自考操作系統(tǒng)原理-第二章-計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)課件

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)(識(shí)記)通用的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是由硬件和軟件組成的一種層次結(jié)構(gòu)。最內(nèi)層是硬件系統(tǒng)，人與硬件系統(tǒng)之間的是軟件系統(tǒng)。硬件系統(tǒng)主要由中央處理器(CPU)、存儲(chǔ)器(主存、輔存)、輸入/輸出控制系統(tǒng)和各種輸入/輸出設(shè)備組成。軟件系統(tǒng)包括系統(tǒng)軟件、支撐軟件和應(yīng)用軟件三部分。系統(tǒng)軟件：和硬件結(jié)合最緊密，必不可少，操作系統(tǒng)，編譯系統(tǒng)支撐軟件：支持其他軟件開(kāi)發(fā)維護(hù)的軟件，數(shù)據(jù)庫(kù)，軟件開(kāi)發(fā)工具，軟件接口應(yīng)用軟件：為特定領(lǐng)域的需求編寫(xiě)的專(zhuān)業(yè)程序，財(cái)務(wù)管理，人事管理等計(jì)算機(jī)系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)(識(shí)記)通用的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是由硬件和軟件組成2系統(tǒng)工作框架(識(shí)記)1、啟動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，自動(dòng)執(zhí)行引導(dǎo)程序(系統(tǒng)初始化，把操作系統(tǒng)的核心程序裝入主存，并讓操作系統(tǒng)占用處理器)2、等待用戶(hù)從鍵盤(pán)或者鼠標(biāo)輸入命令，接收后處理，處理完繼續(xù)等待。分析和處理命令，按照命令的要求調(diào)出各種程序來(lái)執(zhí)行程序執(zhí)行時(shí)，操作系統(tǒng)等待事件發(fā)生（非法操作、除0錯(cuò)、硬件故障，請(qǐng)求分配資源、請(qǐng)求啟動(dòng)外設(shè)、輸入/輸入完成、程序執(zhí)行結(jié)束），不同的事件由操作系統(tǒng)的各種服務(wù)程序去處理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中所有發(fā)生的事件先由硬件識(shí)別然后觸發(fā)“中斷“，暫停程序執(zhí)行，把控制權(quán)交給操作系統(tǒng)的某個(gè)服務(wù)子程序，處理完后讓出處理器，暫停的程序繼續(xù)執(zhí)行。系統(tǒng)工作框架(識(shí)記)1、啟動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，自動(dòng)執(zhí)行引導(dǎo)程序(系統(tǒng)初3硬件環(huán)境—CPU與外設(shè)的并行工作通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，都是通過(guò)輸出/輸出控制系統(tǒng)完成外圍設(shè)備與主存之間的信息傳遞。各種外圍設(shè)備連接在相應(yīng)的設(shè)備控制器上，設(shè)備控制器通過(guò)過(guò)通道連接在系統(tǒng)總線(xiàn)上硬件環(huán)境—CPU與外設(shè)的并行工作通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，都是通過(guò)輸4硬件環(huán)境

—CPU與外設(shè)的并行工作中央處理機(jī)執(zhí)行指令，當(dāng)執(zhí)行到一條啟動(dòng)外設(shè)指令時(shí)，就按指令中給的參數(shù)啟動(dòng)指定設(shè)備，把控制權(quán)交給輸入/輸出控制系統(tǒng)，由輸入/輸出控制系統(tǒng)控制設(shè)備和主存的信息傳送，無(wú)需中央處理器干預(yù)，中央處理器可以繼續(xù)執(zhí)行其他程序。外圍設(shè)備工作結(jié)束后，需反饋該設(shè)備的工作情況，這種反饋通過(guò)I/O中斷完成。利用中央處理器和外圍設(shè)備的并行工作能力，操作系統(tǒng)可以讓多個(gè)程序同時(shí)執(zhí)行，在同一時(shí)刻各個(gè)程序各自使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的不同資源。硬件環(huán)境

—CPU與外設(shè)的并行工作中央處理機(jī)5硬件環(huán)境

—存儲(chǔ)體系之寄存器存儲(chǔ)器：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中用來(lái)存放程序和數(shù)據(jù)的部件現(xiàn)代的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)都采用多級(jí)存儲(chǔ)體系，包括寄存器、主存儲(chǔ)器、高速緩存和輔助存儲(chǔ)器。硬件環(huán)境

—存儲(chǔ)體系之寄存器存儲(chǔ)器：計(jì)算機(jī)系6硬件環(huán)境

—存儲(chǔ)體系之寄存器寄存器是處理器的組成部分，用來(lái)存放處理器的工作信息，如：操作數(shù)、指令、控制信息等。分類(lèi)通用寄存器：多個(gè)，主要存放操作數(shù)和運(yùn)算結(jié)果指令寄存器(IR)：存放當(dāng)前從主存中讀出的指令控制器存器：存放控制信息程序狀態(tài)字(PSW)寄存器：存放當(dāng)前程序執(zhí)行時(shí)的狀態(tài)中斷字寄存器基址寄存器限長(zhǎng)寄存器硬件環(huán)境

—存儲(chǔ)體系之寄存器寄存器是處理器的7硬件環(huán)境

—存儲(chǔ)體系之寄存器主存控制線(xiàn)路CPU讀/寫(xiě)地址地址譯碼線(xiàn)路PC(程序計(jì)數(shù)器)CPU主存CPU運(yùn)算器通用寄存器指令寄存器指令譯碼器工作原理硬件環(huán)境

—存儲(chǔ)體系之寄存器主存控制線(xiàn)路CP8硬件環(huán)境

—存儲(chǔ)體系之寄存器寄存器特點(diǎn)：速度快、造價(jià)高、容量小，存放臨時(shí)工作信息，不用來(lái)保存程序和數(shù)據(jù)硬件環(huán)境

—存儲(chǔ)體系之寄存器寄存器特點(diǎn)：速度9硬件環(huán)境

—存儲(chǔ)體系之主存儲(chǔ)器在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，任何程序和數(shù)據(jù)都必須在裝入主存儲(chǔ)器之后才能對(duì)其進(jìn)行操作。主存儲(chǔ)器以“字節(jié)”為單位進(jìn)行編址。若干個(gè)字節(jié)可以組成一個(gè)“字”，例如：32位機(jī)一個(gè)字為4字節(jié)，64位機(jī)一個(gè)字8字節(jié)。處理器可以按地址讀出主存的一個(gè)字節(jié)或者一個(gè)字的內(nèi)容，讀出的內(nèi)容可以放到寄存器中。處理器也可以要求將寄存器的內(nèi)容存儲(chǔ)到指定的主存單元。硬件環(huán)境

