操作系统课件：ch2-1-操作系统结构（Artechature）.pptx

操作系统是计算机系统的核心组件，负责管理和协调计算机硬件和软件资源，以提供给用户一个高效、安全和方便的计算环境。在“操作系统课件：ch2-1-操作系统结构（Artechature）.pptx”中，主要探讨了操作系统结构的几个关键方面，包括用户与操作系统的接口、系统调用的实现原理以及在Linux 0.11中的具体应用。 操作系统为用户提供两种主要的接口：命令接口和系统调用（程序接口）。命令接口分为联机接口和脱机接口，前者如交互式的shell，允许用户直接输入命令进行操作，后者则以批处理方式提交作业。命令解释系统（shell）是用户与操作系统之间的桥梁，它读取用户输入的命令，将其转化为系统调用执行。在DOS系统中，命令解释程序是COMMAND.COM，常驻内存并处理用户的命令。 系统调用是操作系统提供给程序员的接口，允许他们在程序中直接调用操作系统提供的服务。这些服务包括进程管理、文件操作、设备控制等。系统调用通过陷阱指令（trap）触发，该指令会使得CPU从用户态切换到系统态，执行相应的操作系统内核代码。系统调用号和参数会被设置，然后执行INT指令，这会保护当前的CPU状态，切换到内核模式，执行系统调用，并在完成后恢复用户态。 Linux 0.11中，系统调用的实现也遵循类似的机制。在调用系统服务时，程序员会设置特定的寄存器，如在Intel x86架构中，使用INT 21H指令和AH寄存器来指定调用号。系统调用完成后，通过IRET指令恢复现场并返回到用户程序。 系统调用与库函数调用的区别在于，系统调用是直接与操作系统内核交互，而库函数调用可能是在用户空间完成的，或者是对系统调用的封装。库函数调用通常比系统调用更易用，因为它们提供了更高级别的抽象和错误处理，但系统调用是底层操作的基础。 总结来说，操作系统结构的核心是管理硬件资源，尤其是CPU，并通过命令接口和系统调用来为用户提供服务。理解这些基本概念对于深入学习操作系统原理至关重要，因为它揭示了操作系统如何与硬件和用户程序协同工作，以及如何通过系统调用来实现低级操作。