操作系统第七章(26)

第七章操作系统的用户接口概述•OS是计算机的资源管理器和用户接口；•OS的用户接口负责接收用户向OS提出的服务请求，传递有关信息，并将服务的结果返回给用户；•OS用户接口有两类：联机用户接口(有命令行界面和图形界面两种形式)，程序接口(主要是系统调用)。

另外，在Internet中还有一种网络用户接口。

第一节联机命令接口一、什么是联机命令接口•是用户从键盘上输入的OS命令。

通过输入键盘命令，用户可以取得OS 的服务，控制自己的程序执行；•OS的联机命令接口包括：一组联机命令、命令解释程序(命令解释器)和终端处理程序；•联机命令接口的工作过程：(1) 用户在终端上(通过键盘)输入所需命令；(2) 终端处理程序接收该命令，并在屏幕上显示(回显)命令；(3) 一条命令输入完毕，由命令解释程序对命令进行分析，然后执行对应的命令处理程序，完成任务。

二、联机命令1、为了能向用户提供多方面的服务，通常，OS都向用户提供了几十条甚至上百条的联机命令。

这批命令分为内部命令和外部命令两类。

另外，用户建立的每个可执行程序也是一条联机命令(外部命令)。

根据这些命令所完成功能的不同，可把它们分成以下几类：①系统访问类；②磁盘操作类；③文件操作类；④目录操作类；⑤通信类；⑥其他命令。

2、各类命令举例•系统访问类：Login；用户注册命令•磁盘操作命令：Diskcopy；整盘复制命令Format；磁盘格式化命令Diskcomp；软盘比较命令Backup，Restore；硬盘备份与恢复命令•文件操作命令：Type；文件内容显示命令Copy；文件复制命令Comp；文件比较命令Rename；文件重命名命令Erase，Dele；文件删除命令关于文件名中的*和?的意义。

•目录操作命令：Mkdir，Md；建立一个子目录Dir；显示目录表的内容Rmdir，Rd；删除子目录Tree；显示目录结构Chdir，Cd；更改当前工作目录•其它命令I/O重定向命令：在有的OS中定义了两个标准I/O设备。

计算机操作系统【第七章】1．试画出微机和主机中常采用的I/O系统结构图。

微机中常采用的I/O系统结构图为：主机中常采用的I/O系统结构图为：2．试说明设备控制器的构成。

设备控制器的构成如图所示：由上图可见，设备控制器由以下三部分组成：（1）设备控制器与处理机的接口，该接口用于实现CPU与设备控制器之间的通信，提供有三类信号线：数据线、地址线和控制线。

（2）设备控制器与设备的接口，可以有一个或多个接口，且每个接口连接一台设备。

每个接口都存在数据、控制和状态三种类型的信号。

（3）I/O逻辑，用于实现对设备的控制。

其通过一组控制线与处理机交互，处理机利用该逻辑向控制器发送I/O命令，I/O逻辑对收到的命令进行译码。

3．为了实现CPU与设备控制器之间的通信，设备控制器应具有哪些功能？为了实现CPU与设备控制器之间的通信，设备控制器应具有如下功能：（1）接受和识别命令。

CPU可以向控制器发送多种不同的命令，设备控制器应能接收并识别这些命令。

设置控制寄存器来存放所接收的命令和参数。

（2）数据交换，指实现CPU与控制器之间、控制器与设备之间的数据交换。

设置数据寄存器来存放有关数据。

（3）设备状态的了解和报告。

控制器记录下所连接设备的状态以供CPU了解。

为此，要在控制器中设置一状态寄存器，用其中的每一位反映设备的某一状态。

（4）地址识别。

配置地址译码器以便于正确识别设备地址。

4．分别就字节多路通道、数据选择通道和数组多路通道进行解释。

①字节多路通道含有许多非分配型子通道分别连接在低、中速I/O设备上，子通道按时间片轮转方式共享主通道，按字节方式进行数据传送。

具体而言，当第一个子通道控制其I/O 设备完成一个字节的交换后，便立即腾出字节多路通道（主通道），让给第二个子通道使用；当第二个子通道也交换完一个字节后，又依样把主通道让给第三个子通道使用，以此类推。

转轮一周后，重又返回由第一个子通道去使用主通道。

②数组选择通道只含有一个分配型子通道，一段时间内只能执行一道通道程序、控制一台设备按数组方式进行数据传送。

第7章 设备管理7.1 例题解析例7.2.1 何谓虚拟设备？请说明SPOOLing系统是如何实现虚拟设备的。

解本题的考核要点是虚拟设备的实现方法。

虚拟设备是指利用软件方法，比如SPOOLing系统，把独享设备分割为若干台逻辑上的独占的设备，使用户感受到系统有出若干独占设备在运行。

当然，系统中至少一台拥有物理设备，这是虚拟设备技术的基础。

SPOOLing系统又称“假脱机I/O系统”，其中心思想是，让共享的、高速的、大容量外存储器（比如，磁盘）来模拟若干台独占设备，使系统中的一台或少数几台独占设备变成多台可并行使用的虚拟设备。