—存儲(chǔ)體系之主存儲(chǔ)器在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中10硬件環(huán)境

—存儲(chǔ)體系之主存儲(chǔ)器主存容量較大，可以被處理器直接訪問(wèn)，要執(zhí)行的程序和數(shù)據(jù)都放在主存中。主存不是永久性的存儲(chǔ)設(shè)備，斷電數(shù)據(jù)丟失。硬件環(huán)境

—存儲(chǔ)體系之主存儲(chǔ)器主存容量較大，11硬件環(huán)境

—存儲(chǔ)體系之高速緩存為了減少對(duì)主存儲(chǔ)器的訪問(wèn)時(shí)間，加快程序的執(zhí)行速度，現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)往往配置高速緩沖存儲(chǔ)器(cache)。高速緩存的存取速度大大快于主存的存取速度，但是價(jià)格昂貴，所以一般容量較小。高速緩存的工作原理：CPU要讀取一個(gè)數(shù)據(jù)時(shí)，首先從高速緩存中查找，如果找到就從高速緩存中取；如果沒(méi)有找到，就從主存中讀取，同時(shí)把這個(gè)數(shù)據(jù)復(fù)制到高速緩存中由于程序執(zhí)行的局部性，在一段時(shí)間內(nèi)會(huì)經(jīng)常訪問(wèn)同一批信息，直接從高速緩存中取信息的頻率會(huì)很高硬件環(huán)境

—存儲(chǔ)體系之高速緩存為了減少對(duì)主存12硬件環(huán)境

—存儲(chǔ)體系之高速緩存高速緩存特點(diǎn)：容量小于主存大于寄存器；速度快于主存硬件環(huán)境

—存儲(chǔ)體系之高速緩存高速緩存特點(diǎn)：13硬件環(huán)境

—存儲(chǔ)體系之輔助存儲(chǔ)器輔助存儲(chǔ)器的優(yōu)點(diǎn)是容量大且能永久地保存信息，但它們不能被中央處理器直接訪問(wèn)。輔存只能與主存相互傳送信息！磁帶優(yōu)點(diǎn)：容量大永且久保存缺點(diǎn)：速度慢，順序存取，不能隨機(jī)讀寫(xiě)用途：備份,存放不經(jīng)常使用的信息,不被經(jīng)常訪問(wèn)的信息磁盤(pán)分為硬盤(pán)和軟件優(yōu)點(diǎn)：可隨機(jī)讀取磁盤(pán)任意位置的信息對(duì)比：硬盤(pán)跟軟盤(pán)相比容量大，速度快，軟盤(pán)方便裝卸硬件環(huán)境

—存儲(chǔ)體系之輔助存儲(chǔ)器輔助存儲(chǔ)器的14硬件環(huán)境

—存儲(chǔ)體系之輔助存儲(chǔ)器光盤(pán)信息傳送速度比硬盤(pán)慢，容量大造價(jià)低，容易裝卸硬件環(huán)境

—存儲(chǔ)體系之輔助存儲(chǔ)器光盤(pán)15硬件環(huán)境

—保護(hù)措施在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，決不允許一個(gè)用戶(hù)程序擅自改變資源的使用情況。為此操作系統(tǒng)和硬件必須相互配合實(shí)現(xiàn)安全保護(hù)，一般是硬件提供手段和裝置，操作系統(tǒng)利用這些設(shè)施配合硬件實(shí)現(xiàn)保護(hù)。硬件環(huán)境

—保護(hù)措施16硬件環(huán)境

—硬件保護(hù)措施之特權(quán)指令硬件把中央處理器執(zhí)行的指令分成兩類(lèi)特權(quán)指令：不允許用戶(hù)程序中直接使用的指令，只允許操作系統(tǒng)使用。例如：“啟動(dòng)IO”，設(shè)置時(shí)鐘，設(shè)置控制寄存器等一類(lèi)可能影響系統(tǒng)安全的指令。此類(lèi)功能應(yīng)請(qǐng)求操作系統(tǒng)代為完成。非特權(quán)指令：除特權(quán)指令以外的指令硬件環(huán)境

—硬件保護(hù)措施之特權(quán)指令硬件把中央17硬件環(huán)境

—硬件保護(hù)措施之管態(tài)和目態(tài)萬(wàn)一用戶(hù)程序中出現(xiàn)了特權(quán)指令怎么辦？如何知道當(dāng)前執(zhí)行的指令是用戶(hù)程序的還是操作系統(tǒng)的？為了解決這個(gè)問(wèn)題，中央處理器設(shè)置了兩種工作狀態(tài)：

管態(tài)和目態(tài)。管態(tài)：當(dāng)中央處理器處于管態(tài)時(shí)可以執(zhí)行包括特權(quán)指令在內(nèi)的一切機(jī)器指令。操作系統(tǒng)占用中央處理器時(shí)，應(yīng)讓處理器工作在管態(tài)。目態(tài)：當(dāng)中央處理器處于目態(tài)時(shí)不允許執(zhí)行特權(quán)指令，用戶(hù)程序占用中央處理器時(shí)，應(yīng)讓處理器工作在目態(tài)。在目態(tài)下，如果中央處理器取得了一條特權(quán)指令，將會(huì)拒絕指令該指令，形成“非法操作”事件，硬件識(shí)別后暫停當(dāng)前程序執(zhí)行，交給操作系統(tǒng)處理，操作系統(tǒng)通知用戶(hù)“程序中有非法指令”必須修改硬件環(huán)境

—硬件保護(hù)措施之管態(tài)和目態(tài)萬(wàn)一用戶(hù)18硬件環(huán)境

—硬件保護(hù)措施之存儲(chǔ)保護(hù)主存儲(chǔ)器中往往同時(shí)裝入了操作系統(tǒng)程序和若干用戶(hù)程序，為了保證操作正確和安全，就必須限定用戶(hù)程序只能在規(guī)定的主存區(qū)域內(nèi)執(zhí)行。硬件設(shè)置兩個(gè)寄存器：一個(gè)稱(chēng)為“基址寄存器”，另一個(gè)稱(chēng)為“限長(zhǎng)寄存器”，用來(lái)限定用戶(hù)程序執(zhí)行時(shí)可以訪問(wèn)的主存的空間范圍。中央處理器在目態(tài)下執(zhí)行程序時(shí)，對(duì)每一個(gè)訪問(wèn)主存空間的地址都要核查。

