操作系统课件-第二章操作系统用户界面1.ppt

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1、第二章第二章第二章第二章 操作系统用户界面操作系统用户界面操作系统用户界面操作系统用户界面重点和难点：重点和难点：1 作业的基本概念和建立作业的基本概念和建立2 用户接口的概念和类型用户接口的概念和类型3 系统调用的概念和过程系统调用的概念和过程 2.1 2.1 作业的基本概念作业的基本概念作业的概念作业的概念作业的基本类型作业的基本类型作业的状态及其转换作业的状态及其转换作业的概念作业的概念作业的概念作业的概念 概念概念功能设计结构设计建档详细设计编辑输入输出执行链接编译调试需求分析分析一般编程过程编辑输入用户角度：系统角度：作业的概念作业的概念 作业作业:是用户提交给计算机进行加工的一个任

2、务，是用户提交给计算机进行加工的一个任务，由用户程序、数据和作业说明书三部分组成。由用户程序、数据和作业说明书三部分组成。作业步：通常一个作业又可分为若干个顺序处理作业步：通常一个作业又可分为若干个顺序处理 的步骤。的步骤。从系统角度看（作业的组织形式从系统角度看（作业的组织形式）作业：作业由程序、数据和作业说明书组成。程序作业：作业由程序、数据和作业说明书组成。程序 和数据完成用户所要求的业务处理工作，和数据完成用户所要求的业务处理工作，作业说明书则体现用户的控制意图。作业说明书则体现用户的控制意图。作业、作业步、进程作业、作业步、进程的关系作业、作业步、进程的关系作业、作业步、进程的关系作

3、业、作业步、进程的关系用户作业作业步进程作业步进程线程线程由用户创新建由用户指定由系统创建返回作业的基本类型作业的基本类型作业的基本类型作业的基本类型根据调度和控制的需要进行分类根据调度和控制的需要进行分类从调度的角度，可分为：从调度的角度，可分为：计算型作业计算型作业：指任务中包含大量的计算，而其I/O较少的作业，如通常的科学计算；I/O型作业型作业：要求少量的计算而需大量I/O的作业，如通常的事务处理 作业的基本类型作业的基本类型作业的基本类型作业的基本类型从控制的角度，可分为：从控制的角度，可分为：脱机作业（批量型作业）：脱机作业（批量型作业）：在在整整个个作作业业的的运运行行过过程程中

4、中，只只需需根根据据作作业业说说明明书书中中的的说说明明对对作作业业进进行行控控制制，脱脱机机作作业业通通常常是是在在批批处处理理操操作作环环境境下下运运行行，故故也也称称为为批批量量型作业；型作业；联机作业（终端型作业）：联机作业（终端型作业）：通通常常是是用用键键盘盘命命令令直直接接控控制制作作业业的的运运行行，联联机机作作业业通通常常在在分分时时操操作作环环境境下下运运行行，故故也也称称为终端型作业。为终端型作业。返回作业的状态及其转换作业的状态及其转换作业的状态及其转换作业的状态及其转换 作业从提交给系统直到它完成后离开系统作业从提交给系统直到它完成后离开系统前的整个活动过程，可分为前

5、的整个活动过程，可分为 提交状态提交状态后备状态后备状态运行状态运行状态完成状态完成状态 2.2 2.2 作业的建立作业的建立作业的建立作业的建立一个作业的建立包括两个子过程：一个作业的建立包括两个子过程：作业的输入作业的输入、作业控制块的建立作业控制块的建立。作业的输入方式：作业的输入方式：联机输入方式联机输入方式 脱机输入方式脱机输入方式 直接耦合方式直接耦合方式网络输入方式网络输入方式SPOOLING系统系统(Simultaneous Peripheral Simultaneous Peripheral Operation On-Line)Operation On-Line)作业的输入方

6、式作业的输入方式作业的输入方式作业的输入方式联机输入方式联机输入方式外围设备直接和主机相连。外围设备直接和主机相连。脱机输入方式（预输入方式）脱机输入方式（预输入方式）利用低档个人计算机作为外围处理机进行处利用低档个人计算机作为外围处理机进行处理。理。脱机输入解决了快速输入输出的问题，提高脱机输入解决了快速输入输出的问题，提高了资源利用率，但是要以牺牲低档机为代价。了资源利用率，但是要以牺牲低档机为代价。还需要用户干预还需要用户干预直接耦合方式直接耦合方式慢速的输入输出过程由外围低档机管理慢速的输入输出过程由外围低档机管理公用存储器中的大量数据的高速读写由主机完成公用存储器中的大量数据的高速读

