷入硬件机构，以及中断与陷入处理两部分。和陷入硬件机构，以及中断与陷入处理两部分。中断：中断：CPU对系统发生某事件的一种响应，对系统发生某事件的一种响应，CPU暂停正在执行的程序，暂停正在执行的程序，保留现场后自动转去执行该事件的中断处理程序，执行完再返回原程保留现场后自动转去执行该事件的中断处理程序，执行完再返回原程序断点处继续执行。序断点处继续执行。中断分硬中断和软中断。中断分硬中断和软中断。硬中断：外部设备事件引起，如磁盘中断、
16、打印机中断、电源故障等。硬中断：外部设备事件引起，如磁盘中断、打印机中断、电源故障等。软中断（软中断（“捕获捕获”或或“陷入陷入”）：由执行现行指令引起。利用硬件中断）：由执行现行指令引起。利用硬件中断概念，用软件方式模拟，实现宏观上的异步执行效果。概念，用软件方式模拟，实现宏观上的异步执行效果。软中断与硬中断对应，软中断与硬中断对应，“硬中断是外部设备对硬中断是外部设备对CPU的中断的中断”，“软中断软中断通常是硬中断服务程序对内核的中断通常是硬中断服务程序对内核的中断”。硬中断由于系统中某事件而引起，该事件与现行指令无关。硬中断由于系统中某事件而引起，该事件与现行指令无关。4.1.1 程序
17、接口程序接口2022-8-1315Unix系统用软中断指令实现系统调用。系统用软中断指令实现系统调用。系统调用的执行过程如图系统调用的执行过程如图4-2所示。所示。图4-2系统调用的执行过程4.1.1 程序接口程序接口2022-8-1316具体步骤：具体步骤：设置系统调用号和参数，执行设置系统调用号和参数，执行trap指令。指令。调用号作为指令一部分，或装入特定寄存器（直接系统调用），或以寄调用号作为指令一部分，或装入特定寄存器（直接系统调用），或以寄存器指针指向参数表（间接系统调用）。存器指针指向参数表（间接系统调用）。入口的一般性处理。入口的一般性处理。保护保护CPU现场，改变现场，改变C
18、PU执行状态、处理机状态字执行状态、处理机状态字PSW切换、地址空切换、地址空间表切换等，并将参数取到内核空间。间表切换等，并将参数取到内核空间。执行系统调用，根据系统调用命令的功能号，访问入口地址表，找到执行系统调用，根据系统调用命令的功能号，访问入口地址表，找到相应子程序的入口地址，转去执行。该子程序即系统调用处理程序。相应子程序的入口地址，转去执行。该子程序即系统调用处理程序。恢复恢复CPU现场，把返回参数送入指定存储单元，执行中断返回指令。现场，把返回参数送入指定存储单元，执行中断返回指令。返回返回4.1.1 程序接口程序接口2022-8-13174.1.2 命令接口命令接口命令接口通
19、过在用户和操作系统间提供高级通信控制程序运行。命令接口通过在用户和操作系统间提供高级通信控制程序运行。用户通过输入设备（键盘、鼠标等）发出一系列命令，告诉操作系统用户通过输入设备（键盘、鼠标等）发出一系列命令，告诉操作系统实现所需要功能。实现所需要功能。可以分为传统的命令行接口和现代的图形接口。可以分为传统的命令行接口和现代的图形接口。图形接口如图形接口如X WindowX Window和和WindowsWindows等，以图形和菜单作为主要显示界面，等，以图形和菜单作为主要显示界面，用鼠标作为主要的输入方式，受到欢迎，对计算机普及起到关键性用鼠标作为主要的输入方式，受到欢迎，对计算机普及起到