基址寄存器的值<=訪問(wèn)地址<=基址寄存器的值+限長(zhǎng)寄存器的值中央處理器在管態(tài)下執(zhí)行程序時(shí)，對(duì)訪問(wèn)主存的地址不進(jìn)行核查。硬件環(huán)境

—硬件保護(hù)措施之存儲(chǔ)保護(hù)主存儲(chǔ)器中19操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)目標(biāo)(識(shí)記)正確性操作系統(tǒng)必須充分估計(jì)和把握各種不確定的情況。高效性操作系統(tǒng)自身的開(kāi)銷(xiāo)(占用的主存和輔存空間，占用處理機(jī)的時(shí)間)對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的效率有很大影響。操作系統(tǒng)核心程序應(yīng)遵循少而精的原則，使處理既有效又靈活。維護(hù)性操作系統(tǒng)交付后，可能會(huì)對(duì)其功能進(jìn)行一些刪改；發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)還需要修改；為了提高效率，算法也會(huì)進(jìn)行調(diào)整。因此，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要使操作系統(tǒng)容易維護(hù)。移植性移植性是指能否方便地把操作系統(tǒng)從一個(gè)硬件環(huán)境移植到另一個(gè)硬件環(huán)境中。為了方便移植，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量減少與硬件直接有關(guān)的程序量。操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)目標(biāo)(識(shí)記)正確性20操作系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)(識(shí)記)層次結(jié)構(gòu)法的最大特點(diǎn)就是把整體問(wèn)題局部化，大型復(fù)雜的操作系統(tǒng)被分解成若干單向依賴(lài)的層次，由各層的正確性來(lái)保證整個(gè)操作系統(tǒng)的正確性。采用層次結(jié)構(gòu)法便于調(diào)試，有利于功能的增刪改。文件管理設(shè)備管理存儲(chǔ)管理處理器管理

硬件操作系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)操作系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)(識(shí)記)層次結(jié)構(gòu)法的最大特點(diǎn)就是把整體問(wèn)題局21操作系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)文件管理：按名查找作業(yè)，確定作業(yè)的物理位置用戶(hù)請(qǐng)求執(zhí)行作業(yè)設(shè)備管理：?jiǎn)?dòng)外圍設(shè)備，找到作業(yè)信息，傳送到主存存儲(chǔ)管理：分配空間處理器管理：按照已裝入主存的作業(yè)情況分配中央處理器操作系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)文件管理：按名查找作業(yè)，確定作業(yè)的物理位置用22UNIX系統(tǒng)結(jié)構(gòu)(識(shí)記)UNIX是一個(gè)交互式的分時(shí)操作系統(tǒng)。UNIX可以分為內(nèi)核層和外殼層兩部分內(nèi)核：操作系統(tǒng)的核心，包括存儲(chǔ)管理、文件管理、設(shè)備管理、處理機(jī)管理，以及為外殼提供服務(wù)的系統(tǒng)調(diào)用。外殼：shell解釋程序、編譯程序、解釋程序、實(shí)用程序、系統(tǒng)庫(kù)。UNIX系統(tǒng)結(jié)構(gòu)(識(shí)記)UNIX是一個(gè)交互式的分時(shí)操作系統(tǒng)。23UNIX系統(tǒng)結(jié)構(gòu)shell解釋程序等待輸入用戶(hù)輸入命令啟動(dòng)相應(yīng)用戶(hù)程序調(diào)用內(nèi)核操作系統(tǒng)服務(wù)UNIX系統(tǒng)結(jié)構(gòu)shell解釋程序等待輸入用戶(hù)輸入命令啟動(dòng)相24UNIX系統(tǒng)結(jié)構(gòu)UNIX內(nèi)核用C語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言編寫(xiě)。文件按編譯方式分成下面三類(lèi)：匯編語(yǔ)言文件：大多與計(jì)算機(jī)硬件直接相關(guān)，如系統(tǒng)啟動(dòng)、設(shè)備驅(qū)動(dòng)等。C語(yǔ)言文件：除匯編語(yǔ)言文件外的內(nèi)核程序均用C語(yǔ)言編寫(xiě)。C語(yǔ)言全局變量文件：含有結(jié)構(gòu)的重要聲明，不能獨(dú)立編譯，只能與C語(yǔ)言文件一起編譯。UNIX系統(tǒng)結(jié)構(gòu)UNIX內(nèi)核用C語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言編寫(xiě)。文件按編25UNIX系統(tǒng)結(jié)構(gòu)UNIX系統(tǒng)提供兩種運(yùn)行環(huán)境，即用戶(hù)態(tài)和核心態(tài)。外殼程序在用戶(hù)態(tài)運(yùn)行，內(nèi)核層的程序在核心態(tài)運(yùn)行。在用戶(hù)態(tài)運(yùn)行的程序稱(chēng)為用戶(hù)程序，在核心態(tài)運(yùn)行的程序稱(chēng)為系統(tǒng)程序UNIX系統(tǒng)結(jié)構(gòu)UNIX系統(tǒng)提供兩種運(yùn)行環(huán)境，即用戶(hù)態(tài)和核心26操作系統(tǒng)與用戶(hù)的接口

—操作控制命令(領(lǐng)會(huì))用戶(hù)通過(guò)操作系統(tǒng)來(lái)使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。操作系統(tǒng)為用戶(hù)提供兩種類(lèi)型的使用接口：操作員級(jí)接口和程序員級(jí)接口操作員級(jí)接口是一組操作控制命令從鍵盤(pán)輸入命令，從菜單選擇命令在批處理系統(tǒng)中控制作業(yè)執(zhí)行步驟的手段是：作業(yè)控制語(yǔ)言，用戶(hù)使用作業(yè)控制語(yǔ)言事先準(zhǔn)備好一份表示作業(yè)執(zhí)行步驟的“作業(yè)控制說(shuō)明書(shū)”操作系統(tǒng)與用戶(hù)的接口

—操作控制命27系統(tǒng)調(diào)用(領(lǐng)會(huì))操作系統(tǒng)編制了許多不同功能的子程序(讀文件、寫(xiě)文件、分配主存、啟動(dòng)I/O等)供用戶(hù)程序調(diào)用。這些操作系統(tǒng)提供的子程序稱(chēng)為系統(tǒng)功能調(diào)用程序，簡(jiǎn)稱(chēng)系統(tǒng)調(diào)用。系統(tǒng)調(diào)用是操作系統(tǒng)為用戶(hù)程序提供的一種服務(wù)界面，是操作系統(tǒng)保證程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言能正常工作的一種支持。在源程序一級(jí)，用戶(hù)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的讀文件、寫(xiě)文件等要求的實(shí)現(xiàn)只有通過(guò)操作系統(tǒng)的系統(tǒng)調(diào)用才能完成。系統(tǒng)調(diào)用是在管態(tài)下執(zhí)行的程序。系統(tǒng)調(diào)用(領(lǐng)會(huì))操作系統(tǒng)編制了許多不同功能的子程序(讀文件、28系統(tǒng)調(diào)用inta=12；a++;把a(bǔ)的值輸出到d:/a.txt…

