操作系统接口详解：作业控制与UNIX Shell

本文主要探讨了用户与操作系统之间的接口，包括作业控制级接口、程序级接口，特别是介绍了UNIX的Shell用户界面，同时讲解了作业类型、作业流的概念，以及管态和目态的区别。此外，还涉及了系统调用、文件管理和目录管理的功能。 在操作系统中，用户与系统的交互主要通过两种接口：作业控制级接口和程序级接口。作业控制级接口主要是用户对整个作业进行管理和控制的方式，而程序级接口则是用户直接与系统进行交互，执行特定任务的途径。 2.1 作业控制级接口 作业是用户请求计算机完成一系列任务的集合，通常可以分解为多个作业步，每个作业步代表一个独立的子任务。例如，在MS-DOS环境中，用户可能需要经过编辑、汇编、链接和执行等步骤来完成一个作业。作业分为脱机作业和联机作业，前者是指用户预先提交作业给系统，不直接参与作业的执行过程；后者则允许用户实时监控和交互。 2.1.1 作业类型 脱机作业在批处理系统中常见，用户使用作业控制语言编写作业说明书，系统按指令执行。早期的作业控制卡方式已经较少使用，取而代之的是作业说明书方式，其中包含了作业的详细信息，如用户名、作业名、资源需求等。 2.1.2 作业控制命令与键盘操作命令 脱机用户接口通常包括作业控制命令，如作业控制卡和作业说明书。作业控制卡是一种早期的控制方式，现已逐渐被作业说明书所取代，因为后者更加灵活且易于错误检查。 2.2 程序级接口 程序级接口主要指的是系统调用，用户通过编程调用操作系统内核提供的服务，如创建进程、分配内存、读写文件等。这种接口使得用户可以直接与操作系统内核交互，实现更精细的控制。 2.3 UNIX的用户界面Shell UNIX的Shell是一个命令解释器，提供了一种交互式的用户界面，用户可以通过命令行输入指令来执行各种操作。Shell不仅支持基本的文件管理和系统控制命令，还允许用户编写脚本，实现复杂的任务自动化。 在操作系统中，用户态（目态）和核心态（管态）是两种不同的运行模式。用户态下的程序不能直接访问硬件资源，需要通过系统调用来请求操作系统服务；而在核心态下，程序拥有更高的权限，可以直接操作硬件，执行系统级操作。 文件管理和目录管理是操作系统的重要功能，它们提供了创建、删除、移动、复制文件，以及浏览和组织目录结构的能力。这些功能使得用户能够有效地存储和组织数据。 用户与操作系统的接口是操作系统的关键组成部分，它们决定了用户如何与系统进行交互，以及系统如何响应用户的需求。理解这些接口及其工作原理对于深入理解操作系统至关重要。