20、关键性作用，是命令行接口的发展。作用，是命令行接口的发展。2022-8-13181.命令接口的控制方式命令接口的控制方式两种不同的控制方式：两种不同的控制方式：联机命令接口。联机命令接口。用户通过终端设备和界面，交互地控制程序执行和管理计算机系统。用户通过终端设备和界面，交互地控制程序执行和管理计算机系统。键盘输入或鼠标点击控制命令，向系统提出要求。键盘输入或鼠标点击控制命令，向系统提出要求。每输入一个命令，系统控制转入命令解释或执行应用程序，完成指定功每输入一个命令，系统控制转入命令解释或执行应用程序，完成指定功能，报告执行结果。然后转回终端，可以用键盘输入或用鼠标点击下能，报告执行结果。然
21、后转回终端，可以用键盘输入或用鼠标点击下一条命令，如此反复，直到任务完成。一条命令，如此反复，直到任务完成。联机命令行接口包括命令行接口和图形接口两种形式。联机命令行接口包括命令行接口和图形接口两种形式。4.1.2 命令接口命令接口2022-8-1319脱机命令接口。脱机命令接口。一组作业控制语言组成，用户将作业步执行顺序和出错处理方法一组作业控制语言组成，用户将作业步执行顺序和出错处理方法按要求写成作业控制说明书，连同作业一并提交给系统。按要求写成作业控制说明书，连同作业一并提交给系统。系统运行程序时，对作业控制说明书边解释边执行，直到运行完系统运行程序时，对作业控制说明书边解释边执行，直到
22、运行完毕，并遇到撤离命令为止。毕，并遇到撤离命令为止。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后查看执行结果或出错信息，以修改作业或控制过程。止后查看执行结果或出错信息，以修改作业或控制过程。4.1.2 命令接口命令接口2022-8-1320脱机命令接口在批处理系统中经常使用。脱机命令接口在批处理系统中经常使用。批处理用户对作业一般采用脱机控制方式，命令接口主要由作业控制批处理用户对作业一般采用脱机控制方式，命令接口主要由作业控制语言语言(JCL)实现。作业控制说明书中规定完成一个作业过程所需的实现。作业控制说明书中规定
23、完成一个作业过程所需的一系列作业步，描述每一个作业步特性及使用的资源和文件。一系列作业步，描述每一个作业步特性及使用的资源和文件。2.命令行接口命令行接口命令行接口的功能命令行接口的功能用户键入命令向系统提出请求。用户键入命令向系统提出请求。每输入一条命令，命令解释程序立即进行解释并调用相应处理程序执每输入一条命令，命令解释程序立即进行解释并调用相应处理程序执行，完成指定功能并将结果输出。行，完成指定功能并将结果输出。不同操作系统有不同的处理方式。不同操作系统有不同的处理方式。4.1.2 命令接口命令接口2022-8-1321命令行接口的功能：命令行接口的功能：文件和目录的管理文件和目录的管理
24、用于文件和目录的建立、更改、检索、复制和删除等；用于文件和目录的建立、更改、检索、复制和删除等；用于文件内容的合并、压缩、显示和打印等；用于文件内容的合并、压缩、显示和打印等；用于更改文件和目录属性，更改文件访问权等。用于更改文件和目录属性，更改文件访问权等。文件编辑和处理文件编辑和处理用于字处理的软件，包括编辑功能，密码功能，文件压缩，索引生成，用于字处理的软件，包括编辑功能，密码功能，文件压缩，索引生成，拼读纠正，串比较，文件格式化，分类查找等。拼读纠正，串比较，文件格式化，分类查找等。文件系统的管理文件系统的管理用于文件系统的建立，备份转储和恢复系统，更改口令，了解文件系统用于文件系统的