編譯100100101001001011011111100100101001001010010010110111111001001010010010100100101010101010101010(訪管指令)1100110011001100…CPU執(zhí)行到訪管指令(目態(tài))產(chǎn)生中斷執(zhí)行操作系統(tǒng)相應(yīng)的系統(tǒng)調(diào)用CPU轉(zhuǎn)換為管態(tài)執(zhí)行完畢后，繼續(xù)執(zhí)行用戶(hù)程序，轉(zhuǎn)換回目態(tài)源代碼系統(tǒng)調(diào)用是如何被調(diào)用的？系統(tǒng)調(diào)用inta=12；編譯100100101001029系統(tǒng)調(diào)用現(xiàn)在的計(jì)算系統(tǒng)硬件中都設(shè)置了“訪管指令”，在目態(tài)下執(zhí)行。編譯程序把源程序翻譯成目標(biāo)程序時(shí)，把需要調(diào)用系統(tǒng)功能的代碼轉(zhuǎn)換成一條訪管指令，并設(shè)置一些參數(shù)。處理機(jī)執(zhí)行到訪管指令時(shí)產(chǎn)生一個(gè)中斷事件，中央處理器由原來(lái)目態(tài)下執(zhí)行用戶(hù)程序，變成在管態(tài)下執(zhí)行操作系統(tǒng)的系統(tǒng)調(diào)用程序（目態(tài)和管態(tài)的轉(zhuǎn)換）。系統(tǒng)調(diào)用功能完成后，操作系統(tǒng)又使中央處理器返回目態(tài)下執(zhí)行用戶(hù)程序。系統(tǒng)調(diào)用現(xiàn)在的計(jì)算系統(tǒng)硬件中都設(shè)置了“訪管指令”，在目態(tài)下執(zhí)30系統(tǒng)調(diào)用種類(lèi)文件操作類(lèi)打開(kāi)文件、新建文件、讀文件、寫(xiě)文件、關(guān)閉文件、刪除文件等資源申請(qǐng)類(lèi)請(qǐng)求分配主存空間、歸還主存空間、分配外設(shè)、歸還外設(shè)等控制類(lèi)程序正常結(jié)束、異常結(jié)束、返回?cái)帱c(diǎn)/指定點(diǎn)等信息維護(hù)類(lèi)設(shè)置/獲取日歷、時(shí)間、設(shè)置/獲取文件屬性等系統(tǒng)調(diào)用種類(lèi)文件操作類(lèi)31UNIX的用戶(hù)接口(領(lǐng)會(huì))UNIX允許每一個(gè)在終端登錄成功的用戶(hù)通過(guò)UNIX提供的操作控制命令啟動(dòng)外殼層的用戶(hù)程序。外殼的用戶(hù)層程序在執(zhí)行時(shí)通過(guò)系統(tǒng)調(diào)用來(lái)請(qǐng)求內(nèi)核層支持。UNIX的用戶(hù)接口(領(lǐng)會(huì))UNIX允許每一個(gè)在終端登錄成功的32Shell命令UNIX提供的操作控制命令稱(chēng)為shell命令，一組shell命令組成了shell命令語(yǔ)言。UNIX是一個(gè)多用戶(hù)的分時(shí)操作系統(tǒng)，用戶(hù)使用shell命令前必須先注冊(cè)登錄。Shell命令格式

命令名參數(shù)1參數(shù)2…Shell命令UNIX提供的操作控制命令稱(chēng)為shell命令，33后臺(tái)執(zhí)行的Shell命令如果一個(gè)程序的運(yùn)行需要較長(zhǎng)時(shí)間，且該程序運(yùn)行運(yùn)行時(shí)不需要從終端輸入信息，那么用戶(hù)可以要求UNIX把它轉(zhuǎn)入后臺(tái)運(yùn)行。方法：在命令末尾輸入字符“&”UNIX把一個(gè)程序轉(zhuǎn)入后臺(tái)執(zhí)行后，不等該程序執(zhí)行完畢就立即返回前臺(tái)，并顯示新命令提示符。如果此時(shí)用戶(hù)又輸入了一條新命令，實(shí)現(xiàn)該新命令的程序可以與轉(zhuǎn)入后臺(tái)的程序同時(shí)執(zhí)行。UNIX操作系統(tǒng)允許一個(gè)用戶(hù)同時(shí)執(zhí)行多個(gè)任務(wù)，也運(yùn)行前臺(tái)和后臺(tái)任務(wù)同時(shí)執(zhí)行。后臺(tái)執(zhí)行的Shell命令如果一個(gè)程序的運(yùn)行需要較長(zhǎng)時(shí)間，且該34Shell文件把若干條shell命令編輯成一個(gè)文件，來(lái)表示一組命令的執(zhí)行順序，稱(chēng)為shell文件。shell文件執(zhí)行方法，假設(shè)文件名為shellfilecshshellfile:執(zhí)行csh命令后，系統(tǒng)從shellfile里面讀出指令，依次執(zhí)行把shell文件改為可執(zhí)行文件，chmod+xshellfile

