用户界面.ppt
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1、第三章第三章用户界面用户界面User InterfaceUser Interface主讲:张玉宏23.1.1 用户的工作环境操作系统为用户提供一个工作环境,这个工作环境可以为用户提供满足不同工作需要的恰当的服务。这在多用户系统中,协调将为每个用户提供一个工作环境,这将保证各个用户之间是隔离的,即一个用户不会干预这个系统的其它用户已经开始的工作。3用户的工作环境的形成形成用户的工作环境包含以下三个方面的工作:系统要提供各种硬件、软件资源设计合理的操作命令:允许用户处理由操作系统支持的各种目标,如设备、文件、进程。形成一个可供使用的工作环境:将操作系统装入计算机,并对系统参数和控制结果进行初始化,
2、以使计算机系统能够为用户工作。43.1.2 系统的生存和系统启动系统生成是指在一台裸机上(或者安装新的操作系统)形成操作系统的过程。一般情况下,系统生成的工作是由系统程序员来完成的,在系统生成的过程中涉及到机器的硬件配置和操作系统核心参数的设置。还涉及软件系统的版权的问题。在微机上的系统生成用户是可以完成的,比如安装WIN2000/XP、LINUX、UNIX等5系统的初起我们在运行一个程序的时候,其必须依附在某个操作系统的平台下。那操作系统本质上也是一个程序,它是靠什么运行起来的?6系统的初起操作系统是计算机中一个重要的系统软件,计算机操作系统的启动过程一般而言可以分外一下几个阶段。7BIOS
3、是直接与硬件打交道的底层代码,它为操作系统提供了控制硬件设备的基本功能。BIOS一般被存放在ROM(只读存储芯片)之中,即使在关机或掉电以后,这些代码也不会消失。8系统的启动过程1.初始引导,也称自举。即操作系统自己把自己建立起来。这是目前大多数操作系统常用的一种引导方式。系统的核心是整个操作系统的最关键的一部分,只有它在主存中运行才能逐步建立起整个操作系统。初始引导的任务就是要把这个核心送入内存中。而系统核心是存在在辅存中的。91.初始引导如何能把在辅存中的文件找到这个核心并送往主存中。这需要有一个程序做这件事情。这个程序称为装配程序(Loader Program)然而这个装配程序也在辅存当
4、中,如何把装配程序首先转入主存呢?这就需要有一个初始引导程序,而且这个程序必须在一开机时就能自动运行,这就只能利用硬件了。101.初始引导在现在大多数的计算机系统中,在它的只读存储器(ROM)中都有一段用于纯是引导的固化代码。当系统加电或按reset按钮时,硬件电子线路便会自动把ROM中这段初始化引导程序读入内存,并将CPU的控制权交给这段引导程序。111.初始引导初始引导程序是将辅存中的装配程序(Loader)读入内存。这个装配程序必须存放在辅存的固定位置(称为引导块)上,通常位于硬盘的首部(第0块扇区)。ROM只知道从这个引导块中去读内容,而不管它是什么,这就要求系统装配程序必须事先存放在
5、这个引导块上。(有些病毒常常利用这个特性进行破坏!)装配程序一旦进入内存当中就开始是将操作系统的核心程序读入内存某一个位置,然后转入核心的初始化程序执行12 背景:CIH病毒原理在CIH 1.4病毒版本中,发作日为4月26日,病毒取出系统时钟的信息,进行判断病毒破坏逻辑:1.通过主板的BIOS端口地址0CFEH和0CFDH向BIOS引导块(boot block)内各写入一个字节的乱码,造成主机无法启动操作系统。2.破坏硬盘,从硬盘的主引导区开始,写入垃圾数据,直到所有的硬盘空间都被覆盖13 背景:CIH病毒原理CIH病毒厉害的地方:杀毒软件的作用都是防患于未燃的。对于那些不幸已经发作了的计算机
6、来讲,就束手无策了。因为杀毒软件也不过是一个应用软件而已,它必须依托于操作系统。利用BIOS芯片可重写的特性,向BIOS写入乱码直接破坏硬件设备CIH病毒侵害过的主板的BIOS 经过改写,计算机就不能启动,等于宣布了它的死亡,任何防病毒软件都无能为力了!142.核心初始化一旦核心内的初始化程序开始运行,系统初启进入了第二个阶段:初始化核心数据。UNIX系统核心初始化阶段完成如下三项任务:核心页表和合数据初始化建立0#进程。0#进程是系统建立的第一个也是永远处于核心态的唯一进程。它的主要任务是按照系统的需要,把即将要运行的进程送入主存,并把近期内不运行的进程送到辅存当中。建立1#进程。1#进程是
7、初始化进程,它的作用是实现系统的初始化。153.操作系统的初始化这一阶段的主要任务是做好一切准备工作,使系统处于命令接收状态,这是可以使用机器了。UNIX系统初始化是由1#进程执行INIT程序完成的。它分两个阶段完成:首先为控制台终端创建一个进程,执行命令解释程序,接受操作员和用户的命令(单用户环境)。然后,系统继续为若干用户终端建立命令解释进程,接受一般用户的shell命令(多用户环境)。这时,一般用户就可以用UNIX了。系统初启全部完成。16系统的启动过程-实例说明在用户开机后,位于内存高地址的ROM中BIOS首先开始被执行。BIOS(Basic Input Output System)主