25、建立，备份转储和恢复系统，更改口令，了解文件系统状态，文件系统检查，列出正在工作或活动的用户进程，增加或减少状态，文件系统检查，列出正在工作或活动的用户进程，增加或减少终端用户，计时收费，系统的注册，文件装卸，系统的开启与关停，终端用户，计时收费，系统的注册，文件装卸，系统的开启与关停，文件卷的复制备份程序，开始运行程序，定时启动系统工作程序，设文件卷的复制备份程序，开始运行程序，定时启动系统工作程序，设置进程优先级，挂起进程，结束程序运行，系统生成程序等。置进程优先级，挂起进程，结束程序运行，系统生成程序等。4.1.2 命令接口命令接口2022-8-1322权限管理的命令：权限管理的命令：控
26、制用户访问系统和读、写、执行有关文件的权限。控制用户访问系统和读、写、执行有关文件的权限。如注册、注销命令等。如注册、注销命令等。通信命令：通信命令：在主机和终端之间建立会话信道，在主机和主机之间的信在主机和终端之间建立会话信道，在主机和主机之间的信息发送、接收、显示、编辑等。息发送、接收、显示、编辑等。这类命令包括：进程通讯，进程控制，电子邮件，对主机的链接，对系这类命令包括：进程通讯，进程控制，电子邮件，对主机的链接，对系统链接，终端间链接，系统管理员一对多的统链接，终端间链接，系统管理员一对多的“广播广播”命令等。命令等。资源要求命令：资源要求命令：向系统申请资源，如申请外设、内存等。向
27、系统申请资源，如申请外设、内存等。个人工具：个人工具：日历，时间管理，台式计算器，学习工具，说明书，记账，日历，时间管理，台式计算器，学习工具，说明书，记账，游戏等。游戏等。4.1.2 命令接口命令接口2022-8-1323命令行接口的格式命令行接口的格式Linux命令的一般格式：命令的一般格式：命令命令 参数参数/选项选项Linux命令由命令名（命令由命令名（Command）后面跟零到多个参数）后面跟零到多个参数/选项构成，命选项构成，命令与参数令与参数/选项之间，以及参数选项之间，以及参数/选项之间用空格隔开。选项之间用空格隔开。用命令行接口的典型操作系统：用命令行接口的典型操作系统：MS
28、-DOS、UNIX、OS/2、Linux等。等。MS-DOS命令集命令集MS-DOS命令集中，命令集中，commandcom存放所有内部命令及内部命令的存放所有内部命令及内部命令的入口地址，输入一个命令后，系统进行识别并找到相应处理程序，否入口地址，输入一个命令后，系统进行识别并找到相应处理程序，否则，提示用户输入的命令有误，重新输入。则，提示用户输入的命令有误，重新输入。MS-DOS命令集中的命令大致分为命令集中的命令大致分为4类。类。4.1.2 命令接口命令接口2022-8-1324内部命令：由内部命令：由commandcom本身完成，功能简单，使用频繁。本身完成，功能简单，使用频繁。例如
29、：例如：dir c：copy source.dat target.datcopy con temp.txtmd kkkcd kkk等。等。外部命令：运行相应的可执行文件来完成。外部命令：运行相应的可执行文件来完成。例如：例如：FdiskFormat c：debug等。等。4.1.2 命令接口命令接口2022-8-1325输入输入/输出重定向和管道：输出重定向和管道：、|。其中：其中：“”为输出重定向，为输出重定向，“”为追加输出重为追加输出重定向，管道定向，管道“|”是将前一个命令的输出作为后一个命令的输入。是将前一个命令的输出作为后一个命令的输入。例如：例如：find string temp
30、.txt 将显示文件将显示文件temp.txt中有中有string串的行。串的行。moretemp.txt 将把将把dir命令在屏幕上的输出保存在新文件命令在屏幕上的输出保存在新文件temp.txt中。中。dirtemp.txt 将屏幕输出追加在文件将屏幕输出追加在文件temp.txt的结尾。的结尾。type temp.txtlpt1dir|sort 将将dir命令的输出按行进行排序。命令的输出按行进行排序。4.1.2 命令接口命令接口2022-8-1326DOS批处理批处理批处理文件的扩展名是批处理文件的扩展名是bat，作用是把若干条需要多次重复使用，作用是把若干条需要多次重复使用的命令组织