+：添加權(quán)限x：可執(zhí)行shellfile變?yōu)榭蓤?zhí)行文件，只要輸入文件名就可以執(zhí)行Shell文件把若干條shell命令編輯成一個(gè)文件，來(lái)表示一35在Shell文件中使用位置參數(shù)一個(gè)名為proc的shell文件如下：ccprog1.c編譯prog1.cmva.outprog1.0將a.out重命名為prog1.0prog1.0運(yùn)行prog1.0輸入命令cshproc執(zhí)行該shell文件缺點(diǎn)：只能編譯運(yùn)行prog1.c，目標(biāo)可執(zhí)行文件名固定為prog1.0在Shell文件中使用位置參數(shù)一個(gè)名為proc的shell文36在Shell文件中使用位置參數(shù)cc$1編譯參數(shù)$1mva.out$2將a.out重命名為參數(shù)$2$2運(yùn)行參數(shù)$2執(zhí)行該shell文件

cshprocprog1prog2第1個(gè)參數(shù)即$1第2個(gè)參數(shù)即$2在Shell文件中使用位置參數(shù)cc$137UNIX的系統(tǒng)調(diào)用UNIX的內(nèi)核為外殼層的用戶(hù)程序提供了一組系統(tǒng)調(diào)用，它們是外殼的用戶(hù)程序請(qǐng)求UNIX為其服務(wù)的唯一形式。常用的系統(tǒng)調(diào)用分類(lèi)如下：文件操作控制有關(guān)信號(hào)與時(shí)間UNIX的系統(tǒng)調(diào)用UNIX的內(nèi)核為外殼層的用戶(hù)程序提供了一組38trap指令用戶(hù)程序使用”訪管指令“來(lái)請(qǐng)求系統(tǒng)調(diào)用，不用的系統(tǒng)訪管指令的形式不同，在UNIX中，用戶(hù)使用”trap指令“(UNIX中的訪管指令)來(lái)請(qǐng)求系統(tǒng)調(diào)用。16位的trap指令格式：高10位為trap指令操作碼低6位時(shí)系統(tǒng)調(diào)用編號(hào)（64個(gè)不同的編號(hào)）用戶(hù)可以提供trap指令的參數(shù)trap指令用戶(hù)程序使用”訪管指令“來(lái)請(qǐng)求系統(tǒng)調(diào)用，不用的系39UNIX系統(tǒng)調(diào)用的實(shí)現(xiàn)過(guò)程……trap指令…用戶(hù)程序查入口表傳遞參數(shù)啟動(dòng)系統(tǒng)調(diào)用程序后續(xù)處理根據(jù)用戶(hù)要求完成處理trap處理子程序系統(tǒng)調(diào)用程序1、系統(tǒng)調(diào)用時(shí)需要將參數(shù)從用戶(hù)的存儲(chǔ)區(qū)域傳送至核心態(tài)存儲(chǔ)區(qū)。2、根據(jù)trap的系統(tǒng)調(diào)用號(hào)啟動(dòng)相應(yīng)的系統(tǒng)調(diào)用處理程序。3、上述功能需要查詢(xún)”系統(tǒng)調(diào)用程序入口表“，表中包含系統(tǒng)調(diào)用編號(hào)、參數(shù)個(gè)數(shù)、系統(tǒng)調(diào)用處理程序入口、系統(tǒng)調(diào)用名稱(chēng)UNIX系統(tǒng)調(diào)用的實(shí)現(xiàn)過(guò)程…用戶(hù)程序查入口表根據(jù)用戶(hù)要求完成40計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)41計(jì)算機(jī)系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)(識(shí)記)通用的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是由硬件和軟件組成的一種層次結(jié)構(gòu)。最內(nèi)層是硬件系統(tǒng)，人與硬件系統(tǒng)之間的是軟件系統(tǒng)。硬件系統(tǒng)主要由中央處理器(CPU)、存儲(chǔ)器(主存、輔存)、輸入/輸出控制系統(tǒng)和各種輸入/輸出設(shè)備組成。軟件系統(tǒng)包括系統(tǒng)軟件、支撐軟件和應(yīng)用軟件三部分。系統(tǒng)軟件：和硬件結(jié)合最緊密，必不可少，操作系統(tǒng)，編譯系統(tǒng)支撐軟件：支持其他軟件開(kāi)發(fā)維護(hù)的軟件，數(shù)據(jù)庫(kù)，軟件開(kāi)發(fā)工具，軟件接口應(yīng)用軟件：為特定領(lǐng)域的需求編寫(xiě)的專(zhuān)業(yè)程序，財(cái)務(wù)管理，人事管理等計(jì)算機(jī)系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)(識(shí)記)通用的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是由硬件和軟件組成42系統(tǒng)工作框架(識(shí)記)1、啟動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，自動(dòng)執(zhí)行引導(dǎo)程序(系統(tǒng)初始化，把操作系統(tǒng)的核心程序裝入主存，并讓操作系統(tǒng)占用處理器)2、等待用戶(hù)從鍵盤(pán)或者鼠標(biāo)輸入命令，接收后處理，處理完繼續(xù)等待。分析和處理命令，按照命令的要求調(diào)出各種程序來(lái)執(zhí)行程序執(zhí)行時(shí)，操作系統(tǒng)等待事件發(fā)生（非法操作、除0錯(cuò)、硬件故障，請(qǐng)求分配資源、請(qǐng)求啟動(dòng)外設(shè)、輸入/輸入完成、程序執(zhí)行結(jié)束），不同的事件由操作系統(tǒng)的各種服務(wù)程序去處理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中所有發(fā)生的事件先由硬件識(shí)別然后觸發(fā)“中斷“，暫停程序執(zhí)行，把控制權(quán)交給操作系統(tǒng)的某個(gè)服務(wù)子程序，處理完后讓出處理器，暫停的程序繼續(xù)執(zhí)行。系統(tǒng)工作框架(識(shí)記)1、啟動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，自動(dòng)執(zhí)行引導(dǎo)程序(系統(tǒng)初43硬件環(huán)境—CPU與外設(shè)的并行工作通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，都是通過(guò)輸出/輸出控制系統(tǒng)完成外圍設(shè)備與主存之間的信息傳遞。各種外圍設(shè)備連接在相應(yīng)的設(shè)備控制器上，設(shè)備控制器通過(guò)過(guò)通道連接在系統(tǒng)總線(xiàn)上硬件環(huán)境—CPU與外設(shè)的并行工作通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，都是通過(guò)輸44硬件環(huán)境

—CPU與外設(shè)的并行工作中央處理機(jī)執(zhí)行指令，當(dāng)執(zhí)行到一條啟動(dòng)外設(shè)指令時(shí)，就按指令中給的參數(shù)啟動(dòng)指定設(shè)備，把控制權(quán)交給輸入/輸出控制系統(tǒng)，由輸入/輸出控制系統(tǒng)控制設(shè)備和主存的信息傳送，無(wú)需中央處理器干預(yù)，中央處理器可以繼續(xù)執(zhí)行其他程序。外圍設(shè)備工作結(jié)束后，需反饋該設(shè)備的工作情況，這種反饋通過(guò)I/O中斷完成。利用中央處理器和外圍設(shè)備的并行工作能力，操作系統(tǒng)可以讓多個(gè)程序同時(shí)執(zhí)行，在同一時(shí)刻各個(gè)程序各自使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的不同資源。硬件環(huán)境

