第八章 操作系统接口及作业管理 8.1操作系统接口概述 n操作系统是用户和计算机之间的接口，用户通过操作系统的帮助可以快速、有效和安全可靠地使用计算机各类资源。而用户程序必须通过接口才能获得操作系统的服务，该接口主要是由一组系统调用组成的。 8.1.1操作系统的接口 操作系统提供了三种类型的接口供用户使用：n命令接口n程序接口n图形界面接口 8.1.2Linux系统的接口 n字符显示式用户界面 n图形化用户界面n新一代用户界面8.2Shell命令接口 nShell是一个交互编程接口，通过获得用户输入来驱动操作系统内核完成指定工作，在用户与操作系统之间起到桥梁的作用。8.2.1认识Shell nShell是系统的用户界面，提供了用户与内核进行交互操作的接口。它接收用户输入的命令，并把它们送入内核去执行。实际上Shell是一个命令解释器，它解释由用户输入的命令，并且把它们送到内核。不仅如此，Shell有自己的编程语言用于命令的编辑，它允许用户输入由Shell命令组成的程序。8.2.2Shell的功能及版本n在Linux操作系统中每个用户根据个人的需要拥有自己的Shell，用以满足专门的Shell需要。Shell的另一项重要功能是根据个人需要设定桌面环境，Shell还提供特定的定制功能。 8.2.2Shell的功能及版本 目前Linux环境下被广泛支持的Shell主要有3种：nBashnTcshnPdksh 8.2.3Shell的工作流程与原理 8.3X图形界面接口 n在图形界面下，不同的Linux发布版的操作系统都提供了相应的用户管理软件来实现查看、修改、添加和删除用户账号和用户群组的功能。X Window系统是Linux上的图形操作界面系统，它使Linux系统操作方便、快捷并且更具有人性化。 8.3.1X Window系统 nX Window即X Window图形用户接口，是一种计算机软件系统和网络协议，提供了一个基础的图形用户界面（GUI）和丰富的输入设备能力联网计算机，其最重要的特征之一是独特的与设备无关的结构。 8.3.2X系统的工作原理 nX Window本身不是操作系统，而是一种可运行于多种操作系统，X系统由3个相关的部分组合起来的。n服务端（Server） n客户端（Client） nServer和Client之间的通信8.3.3X系统的启动与停止 n通常使用命令startx启动X Window，这是启动X的最常用方法，而且具有很大的灵活性。n输入logout，或是直接使用【Ctrl】+【Alt】+【Backspace】键，即可以离开整个X Window环境。 8.3.4Linux桌面系统目前 Linux 操作系统上最常用的桌面环境有：nGNOME（GNU Network Object Model Environment，GNU 网络对象模型环境）n KDE（K Desktop Environment，K 桌面环境)。 8.4Linux系统调用接口 n系统调用接口是Linux内核与上层应用程序进行交互通信的唯一接口，从对中断机制的说明可知，用户程序通过直接或间接调用即可使用内核资源，包括系统硬件资源。8.4.1系统调用接口概述 n系统调用是Linux操作系统向用户程序提供支持的接口，通过这些接口应用程序向操作系统请求服务，控制转向操作系统，而操作系统在完成服务后，将控制和结果返回用户程序。 8.4.2系统调用接口的组成 nLinux系统调用继承了UNIX系统调用中最基本和最有用的部分。这些系统调用按照功能逻辑大致可分为进程控制、进程间通信、文件系统控制、存储管理、网络管理、套接字控制、用户管理等几类 。8.4.3系统调用过程 n当应用程序经过库函数向内核发出一个中断调用int 0x80时，就开始执行一个系统调用。其中寄存器eax中存放着系统调用号，而携带的参数可依次存放在寄存器ebx、ecx和edx中。 8.5作业管理概述 n作业管理的任务是完成作业从外存（硬盘之类的）进入内存的运行准备工作及作业完成后的善后工作。8.5.1作业及其类型 n作业是指用户在一次计算过程中，或者一次事务处理过程中，要求计算机系统所做工作的总称。作业包括程序，数据，作业说明书三部分。 8.5.1作业及其类型从调度的角度，可把作业分为：n计算机型作业nI/O型作业 从控制的角度，可把作业分成：n脱机作业n联机作业。8.5.2作业的状态及其转换8.5.3作业控制级的接口 n联机用户接口 n脱机用户接口 8.6作业调度 n根据一定原则，从输入井的后备作业队列中选择适当的作业，为它分配内存等资源，并将其调入内存投入运行，又称高级调度，远程调度。 8.6.1作业调度应考虑的因素n应与系统的整体设计目标一致n考虑系统中各种资源的负载均匀n作业的优先级n对一些专用资源的使用特性的考虑8.6.2作业调度算法n先来先服务（FCFS） n短作业优先（SJF） n响应比高者优先调度算法 n基于优先数的作业调度算法 n资源搭配算法（均衡型作业调度算法） 8.7Linux中的用户接口与系统调用 nLinux提供了命令行和图形两种接口以及程序接口。 n在Linux中常用的系统调用按照功能逻辑大致可以分为系统控制、文件系统控制、网络管理、用户管理等 。本章小结 n本章讨论了命令接口、图形接口、程序接口。Linux下的图形接口实现的基础是X Window，GNOME桌面环境是依赖于它运行的。Linux下的命令接口是Shell，交互式解释和执行用户输入的命令。Linux中的程序接口以系统调用的方式体现，为程序员编程开发提供服务。在此基础上，本章还介绍了Linux系统调用接口以及作业管理和作业调度。