31、成一个文件，一次性地成批执行。的命令组织成一个文件，一次性地成批执行。例如，显示当前目录及其子目录中所有的文件名例如，显示当前目录及其子目录中所有的文件名(含路径名含路径名)：echo offfor/R%f in(*.*)do echo%fLinux操作系统的命令行接口即操作系统的命令行接口即Shell命令。命令。无论何时输入一个命令，无论何时输入一个命令，Shell 解释并执行。解释并执行。有关有关Shell命令的操作已在第命令的操作已在第2章介绍。章介绍。4.1.2 命令接口命令接口2022-8-13273.图形用户接口图形用户接口通过鼠标对屏幕对象点击，以控制和操纵程序的运行或管理计通过
32、鼠标对屏幕对象点击，以控制和操纵程序的运行或管理计算机系统。算机系统。图形用户接口是当前流行的用户接口，是命令接口的图形化。图形用户接口是当前流行的用户接口，是命令接口的图形化。典型的图形用户接口是典型的图形用户接口是Windows和和X Window等。等。Linux可以选择两种图形桌面环境可以选择两种图形桌面环境(KDE或或Gnome)。4.1.2 命令接口命令接口2022-8-1328桌面和窗口桌面和窗口桌面：整个屏幕空间，即在运行操作系统桌面环境时用户看到的屏幕。桌面：整个屏幕空间，即在运行操作系统桌面环境时用户看到的屏幕。用户可以定制桌面，如更改桌面主题、图标、屏保和背景等。用户可以
33、定制桌面，如更改桌面主题、图标、屏保和背景等。桌面由多个任务共享。每个任务通过各自窗口显示操作和运行情况，桌桌面由多个任务共享。每个任务通过各自窗口显示操作和运行情况，桌面系统允许在桌面上同时出现多个窗口。面系统允许在桌面上同时出现多个窗口。窗口：屏幕上的一块矩形区域。窗口：屏幕上的一块矩形区域。应用程序应用程序(包括文档包括文档)通过窗口向用户展示系统能提供的各种服务及其需通过窗口向用户展示系统能提供的各种服务及其需要输入的信息，用户通过窗口中的图标查看和操纵应用程序或文档。要输入的信息，用户通过窗口中的图标查看和操纵应用程序或文档。4.1.2 命令接口命令接口2022-8-1329窗口一般
34、由标题拦、窗口标题、菜单栏、工具窗口一般由标题拦、窗口标题、菜单栏、工具 栏、功能按钮、最大或栏、功能按钮、最大或最小化按钮、窗口边框、鼠标指针、滚动条和工作区域等组成。最小化按钮、窗口边框、鼠标指针、滚动条和工作区域等组成。窗口一般分为：系统窗口、用户窗口、应用程序窗口和子窗口等类型。窗口一般分为：系统窗口、用户窗口、应用程序窗口和子窗口等类型。系统窗口：系统窗口：提供方便用户使用系统提供的各种服务，如控制面板，资提供方便用户使用系统提供的各种服务，如控制面板，资源管理器等。源管理器等。用户窗口：用户窗口：用户创建的窗口，由系统提供函数，用户调用来创建、撤用户创建的窗口，由系统提供函数，用户
35、调用来创建、撤销、修改窗口信息等。销、修改窗口信息等。应用程序窗口：应用程序窗口：应用程序运行的窗口，方便用户对应用程序的操作。应用程序运行的窗口，方便用户对应用程序的操作。子窗口：子窗口：一般窗口有其子窗口，显示与应用有关的信息。一般窗口有其子窗口，显示与应用有关的信息。4.1.2 命令接口命令接口2022-8-1330菜单和图标菜单和图标命令行接口要求用户熟记操作系统命令，不同操作系统的命令形命令行接口要求用户熟记操作系统命令，不同操作系统的命令形式不同，带来诸多不便。式不同，带来诸多不便。菜单命令：将菜单项（命令项）列于一个表中，用鼠标、键盘中菜单命令：将菜单项（命令项）列于一个表中，用