SPOOLing系统主要管理外存上的输入井和输出井，以及内存中的输入缓冲区和输出缓冲区。

其管理进程主要有输入和输出进程，负责将输入数据装入到输入井，或者将输出井的数据送出。

它的特点是：提高了I/O操作的速度；将独占设备改造为共享设备；实现了虚拟设备功能。

例7.2.2有关设备管理要领的下列叙述中，( )是不正确的。

A．通道是处理输入、输出的软件B．所有外围设备都由系统统一来管理C．来自通道的I/O中断事件由设备管理负责处理D．编制好的通道程序是存放在主存贮器中的E．由用户给出的设备编号是设备的绝对号解本题的考核要点是设备管理的基本概念。

(1)通道是计算机上配置的一种专门用于输入输出的设备，是硬件的组成部分。

因此A是错误的。

(2)目前常见I/O系统其外部设备的驱动和输入输出都由系统统一管理。

因此B是对的。

(3)设备管理模块中的底层软件中配有专门处理设备中断的处理程序。

通道中断属于设备中断的一种。

因此C是对的。

(4)通道设备自身只配有一个简单的处理装置（CPU），并不配有存储器，它所运行的通道程序全部来自内存。

因此D是对的。

(5)系统在初启时为每台物理设备赋予一个绝对号，设备绝对号是相互独立的。

由用户给出的设备号只能是逻辑编号，由系统将逻辑号映射为绝对号。

因此E是错误的。

例7.2.3 在关于SPOOLING的叙述中，描述是不正确的。

第七章参考答案1、操作系统为用户提供的接口有：作业级接口与程序级接口。

作业级接口：操作系统为用户对作业运行全过程控制提供的功能(1) 联机接口（交互式）(2) 脱机接口程序级接口：系统为用户在程序一级提供有关服务而设置，由一组系统调用命令组成•负责管理和控制运行的程序•并在这些程序与系统控制的资源和提供的服务间实现交互作用•用汇编语言：在程序中直接用系统调用命令•用高级语言：可在编程时使用过程调用语句2、接口包括3部分：一组联机命令，终端处理程序，命令解释程序3、联机命令通常有以下几类：（1）系统访问类，包括Login、Password等命令；（2）磁盘操作类，包括Format，Diskcopy，Diskcomp，Bakeup等命令；（3）文件操作类，包括Type、Copy、Comp、Rename、Del等命令；（4）目录操作类，包括Mkdir、dir、rmdir、tree、chdir等命令；（5）通信类；（6）其它命令（见书P222-223）。

4、I/O重定向—用于I/O操作的设备可以更换（即重定向）而不必改变应用程序。

例如：我们正在调试一个应用程序，可将程序的所有输出送到屏幕；而程序调试后，如果需要将程序的结果进行打印，此时需要将I/O重定向的数据结构—逻辑设备表中的显示终端改为打印机，而不修改程序。

I/O重定向具有很大的使用价值，现已经被广泛应用在各种OS 中。

（在UNIX与DOS中有具体的实现形式，可见P230）。

5、就是把第一个命令的输出作为第二个命令的输入；类似地，又把第二个命令的输出作为第三个命令的输入；这样，就由两条已上的命令形成一条管道。

在DOS与UNIX中用“|”作为管道符号。

其格式为 command1| command2| command3|…. commandn 6、见书P22311、COPY命令13、系统调用方式与程序中一般的调用方式的相同点：（1）改变指令流程；（2）重复执行和公用；（3）改变指令流程后需要返回原处系统调用方式与程序中一般的调用方式的不同点：（1）运行在不同的系统状态：一般过程调用，其调用程序和被调用程序都运行在相同状态（核心态或用户态）；系统调用：调用程序在用户态，被调用程序在系统态。

第七章文件管理一、单项选择题1．操作系统中对数据进行管理的部分叫做_______.A.数据库系统B.文件系统C.检索系统D.数据存储系统2．文件系统中用_______管理文件。

A.作业控制块B.外页表C. 目录D.软、硬件结合的方法3．为解决不同用户文件的命名冲突问题通常在文件系统中采用______.A.约定的方法B.多级目录C.路径D.索引4．磁盘上的文件以_______为单位读写。

A.块B.记录C柱面 D..磁道5．磁带上的文件一般只能__________.A. 顺序存取B.随机存取C. 以字节为单位存取D.直接存取6．在下列文件的物理结构中，________不利于文件长度动态增长。

A.顺序结构B.链接结构C.索引结构D.Hash结构7．文件系统采用二级目录结构，这样可以________.A.缩短访问文件存储器时间B.实现文件共享C.节省主存空间D.解决不同用户之间的文件名冲突问题。

8. _________是由字符序列组成的，不再划分结构。

A. 连续文件B. 流式文件C. 有序文件D. 记录文件9. 通常说的文件系统，指的是操作系统中的__________。

A.全部文件B. 全部目录C. 管理软件D. 上述三种10. 目录文件所存放的信息是_______。

A.某一文件存放的数据信息B.某一文件的文件目录C.该目录中所有数据文件目录D.该目录中所有子目录文件和数据文件的目录11. 在文件系统中，要求物理块必须连续的文件是_______。

A.索引文件B. 顺序文件C. 链接文件D. 散列文件12. 如果文件系统中存在两个文件重名，不应当采用________结构。

A.一级目录B. 二级目录C. 三级目录D. 多级目录13 在创建一个文件时，文件系统将为它建立一个_________。

A.逻辑空间B. 逻辑结构C. 文件目录D. 目录文件14. 在文件系统中，________负责将文件名转换为物理地址。