操作系统提供服务和用户接口.ppt

主要内容: 操作系统的基本服务和用户接口1创建程序和执行程序数据I/O和信息存取:文件操作通信服务:进程通信差错检测和处理还具有另外一些功能:、操作系统提供的基本服务2操作系统为用户提供两种调用其服务和功能的接口:程序接口:允许运行程序调用操作系统的服务和功能。 许多操作系统的程序接口由一组系统调用(SystemCall))组成,用户程序使用“系统调用”就可获得操作系统的底层服务,使用或访问系统的各种软硬件资源。操作接口:又称作业级接口,操作系统为用户提供的操作控制计算机工作和提供服务手段的集合,通常有操作控制命令、图形操作界面(命令)、以及批处理系统提供的作业控制语言(命令)等实现手段。二、操作系统提供的用户接口(1)3用户和操作系统间的两种接口二、操作系统提供的用户接口(2)系统调用操作命令或JCL操作系统裸机(操作接口)(程序接口)4系统调用:内核提供一系列具有预定功能的内核函数,通过一组接口(系统调用)提供给用户。系统调用把应用程序的请求传送至内核,调用相应的内核函数完成所需要的处理,把处理结果返回给应用程序。内核的主体是系统调用的集合,可以把内核看作特殊的公共子程序。系统调用是一种中介,把用户和硬件隔离开,程序只有通过系统调用才能请求系统服务并且使用系统资源。系统调用的作用:内核可以基于权限和规则对资源访问进行裁决,可以保证系统的安全性;系统调用对资源进行抽象,提供一致性接口,避免用户在使用资源时发生错误,并且使编程效率提高。注意:系统调用是应用程序获得操作系统服务的唯一途径!、库函数和系统调用直接使用系统调用存在两个困难:第一,接口复杂、使用困难;第二,应用程序的跨平台可移植性受到很大限制。POSIX标准:规定内核的系统调用接口标准,应用程序在遵循此标准的不同操作系统之间具有可移植性。UNIX/Linux在标准C函数库中为每个系统调用构造一个同名的封装函数,屏蔽其下层的复杂性,负责把操作系统所提供的服务接口——系统调用封装成应用程序能够直接调用API(应用编程接口)。一个库函数就是一个API,它介于操作系统和应用程序之间。一个API可能使用一个系统调用,也可能使用多个系统调用;也可能若干API封装相同的系统调用。有的库函数可能与系统调用无关。6Windows操作系统也提供与POSIX兼容的子系统。Windows不公开系统调用,仅提供以库函数形式定义的API,叫做Win32API。在用户程序角度看,库函数和系统调用之间差别不大,但是在操作系统实现的角度看,两者存在重要差别:使用库函数可以隐藏访管指令的细节,使系统调用形式上类似函数调用;对用户隐藏系统调用,可以在操作系统内核改动时,应用程序不需要改动。库函数属于用户程序,在CPU用户态工作,系统调用属于系统程序(操作系统),在核心态运行。用户可以替换库函数,但是不能替换系统调用。(1)进程管理:进程的创建、装入、执行、撤销、终止,进程属性的获取和设置。(2)文件操作:文件的建立、打开、读写、关闭、删除,文件属性的获取和设置。(3)设备管理:设备的申请、输入输出、释放、重定向,设备属性的获取和设置。(4)内存管理:内存的申请和释放。(5)进程通信:通信连接的建立、连接和断开、信息的发送和接受;传递状态信息;连接和断开远程设备。(6)信息维护:日期、时间及系统数据的获取和设置;获取和设置信息;生成诊断和统计数据。三、程序接口与系统调用(3)8实例:Windows支持API(应用编程接口)的三个组件:•Kernel包含了多数操作系统函数,如内存管理、进程管理;•User集中了窗口管理函数,如窗口创建、撤销、移动、对话等相关函数;•GDI提供画图函数、打印函数。Windows将三个组件置于动态链接库DLL中。三、程序接口与系统调用(4)9Windows和UNIX/Linux的部分系统调用:三、程序接口与系统调用(5)UNIX/LinuxWin32说明forkCreatProcess创建进程waitpidWaitForSingleObject等待进程终止open/closeCreat创建或打开/关闭文件read/writeRead读/写文件lseekSet移动文件指针mkdir/rmdirCreat/RemoveDirectory建立/删除目录statGet获得文件属性10