36、鼠标、键盘中上下左右键选择点击。一上下左右键选择点击。一 般采用弹出式菜单。般采用弹出式菜单。图标：代表一个对象的小图像。如代表一个应用程序、文件夹、图标：代表一个对象的小图像。如代表一个应用程序、文件夹、快捷方式和系统资源等。用户通过点击图快捷方式和系统资源等。用户通过点击图 标对系统下命令。标对系统下命令。图标是图形用户接口中的一个重要元素。图标是图形用户接口中的一个重要元素。4.1.2 命令接口命令接口2022-8-1331开始菜单和任务栏：一般为系统的默认设置。开始菜单和任务栏：一般为系统的默认设置。开始菜单开始菜单“开始开始”菜单包括用户常用的工具软件和应用程序，如程序选项、文菜单包
37、括用户常用的工具软件和应用程序，如程序选项、文档选项、设置选项等。档选项、设置选项等。用鼠标右键单击用鼠标右键单击“开始开始”按钮可弹出快捷菜单；按钮可弹出快捷菜单；在在“开始开始”菜单中选择菜单中选择“关闭系统关闭系统”选项可关闭系统。选项可关闭系统。任务栏任务栏可以帮助用户快速启动常用的程序，方便地切换当前的程序。可以帮助用户快速启动常用的程序，方便地切换当前的程序。任务栏中包含若干个常用应用程序小图标，如用于英文输入或汉字拼任务栏中包含若干个常用应用程序小图标，如用于英文输入或汉字拼音输入、控制音量大小、查看和改变系统时钟等。音输入、控制音量大小、查看和改变系统时钟等。任务栏的大小和位置
38、可根据需要调整。任务栏的大小和位置可根据需要调整。4.1.2 命令接口命令接口2022-8-1332凡已经运行且未关闭的任务，任务栏中都有相应小图标。凡已经运行且未关闭的任务，任务栏中都有相应小图标。如果希望查看其中的某个进程，单击该进程小图标，该进程窗口即可显如果希望查看其中的某个进程，单击该进程小图标，该进程窗口即可显现在屏幕上。现在屏幕上。对话框对话框对话框是带有标题拦、输入框和按钮等对象的临时窗口（对话窗口）。对话框是带有标题拦、输入框和按钮等对象的临时窗口（对话窗口）。按钮有多种形式，如命令按钮、选择按钮、滑动式按钮和数字式增减按按钮有多种形式，如命令按钮、选择按钮、滑动式按钮和数字
39、式增减按钮等。钮等。对话框与窗口相似，但有明显差别。例如：对话框与窗口相似，但有明显差别。例如：对话框上没有工具栏，不能用鼠标拖拽边框改变大小和位置；对话框上没有工具栏，不能用鼠标拖拽边框改变大小和位置；对话框是临时窗口，用完后自动消失，或用取消命令消除。对话框是临时窗口，用完后自动消失，或用取消命令消除。主要用途是实现人主要用途是实现人-机会话，系统可通过对话框提示输入与相关信息。机会话，系统可通过对话框提示输入与相关信息。返回返回4.1.2 命令接口命令接口2022-8-13334.1.3 操作系统用户接口的发展操作系统用户接口的发展操作系统的用户接口经历了从一维空间到立体空间的发展历程。
40、操作系统的用户接口经历了从一维空间到立体空间的发展历程。第一阶段：第一阶段：提供命令行接口和系统调用，一维空间环境。提供命令行接口和系统调用，一维空间环境。第二阶段：第二阶段：提供图形接口，二维界面的环境。提供图形接口，二维界面的环境。以图形、窗口和菜单为主要显示界面的图形用户接口，用鼠标作为主以图形、窗口和菜单为主要显示界面的图形用户接口，用鼠标作为主要的输入方式，受到欢迎，对计算机普及起到关键性作用。要的输入方式，受到欢迎，对计算机普及起到关键性作用。图形用户接口是命令接口的发展。图形用户接口是命令接口的发展。第三阶段：第三阶段：提供立体空间操作环境和语言接口，三维图像显示立体效提供立体空