—CPU與外設(shè)的并行工作中央處理機(jī)45硬件環(huán)境

—存儲(chǔ)體系之寄存器存儲(chǔ)器：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中用來(lái)存放程序和數(shù)據(jù)的部件現(xiàn)代的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)都采用多級(jí)存儲(chǔ)體系，包括寄存器、主存儲(chǔ)器、高速緩存和輔助存儲(chǔ)器。硬件環(huán)境

—存儲(chǔ)體系之寄存器存儲(chǔ)器：計(jì)算機(jī)系46硬件環(huán)境

—存儲(chǔ)體系之寄存器寄存器是處理器的組成部分，用來(lái)存放處理器的工作信息，如：操作數(shù)、指令、控制信息等。分類(lèi)通用寄存器：多個(gè)，主要存放操作數(shù)和運(yùn)算結(jié)果指令寄存器(IR)：存放當(dāng)前從主存中讀出的指令控制器存器：存放控制信息程序狀態(tài)字(PSW)寄存器：存放當(dāng)前程序執(zhí)行時(shí)的狀態(tài)中斷字寄存器基址寄存器限長(zhǎng)寄存器硬件環(huán)境

—存儲(chǔ)體系之寄存器寄存器是處理器的47硬件環(huán)境

—存儲(chǔ)體系之寄存器主存控制線(xiàn)路CPU讀/寫(xiě)地址地址譯碼線(xiàn)路PC(程序計(jì)數(shù)器)CPU主存CPU運(yùn)算器通用寄存器指令寄存器指令譯碼器工作原理硬件環(huán)境

—存儲(chǔ)體系之寄存器主存控制線(xiàn)路CP48硬件環(huán)境

—存儲(chǔ)體系之寄存器寄存器特點(diǎn)：速度快、造價(jià)高、容量小，存放臨時(shí)工作信息，不用來(lái)保存程序和數(shù)據(jù)硬件環(huán)境

—存儲(chǔ)體系之寄存器寄存器特點(diǎn)：速度49硬件環(huán)境

—存儲(chǔ)體系之主存儲(chǔ)器在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，任何程序和數(shù)據(jù)都必須在裝入主存儲(chǔ)器之后才能對(duì)其進(jìn)行操作。主存儲(chǔ)器以“字節(jié)”為單位進(jìn)行編址。若干個(gè)字節(jié)可以組成一個(gè)“字”，例如：32位機(jī)一個(gè)字為4字節(jié)，64位機(jī)一個(gè)字8字節(jié)。處理器可以按地址讀出主存的一個(gè)字節(jié)或者一個(gè)字的內(nèi)容，讀出的內(nèi)容可以放到寄存器中。處理器也可以要求將寄存器的內(nèi)容存儲(chǔ)到指定的主存單元。硬件環(huán)境

—存儲(chǔ)體系之主存儲(chǔ)器在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中50硬件環(huán)境

—存儲(chǔ)體系之主存儲(chǔ)器主存容量較大，可以被處理器直接訪問(wèn)，要執(zhí)行的程序和數(shù)據(jù)都放在主存中。主存不是永久性的存儲(chǔ)設(shè)備，斷電數(shù)據(jù)丟失。硬件環(huán)境

—存儲(chǔ)體系之主存儲(chǔ)器主存容量較大，51硬件環(huán)境

—存儲(chǔ)體系之高速緩存為了減少對(duì)主存儲(chǔ)器的訪問(wèn)時(shí)間，加快程序的執(zhí)行速度，現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)往往配置高速緩沖存儲(chǔ)器(cache)。高速緩存的存取速度大大快于主存的存取速度，但是價(jià)格昂貴，所以一般容量較小。高速緩存的工作原理：CPU要讀取一個(gè)數(shù)據(jù)時(shí)，首先從高速緩存中查找，如果找到就從高速緩存中??；如果沒(méi)有找到，就從主存中讀取，同時(shí)把這個(gè)數(shù)據(jù)復(fù)制到高速緩存中由于程序執(zhí)行的局部性，在一段時(shí)間內(nèi)會(huì)經(jīng)常訪問(wèn)同一批信息，直接從高速緩存中取信息的頻率會(huì)很高硬件環(huán)境

—存儲(chǔ)體系之高速緩存為了減少對(duì)主存52硬件環(huán)境

—存儲(chǔ)體系之高速緩存高速緩存特點(diǎn)：容量小于主存大于寄存器；速度快于主存硬件環(huán)境

—存儲(chǔ)體系之高速緩存高速緩存特點(diǎn)：53硬件環(huán)境

—存儲(chǔ)體系之輔助存儲(chǔ)器輔助存儲(chǔ)器的優(yōu)點(diǎn)是容量大且能永久地保存信息，但它們不能被中央處理器直接訪問(wèn)。輔存只能與主存相互傳送信息！磁帶優(yōu)點(diǎn)：容量大永且久保存缺點(diǎn)：速度慢，順序存取，不能隨機(jī)讀寫(xiě)用途：備份,存放不經(jīng)常使用的信息,不被經(jīng)常訪問(wèn)的信息磁盤(pán)分為硬盤(pán)和軟件優(yōu)點(diǎn)：可隨機(jī)讀取磁盤(pán)任意位置的信息對(duì)比：硬盤(pán)跟軟盤(pán)相比容量大，速度快，軟盤(pán)方便裝卸硬件環(huán)境

—存儲(chǔ)體系之輔助存儲(chǔ)器輔助存儲(chǔ)器的54硬件環(huán)境

—存儲(chǔ)體系之輔助存儲(chǔ)器光盤(pán)信息傳送速度比硬盤(pán)慢，容量大造價(jià)低，容易裝卸硬件環(huán)境

—存儲(chǔ)體系之輔助存儲(chǔ)器光盤(pán)55硬件環(huán)境

—保護(hù)措施在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，決不允許一個(gè)用戶(hù)程序擅自改變資源的使用情況。為此操作系統(tǒng)和硬件必須相互配合實(shí)現(xiàn)安全保護(hù)，一般是硬件提供手段和裝置，操作系統(tǒng)利用這些設(shè)施配合硬件實(shí)現(xiàn)保護(hù)。硬件環(huán)境

—保護(hù)措施56硬件環(huán)境

—硬件保護(hù)措施之特權(quán)指令硬件把中央處理器執(zhí)行的指令分成兩類(lèi)特權(quán)指令：不允許用戶(hù)程序中直接使用的指令，只允許操作系統(tǒng)使用。例如：“啟動(dòng)IO”，設(shè)置時(shí)鐘，設(shè)置控制寄存器等一類(lèi)可能影響系統(tǒng)安全的指令。此類(lèi)功能應(yīng)請(qǐng)求操作系統(tǒng)代為完成。非特權(quán)指令：除特權(quán)指令以外的指令硬件環(huán)境

