第七章 操作系统接口

(1) 操作系统接口概述

人-计算机接口：操作系统；

用户与操作系统之间进行交互的接口：操作系统接口；

(2) 操作系统接口分类

• 命令接口\

  联机用户接口：面向联机用户的操作接口；\

  脱机用户接口：面向脱机（批处理）用户的操作接口；

• 图形用户接口(GUI, Graphical User Interface)\

  面向联机用户的操作接口。

• 程序接口\

  面向程序员的接口，程序可以直接调用操作系统核心功能。

7.1 联机命令接口

7.1.1 联机命令的基本形式

• 联机命令的基本形式\

  Command Param1 Param2 …

  • Command：命令名称。

  • Param1,Param2,..: 命令参数和选项；

• 实例\

  DIR\

  COPY C:\t.txt d:\td.txt\

  cp file1 file2

7.1.2 联机命令接口的组成

• 键盘终端处理程序\

  负责实现基本的命令编辑、接收和回显功能。

  • 接收用户从终端打入的字符；

  • 字符缓冲，用于暂存所接收的字符；

  • 字符回显；

  • 屏幕编辑；

  • 特殊字符处理；

• 命令解释程序\

  负责实现对用户输入命令的解释，并转入相应命令处理程序去执行。

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7.2 Shell程序接口

• Shell编程(UNIX)

利用UNIX操作系统提供的命令，将需要完成的命令按执行次序写成文件，形成所谓shell程序文件。

执行这类文件，可以实现一批命令的自动执行。

img 7.2

7.3 程序接口：系统调用

7.3.1 系统调用的基本概念

(1) 什么是系统调用

用户在程序中调用操作系统所提供的一些子功能。通常也把被调用的操作系统功能，称为系统调用。

img 7.3.1

(2) 系统调用过程

img 7.3.1 - 2

(3) 系统调用特点

• 这是特殊的过程调用，由特殊的机器指令实现（每种机器的机器指令集中都有一条系统调用指令——访管指令）

• 这个指令还将系统转入管态

• 系统调用是一个低级过程，只能由汇编语言直接访问

• 系统调用是操作系统提供给编程人员的唯一接口

• 系统调用和函数调用区别：

  • 进入和退出方式不同:\

    系统调用：INT/IRET，函数调用： CALL/RET;

  • CPU状态变化不同：\

    系统调用：用户态 → 系统态 → 用户态；\

    函数调用：无CPU状态变化。

(4) 系统调用处理过程

• 在系统中为控制系统调用服务的机构称为陷入（TRAP）或异常处理机构。相对应，把由于系统调用引起处理机中断的指令称为陷入或异常指令（或称访管指令）;

• 在操作系统中，每个系统调用都对应一个事先给定的功能号，例如0、1、2、3等;

• 在陷入指令中必须包括对应系统调用的功能号。有些陷入指令中，还带有传给陷入处理机构和内部处理程序的有关参数;

• 必须为实现系统调用功能的子程序编造入口地址表，每个入口地址与相应的系统程序名对应;

• 陷入处理程序把陷入指令包含功能号与入口地址表有关项对应, 系统调用功能号驱动有关子程序执行;

• 在系统调用处理结束之后，用户程序需利用系统调用返回结果继续执行.

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