8、要完成硬件检测。即执行POST(Power On Self Test,通电自检)的。自检是检查计算机的完整性(比如外设是否工作正常、键盘是否连接等)。接下来系统BIOS将更新ESCD(Extended System Configuration Data,扩展系统配置数据)。ESCD是系统BIOS用来与操作系统交换硬件配置信息的一种手段,这些数据被存放在CMOS(一小块特殊的RAM,由主板上的电池来供电)之中。17系统的启动过程-实例说明ESCD更新完毕后,系统BIOS的启动代码将进行它的最后一项工作,通过JMP指令转跳到启动设备(一般是硬盘)的MBR(Master Boot Record)上。
9、即根据用户指定的启动顺序从软盘、硬盘或光驱启动。以从C盘启动win98为例,系统BIOS将读取并执行硬盘上的主引导记录,主引导记录接着从分区表中找到第一个活动分区,然后读取并执行这个活动分区的分区引导记录而分区引导记录将负责读取并执行IO.SYS,这是DOS和Windows 9x最基本的核心系统文件。Windows 9x的IO.SYS首先要初始化一些重要的系统数据,然后就显示出我们熟悉的蓝天白云,在这幅画面之下,Windows将继续进行DOS部分和GUI(图形用户界面)部分的引导和初始化工作。18MBR(主引导扇区)和系统引导扇区主引导扇区位于硬盘的首部,负责搜索硬盘可以启动的分区。而系统引导
10、扇区位于每个分区的首部,用来引导本分区相应的操作系统。19Windows 多系统引导一般来说,Win98的启动是由5个文件负责的(核心程序):io.sys,msdos.sys,autoexec.bat和config.sys。而Win2000和WinXP的启动(核心程序)是由Ntldr和Ntdetect两个文件负责。Win98和Win2000/WinXP多系统启动的时候,是由OS Loaer来引导启动,用户可以选择启动哪个系统。若用户选择了启动Win2000/WinXP,那么就装载Ntldr和Ntdetect两个文件启动到Win2000/WinXP下;如果用户选择启动Win98,那么就装载Boo
11、tsect.dos这个文件,Bootsect.dos文件其实就是Win98引导扇区的镜像。20引导管理工具引导多系统当然还可以用多系统引导工具来进行完成多系统的启动。每一种多操作系统引导管理工具都有所不同,比如BootMagic和System Commander是常驻于MBR的;OS Loader 则是常驻于系统引导扇区的;21Linux的多系统引导工具Linux的多系统引导工具LILO(Linux Loader,Linux装载器)或GRUB(Grand Unified Bootloader)既可位于MBR,也可位于系统引导扇区。GRUB 是一个多重启动管理器。,它可以在多个操作系统共存时选择
12、引导哪个系统。它可以引导的操作系统包括Linux,FreeBSD,Solaris,NetBSD,OS/2,Windows95/98,Windows NT,Windows2000。它可以载入操作系统的内核和初始化操作系统(如Linux,FreeBSD),或者把引导权交给操作系统(如Windows 98/2000)来完成引导。22233.2 操作系统的用户界面什么是用户界面?用户界面(或称接口)是操作系统提供给用户与计算机打交道的外部机制。用户能够借助这种机制和系统提供的手段来控制用户所在的系统。243.3.2 操作系统提供的用户界面操作系统提供的接口:1.操作界面(命令接口)用户使用这个操作界面
13、来组织工作流程和控制程序的运行系统功能2.服务界面(程序接口)用户程序在其运行过程中,使用系统功能调用来请求操作系统的服务,也就是系统调用25操作界面的分类与发展操作界面的分类与发展:1.作业控制语言(早期批处理操作 系统)2.键盘命令(交互式操作系统,分时操作系统为代表)3.图形化用户界面(UNIX、WINDOWS,Linux)261、作业控制语言作业控制语言(Job Control Language,JCL)在批处理操作系统时代,用户使用机是采用脱机方式,即用户将自己的程序、数据和用作业控制语言编写的上机操作的步骤的程序一起提交给计算中心(或机房),隔一段时间去机房取结果。作业控制语言是一
14、种语言,用来写程序操作步骤的程序。272、键盘命令键盘命令:分时操作系统诞生后,用户可以通过用户终端直接使用计算机,并且可与计算机“对话”,这就是所谓的交互式计算机。用户可通过键盘直接向计算机发布各种命令,计算机可接受、执行用户命令。282、键盘命令在教材中提到的三种类型:1.注册:验证有无使用系统的权限,并让系统为你设置必要的环境。2.通信:通过丰富的键盘命令控制程序的执行、申请系统资源、从终端输入输出数据和程序。包括文件管理、目录管理、程序运行控制(编译、连接装配和运行)申请资源、操作方式转换。3.注销:当用户使用完了或暂时不使用系统时,应输入注销命令。292、键盘命令也有时将键盘命令按命
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