用户接口 User Interface

1.用户接口的含义

用户接口是为了方便用户使用计算机资源所建立的用户和计算机之间的联系。也就是说

用户并没有直接使用计算机资源的权限，而操作系统有这个权限，操作系统可以向用户提供命令、系统调用、图形等形式的接口，完成用户提交的各类任务。

2.用户接口的分类

①命令接口:为了便于用户直接或间接控制自己的作业，操作系统向用户提供了命令接口。

命令接口是用户利用操作系统命令组织和控制作业的执行或管理计算机系统。命令是在命令输入

界面上输入，由系统在后台执行，并将结果反映到前台界面或者特定的文件内。命令接口可以进一

步分为联机用户接口和脱机用户接口。 

②程序接口:程序接口由一组系统调用命令组成，这是操作系统提供给编程人员的接口。

用户通过在程序中使用系统调用命令来请求操作系统提供服务。每一个系统调用都是一个能完成特

定功能的子程序。如早期的UNIX系统版本和MS-DOS版本。 
③图形接口:图形用户接口采用了图形化的操作界面，用非常容易识别的各种图标来将系

统各项功能、各种应用程序和文件，直观、逼真地表示出来。用户可通过鼠标、菜单和对话框来完

成对应程序和文件的操作。图形用户接口元素包括窗口、图标、菜单和对话框，图形用户接口元素

的基本操作包括菜单操作、窗口操作和对话框操作等。

3.系统调用的原理

系统调用，顾名思义，说的是操作系统提供给用户程序调用的一组“特殊”接口。用户程序可以通过这组“特殊”接口来获得操作系统内核提供的服务。

从逻辑上来说，系统调用可被看成是一个内核与用户空间程序交互的接口——它好比一个中间人，把用户进程的请求传达给内核，待内核将请求处理完毕后再把处理结果送回给用户空间。

系统服务之所以需要通过系统调用来提供给用户空间的根本原因是为了对系统进行“保护”，因为我们知道Linux的运行空间分为内核空间与用户空间，它们各自运行在不同的级别中，逻辑上相互隔离。所以用户进程在通常情况下不允许访问内核数据，也无法使用内核函数，它们只能在用户空间操作用户数据，调用用户空间函数。比如我们熟悉的“hello world”程序（执行时）就是标准的用户空间进程，它使用的打印函数printf就属于用户空间函数，打印的字符“hello word”字符串也属于用户空间数据。

但是很多情况下，用户进程需要获得系统服务（调用系统程序），这时就必须利用系统提供给用户的“特殊接口”——系统调用了，它的特殊性主要在于规定了用户进程进入内核的具体位置，换句话说，用户访问内核的路径是事先规定好的，只能从规定位置进入内核。有了这样的陷入内核的统一访问路径限制才能保证内核安全。