7、写由主机完成网络输入方式网络输入方式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就行操作执行，构成了网络输入到同一网中另一台主机上就行操作执行，构成了网络输入方式方式 主机 公用存储器低档PC机低档PC机SPOOLING系统系统(假脱机操作假脱机操作)Simultaneous Peripheral Operation On Line 它使用直接存取的大容量磁盘作为缓冲，将它使用直接存取的大容量磁盘作为缓冲，将一个可共享的磁盘空间改造成若干个输入设备一个可共享的磁盘空间改造成若干个输入设备和输出设备，并使得和输出设备，

8、并使得I/O设备和设备和CPU并行操作。并行操作。（在联机情况下实现的同时外围操作）（在联机情况下实现的同时外围操作）SPOOLING 系统系统的组成的组成 输入井和输出井输入井和输出井输入缓冲区和输出缓冲区输入缓冲区和输出缓冲区输入进程和输出进程输入进程和输出进程（输入管理模块、输出管理模块）（输入管理模块、输出管理模块）输入管理 模块输入装置输入装置输入装置输入装置 通通 道道 输入井输出井 通通 道 输出装置输出装置输出装置输出装置 通通 道道输出管理 模块 主机系统外存SPOOLING系统系统SPOOLING系统输入过程：系统输入过程：系统的输入程序包含两个独立的过程，一个系统的输入程

9、序包含两个独立的过程，一个过程负责从外部设备把信息读入缓冲区；另过程负责从外部设备把信息读入缓冲区；另一个过程是写过程，负责把缓冲区中的信息一个过程是写过程，负责把缓冲区中的信息送到外存输入井中。送到外存输入井中。在系统输入模块收到作业输入请求后，输入在系统输入模块收到作业输入请求后，输入管理模块中的读过程负责将信息从输入装置管理模块中的读过程负责将信息从输入装置读入缓冲区。当缓冲区满时，由写过程将信读入缓冲区。当缓冲区满时，由写过程将信息从缓冲区写到外存的输入井中息从缓冲区写到外存的输入井中SPOOLING系统的工作原理系统的工作原理当用户提交一批作业后，操作员键入当用户提交一批作业后，操作

10、员键入“预预输入命令输入命令”启动预输入程序工作，预输入启动预输入程序工作，预输入程序启动输入机读出作业信息，并把它们程序启动输入机读出作业信息，并把它们存放到输入井中。当主存储器可以装入作存放到输入井中。当主存储器可以装入作业时就从输入井中选择若干作业装入主存业时就从输入井中选择若干作业装入主存储器。被装入主存储器中的作业在执行中储器。被装入主存储器中的作业在执行中可请求井管理程序从输出井读需处理的信可请求井管理程序从输出井读需处理的信息或把处理结果写到输出井中。缓输出程息或把处理结果写到输出井中。缓输出程序利用处理器空闲时间把作业执行结果在序利用处理器空闲时间把作业执行结果在打印机上输出打

11、印机上输出 SPOOLING系统的特点系统的特点提高了提高了I/O速度速度 将独占设备改造为共享设备将独占设备改造为共享设备实现了虚拟设备功能实现了虚拟设备功能作业控制块的建立作业控制块的建立作业控制块的建立作业控制块的建立作业由三部分组成：作业由三部分组成：程序程序数据数据作业说明书（体现用户的控制意图）作业说明书（体现用户的控制意图）在系统把作业信息输入到外存输入井之后，还需要在系统把作业信息输入到外存输入井之后，还需要根据作业说明书中的说明及其它信息建立作业控制根据作业说明书中的说明及其它信息建立作业控制表表(JCB)。只有在获得只有在获得JCB表项和足够的输入井空间表项和足够的输入井空

12、间之后，一个作业才可能创建成功。之后，一个作业才可能创建成功。JCB的的内内容容：JCB包包含含了了系系统统对对作作业业进进行行管管理理所所必必须须的的信信息息，有有作作业业名名、作作业业的的估估计计运运行行时时间间、优优先先数数、作作业业的的建建立立时时间间、内内存存要要求求、外外设设要要求求、作作业业状态等等。状态等等。JCB是作业存在的唯一标志。是作业存在的唯一标志。完成用户要求的业务处理工作完成用户要求的业务处理工作用户程序用户程序监督程序监督程序磁盘操作磁盘操作磁带操作磁带操作磁盘操作磁盘操作磁带操作磁带操作用户程序用户程序A用户程序用户程序B监督程序监督程序请求带输入启动磁带机结束中断请求盘输入启动磁盘中断处理结束中断中断处理CPU运行设备运行t两道作业运行情况两道作业运行情况请求盘输入启动盘调度B请求带输入结束中断中断处理调度A中断处理调度B结束中断CPU运行设备运行单道作业运行情况单道作业运行情况结束中断