—硬件保護(hù)措施之特權(quán)指令硬件把中央57硬件環(huán)境

—硬件保護(hù)措施之管態(tài)和目態(tài)萬(wàn)一用戶(hù)程序中出現(xiàn)了特權(quán)指令怎么辦？如何知道當(dāng)前執(zhí)行的指令是用戶(hù)程序的還是操作系統(tǒng)的？為了解決這個(gè)問(wèn)題，中央處理器設(shè)置了兩種工作狀態(tài)：

管態(tài)和目態(tài)。管態(tài)：當(dāng)中央處理器處于管態(tài)時(shí)可以執(zhí)行包括特權(quán)指令在內(nèi)的一切機(jī)器指令。操作系統(tǒng)占用中央處理器時(shí)，應(yīng)讓處理器工作在管態(tài)。目態(tài)：當(dāng)中央處理器處于目態(tài)時(shí)不允許執(zhí)行特權(quán)指令，用戶(hù)程序占用中央處理器時(shí)，應(yīng)讓處理器工作在目態(tài)。在目態(tài)下，如果中央處理器取得了一條特權(quán)指令，將會(huì)拒絕指令該指令，形成“非法操作”事件，硬件識(shí)別后暫停當(dāng)前程序執(zhí)行，交給操作系統(tǒng)處理，操作系統(tǒng)通知用戶(hù)“程序中有非法指令”必須修改硬件環(huán)境

—硬件保護(hù)措施之管態(tài)和目態(tài)萬(wàn)一用戶(hù)58硬件環(huán)境

—硬件保護(hù)措施之存儲(chǔ)保護(hù)主存儲(chǔ)器中往往同時(shí)裝入了操作系統(tǒng)程序和若干用戶(hù)程序，為了保證操作正確和安全，就必須限定用戶(hù)程序只能在規(guī)定的主存區(qū)域內(nèi)執(zhí)行。硬件設(shè)置兩個(gè)寄存器：一個(gè)稱(chēng)為“基址寄存器”，另一個(gè)稱(chēng)為“限長(zhǎng)寄存器”，用來(lái)限定用戶(hù)程序執(zhí)行時(shí)可以訪問(wèn)的主存的空間范圍。中央處理器在目態(tài)下執(zhí)行程序時(shí)，對(duì)每一個(gè)訪問(wèn)主存空間的地址都要核查。

基址寄存器的值<=訪問(wèn)地址<=基址寄存器的值+限長(zhǎng)寄存器的值中央處理器在管態(tài)下執(zhí)行程序時(shí)，對(duì)訪問(wèn)主存的地址不進(jìn)行核查。硬件環(huán)境

—硬件保護(hù)措施之存儲(chǔ)保護(hù)主存儲(chǔ)器中59操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)目標(biāo)(識(shí)記)正確性操作系統(tǒng)必須充分估計(jì)和把握各種不確定的情況。高效性操作系統(tǒng)自身的開(kāi)銷(xiāo)(占用的主存和輔存空間，占用處理機(jī)的時(shí)間)對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的效率有很大影響。操作系統(tǒng)核心程序應(yīng)遵循少而精的原則，使處理既有效又靈活。維護(hù)性操作系統(tǒng)交付后，可能會(huì)對(duì)其功能進(jìn)行一些刪改；發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)還需要修改；為了提高效率，算法也會(huì)進(jìn)行調(diào)整。因此，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要使操作系統(tǒng)容易維護(hù)。移植性移植性是指能否方便地把操作系統(tǒng)從一個(gè)硬件環(huán)境移植到另一個(gè)硬件環(huán)境中。為了方便移植，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量減少與硬件直接有關(guān)的程序量。操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)目標(biāo)(識(shí)記)正確性60操作系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)(識(shí)記)層次結(jié)構(gòu)法的最大特點(diǎn)就是把整體問(wèn)題局部化，大型復(fù)雜的操作系統(tǒng)被分解成若干單向依賴(lài)的層次，由各層的正確性來(lái)保證整個(gè)操作系統(tǒng)的正確性。采用層次結(jié)構(gòu)法便于調(diào)試，有利于功能的增刪改。文件管理設(shè)備管理存儲(chǔ)管理處理器管理

硬件操作系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)操作系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)(識(shí)記)層次結(jié)構(gòu)法的最大特點(diǎn)就是把整體問(wèn)題局61操作系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)文件管理：按名查找作業(yè)，確定作業(yè)的物理位置用戶(hù)請(qǐng)求執(zhí)行作業(yè)設(shè)備管理：?jiǎn)?dòng)外圍設(shè)備，找到作業(yè)信息，傳送到主存存儲(chǔ)管理：分配空間處理器管理：按照已裝入主存的作業(yè)情況分配中央處理器操作系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)文件管理：按名查找作業(yè)，確定作業(yè)的物理位置用62UNIX系統(tǒng)結(jié)構(gòu)(識(shí)記)UNIX是一個(gè)交互式的分時(shí)操作系統(tǒng)。UNIX可以分為內(nèi)核層和外殼層兩部分內(nèi)核：操作系統(tǒng)的核心，包括存儲(chǔ)管理、文件管理、設(shè)備管理、處理機(jī)管理，以及為外殼提供服務(wù)的系統(tǒng)調(diào)用。外殼：shell解釋程序、編譯程序、解釋程序、實(shí)用程序、系統(tǒng)庫(kù)。UNIX系統(tǒng)結(jié)構(gòu)(識(shí)記)UNIX是一個(gè)交互式的分時(shí)操作系統(tǒng)。63UNIX系統(tǒng)結(jié)構(gòu)shell解釋程序等待輸入用戶(hù)輸入命令啟動(dòng)相應(yīng)用戶(hù)程序調(diào)用內(nèi)核操作系統(tǒng)服務(wù)UNIX系統(tǒng)結(jié)構(gòu)shell解釋程序等待輸入用戶(hù)輸入命令啟動(dòng)相64UNIX系統(tǒng)結(jié)構(gòu)UNIX內(nèi)核用C語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言編寫(xiě)。文件按編譯方式分成下面三類(lèi)：匯編語(yǔ)言文件：大多與計(jì)算機(jī)硬件直接相關(guān)，如系統(tǒng)啟動(dòng)、設(shè)備驅(qū)動(dòng)等。C語(yǔ)言文件：除匯編語(yǔ)言文件外的內(nèi)核程序均用C語(yǔ)言編寫(xiě)。C語(yǔ)言全局變量文件：含有結(jié)構(gòu)的重要聲明，不能獨(dú)立編譯，只能與C語(yǔ)言文件一起編譯。UNIX系統(tǒng)結(jié)構(gòu)UNIX內(nèi)核用C語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言編寫(xiě)。文件按編65UNIX系統(tǒng)結(jié)構(gòu)UNIX系統(tǒng)提供兩種運(yùn)行環(huán)境，即用戶(hù)態(tài)和核心態(tài)。外殼程序在用戶(hù)態(tài)運(yùn)行，內(nèi)核層的程序在核心態(tài)運(yùn)行。在用戶(hù)態(tài)運(yùn)行的程序稱(chēng)為用戶(hù)程序，在核心態(tài)運(yùn)行的程序稱(chēng)為系統(tǒng)程序UNIX系統(tǒng)結(jié)構(gòu)UNIX系統(tǒng)提供兩種運(yùn)行環(huán)境，即用戶(hù)態(tài)和核心66操作系統(tǒng)與用戶(hù)的接口