41、间操作环境和语言接口，三维图像显示立体效果，屏幕上显示家电或其他控制仪器，利用鼠标触摸、感受。果，屏幕上显示家电或其他控制仪器，利用鼠标触摸、感受。未来操作系统向智能化、傻瓜化发展，用户要求计算机做什么，计算未来操作系统向智能化、傻瓜化发展，用户要求计算机做什么，计算机就做什么，怎么做用户就不用操心了。机就做什么，怎么做用户就不用操心了。2022-8-1334操作系统的用户接口直接影响人们的工作和生活。操作系统的用户接口直接影响人们的工作和生活。用户界面的设计是计算机系统的一个重要组成部分，是计算机科学用户界面的设计是计算机系统的一个重要组成部分，是计算机科学与心理学、人体工程学、图形艺术等学
42、科的交叉领域，主要任务与心理学、人体工程学、图形艺术等学科的交叉领域，主要任务是寻求最佳的人机通信方式，提供便捷，可靠和有效的使用手段。是寻求最佳的人机通信方式，提供便捷，可靠和有效的使用手段。操作系统的用户接口应具有实现高效人机通信功能、改善计算机的操作系统的用户接口应具有实现高效人机通信功能、改善计算机的可用性、易学性和有效性功能，支持三维动画及多媒体技术的功可用性、易学性和有效性功能，支持三维动画及多媒体技术的功能。能。随着操作系统的发展，用户接口将具有智能化功能，提供适应不同随着操作系统的发展，用户接口将具有智能化功能，提供适应不同应用层面构造工具、构造语言。应用层面构造工具、构造语言
43、。返回返回4.1.3 操作系统用户接口的发展操作系统用户接口的发展2022-8-1335知识点：知识点：作业、作业步和作业流作业、作业步和作业流 作业的状态及其转换作业的状态及其转换 4.2 作业的基本概念作业的基本概念 返回返回2022-8-1336作业：用户在一次解题或一个事务处理过程中要求计算机系统所做工作作业：用户在一次解题或一个事务处理过程中要求计算机系统所做工作的集合，包括用户程序、所需的数的集合，包括用户程序、所需的数 据及命令等。据及命令等。一个作业由一系列有序的步骤组成。一个作业由一系列有序的步骤组成。例如，对一个用某高级语言编制的源程序进行调试处理时，一般要经过例如，对一个
44、用某高级语言编制的源程序进行调试处理时，一般要经过以下几个步骤：以下几个步骤：编辑：编辑：调用编辑程序对指定的源程序文件进行修改；调用编辑程序对指定的源程序文件进行修改；编译：编译：编译、链接，获得可执行目标代码；编译、链接，获得可执行目标代码；运行：运行：对编译、链接后的程序运行，完成预期功能。对编译、链接后的程序运行，完成预期功能。4.2.1 作业、作业步和作业流作业、作业步和作业流2022-8-1337作业的每个步骤可以看作是一个作业步。作业的每个步骤可以看作是一个作业步。作业步：一个作业的处理过程中，计算机所做的一项相对独立的工作。作业步：一个作业的处理过程中，计算机所做的一项相对独立
45、的工作。一个作业各作业步之间有联系，逻辑上顺序。一个作业各作业步之间有联系，逻辑上顺序。一般，前一个作业步产生下一个作业步的输入文件。一般，前一个作业步产生下一个作业步的输入文件。例如，用编辑程序编制高级语言源程序是一个作业步，产生的源程序例如，用编辑程序编制高级语言源程序是一个作业步，产生的源程序文件是下一个作业步（编译）的输入文件；编译产生的目标代码文文件是下一个作业步（编译）的输入文件；编译产生的目标代码文件是下一个作业步（运行）的输入文件。件是下一个作业步（运行）的输入文件。上一个作业步是否正确成功完成，决定下一个作业步是否能正确执行。上一个作业步是否正确成功完成，决定下一个作业步是否