—操作控制命令(領(lǐng)會(huì))用戶(hù)通過(guò)操作系統(tǒng)來(lái)使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。操作系統(tǒng)為用戶(hù)提供兩種類(lèi)型的使用接口：操作員級(jí)接口和程序員級(jí)接口操作員級(jí)接口是一組操作控制命令從鍵盤(pán)輸入命令，從菜單選擇命令在批處理系統(tǒng)中控制作業(yè)執(zhí)行步驟的手段是：作業(yè)控制語(yǔ)言，用戶(hù)使用作業(yè)控制語(yǔ)言事先準(zhǔn)備好一份表示作業(yè)執(zhí)行步驟的“作業(yè)控制說(shuō)明書(shū)”操作系統(tǒng)與用戶(hù)的接口

—操作控制命67系統(tǒng)調(diào)用(領(lǐng)會(huì))操作系統(tǒng)編制了許多不同功能的子程序(讀文件、寫(xiě)文件、分配主存、啟動(dòng)I/O等)供用戶(hù)程序調(diào)用。這些操作系統(tǒng)提供的子程序稱(chēng)為系統(tǒng)功能調(diào)用程序，簡(jiǎn)稱(chēng)系統(tǒng)調(diào)用。系統(tǒng)調(diào)用是操作系統(tǒng)為用戶(hù)程序提供的一種服務(wù)界面，是操作系統(tǒng)保證程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言能正常工作的一種支持。在源程序一級(jí)，用戶(hù)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的讀文件、寫(xiě)文件等要求的實(shí)現(xiàn)只有通過(guò)操作系統(tǒng)的系統(tǒng)調(diào)用才能完成。系統(tǒng)調(diào)用是在管態(tài)下執(zhí)行的程序。系統(tǒng)調(diào)用(領(lǐng)會(huì))操作系統(tǒng)編制了許多不同功能的子程序(讀文件、68系統(tǒng)調(diào)用inta=12；a++;把a(bǔ)的值輸出到d:/a.txt…

編譯100100101001001011011111100100101001001010010010110111111001001010010010100100101010101010101010(訪管指令)1100110011001100…CPU執(zhí)行到訪管指令(目態(tài))產(chǎn)生中斷執(zhí)行操作系統(tǒng)相應(yīng)的系統(tǒng)調(diào)用CPU轉(zhuǎn)換為管態(tài)執(zhí)行完畢后，繼續(xù)執(zhí)行用戶(hù)程序，轉(zhuǎn)換回目態(tài)源代碼系統(tǒng)調(diào)用是如何被調(diào)用的？系統(tǒng)調(diào)用inta=12；編譯100100101001069系統(tǒng)調(diào)用現(xiàn)在的計(jì)算系統(tǒng)硬件中都設(shè)置了“訪管指令”，在目態(tài)下執(zhí)行。編譯程序把源程序翻譯成目標(biāo)程序時(shí)，把需要調(diào)用系統(tǒng)功能的代碼轉(zhuǎn)換成一條訪管指令，并設(shè)置一些參數(shù)。處理機(jī)執(zhí)行到訪管指令時(shí)產(chǎn)生一個(gè)中斷事件，中央處理器由原來(lái)目態(tài)下執(zhí)行用戶(hù)程序，變成在管態(tài)下執(zhí)行操作系統(tǒng)的系統(tǒng)調(diào)用程序（目態(tài)和管態(tài)的轉(zhuǎn)換）。系統(tǒng)調(diào)用功能完成后，操作系統(tǒng)又使中央處理器返回目態(tài)下執(zhí)行用戶(hù)程序。系統(tǒng)調(diào)用現(xiàn)在的計(jì)算系統(tǒng)硬件中都設(shè)置了“訪管指令”，在目態(tài)下執(zhí)70系統(tǒng)調(diào)用種類(lèi)文件操作類(lèi)打開(kāi)文件、新建文件、讀文件、寫(xiě)文件、關(guān)閉文件、刪除文件等資源申請(qǐng)類(lèi)請(qǐng)求分配主存空間、歸還主存空間、分配外設(shè)、歸還外設(shè)等控制類(lèi)程序正常結(jié)束、異常結(jié)束、返回?cái)帱c(diǎn)/指定點(diǎn)等信息維護(hù)類(lèi)設(shè)置/獲取日歷、時(shí)間、設(shè)置/獲取文件屬性等系統(tǒng)調(diào)用種類(lèi)文件操作類(lèi)71UNIX的用戶(hù)接口(領(lǐng)會(huì))UNIX允許每一個(gè)在終端登錄成功的用戶(hù)通過(guò)UNIX提供的操作控制命令啟動(dòng)外殼層的用戶(hù)程序。外殼的用戶(hù)層程序在執(zhí)行時(shí)通過(guò)系統(tǒng)調(diào)用來(lái)請(qǐng)求內(nèi)核層支持。UNIX的用戶(hù)接口(領(lǐng)會(huì))UNIX允許每一個(gè)在終端登錄成功的72Shell命令UNIX提供的操作控制命令稱(chēng)為shell命令，一組shell命令組成了shell命令語(yǔ)言。UNIX是一個(gè)多用戶(hù)的分時(shí)操作系統(tǒng)，用戶(hù)使用shell命令前必須先注冊(cè)登錄。Shell命令格式

命令名參數(shù)1參數(shù)2…Shell命令UNIX提供的操作控制命令稱(chēng)為shell命令