46、能正确执行。例如，源程序有错，编译不会成功。例如，源程序有错，编译不会成功。4.2.1 作业、作业步和作业流作业、作业步和作业流2022-8-1338批处理系统中，通常把一批作业或按用户提交次序，或按某种优先级原批处理系统中，通常把一批作业或按用户提交次序，或按某种优先级原则依次安放到相应输入装置上。系统控制下依次输入到后援存储器中则依次安放到相应输入装置上。系统控制下依次输入到后援存储器中等待运行，形成一个作业流。等待运行，形成一个作业流。小的系统只有一个作业流，大的系统可以有几个作业流。小的系统只有一个作业流，大的系统可以有几个作业流。返回返回4.2.1 作业、作业步和作业流作业、作业步和
47、作业流2022-8-13394.2.2作业的状态及其转换作业的状态及其转换一个作业进入系统到运行结束，一般需要经历提交、运行、完成一个作业进入系统到运行结束，一般需要经历提交、运行、完成三个阶段。三个阶段。与三个阶段对应，作业分别处于后备、运行和完成三种状态。与三个阶段对应，作业分别处于后备、运行和完成三种状态。.后备状态后备状态一个作业通过输入设备送入计算机，并由操作系统将其存放在磁一个作业通过输入设备送入计算机，并由操作系统将其存放在磁盘后，为作业建立一个作业控制块，插入到后备作业队列中等盘后，为作业建立一个作业控制块，插入到后备作业队列中等待被调度运行。此时，作业处于后备状态。待被调度运
48、行。此时，作业处于后备状态。从作业输入到放入后备作业队列的过程称为提交。从作业输入到放入后备作业队列的过程称为提交。2022-8-1340.运行状态运行状态一个作业被调度程序选中，分配必要的资源，建立一组相应的进程后，一个作业被调度程序选中，分配必要的资源，建立一组相应的进程后，由后备状态变为运行状态。由后备状态变为运行状态。运行状态的作业可能被进程调度程序选中而在处理机上执行；也可能在运行状态的作业可能被进程调度程序选中而在处理机上执行；也可能在等待某种事件或信息；还可能等待进程调度程序为其分配处理机。等待某种事件或信息；还可能等待进程调度程序为其分配处理机。宏观上，作业一旦由作业调度程序选
49、中进入内存，即开始运行；宏观上，作业一旦由作业调度程序选中进入内存，即开始运行；微观上，内存中的作业不一定正在处理机上执行。微观上，内存中的作业不一定正在处理机上执行。为便于对运行状态的作业管理，根据进程活动情况又可分三种状态：就为便于对运行状态的作业管理，根据进程活动情况又可分三种状态：就绪状态、执行状态和阻塞状态。绪状态、执行状态和阻塞状态。刚建立的进程处于就绪状态刚建立的进程处于就绪状态,就绪状态向执行状态转换由进程调度实现。就绪状态向执行状态转换由进程调度实现。处于执行状态的进程用完分配的时间或被更高优先级进程剥夺处理机，处于执行状态的进程用完分配的时间或被更高优先级进程剥夺处理机，回
50、到就绪状态，等待下次被调度。回到就绪状态，等待下次被调度。进程执行状态中若发生某事件而暂时无法执行下去（如有进程执行状态中若发生某事件而暂时无法执行下去（如有I/O请求并等待请求并等待I/O完成），进入阻塞状态。完成），进入阻塞状态。引起进程阻塞的事件消失（如引起进程阻塞的事件消失（如I/O完成），由阻塞状态变为就绪状态，重完成），由阻塞状态变为就绪状态，重新获得被调度的资格。新获得被调度的资格。4.2.2作业的状态及其转换作业的状态及其转换2022-8-1341.完成状态完成状态作业正常运行结束或因发生错误而中止执行，处于完成状态。作业正常运行结束或因发生错误而中止执行，处于完成状态。操作系
