计算机操作系统考研讲义（二）

《计算机操作系统考研讲义（二）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《计算机操作系统考研讲义（二）（11页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、更多免费资料下载请进：http:/ 中国最大的免费课件资料 库第第 2 章章第第 3 章章作业管理作业管理本章包含两个方面的内容，一为作业的组织及调度；另一个内 容是用户界面的任务和功能。2.12.1 作业管理的任务和功能作业管理的任务和功能2.1.12.1.1概论和术语概论和术语1作业（job） （1）用户角度我们把一次应用业务处理过程中，从输入开始到输出结束，用 户要求计算机所做的有关该次业务处理的全部工作称为一个作业。 如图所示的一般编程过程的可以认为是作业的一个例子。图 2-a 一般编程过程 （2）系统角度从计算机系统的角度看，作业是一个比程序更广的概念，它由 程序、数据和作业说明书三

2、部分组成。 系统通过作业说明书控制文件形式的程序和数据，使之操作和 执行。在批处理系统中，作业是抢占内存的基本单位。也就是说， 批处理系统是以作业为单位把程序和数据调入内存以便执行的。 2、作业步（job steps）用户把要求计算机系统做的一项相对独立的工作叫做一个作业步。 例如图 2-a 中，编译、链接、执行就是作业步。作业由不同的顺序相连的作业步组成，一般来说，每一个作业产 生下一个作业步的输入文件。 3、作业同步（job synchronization）所谓作业同步是指在一个作业中，下一个作业步能否执行下去， 取决于前一个作业步是否成功完成。 4、作业流（job stream）在系统控

3、制下，将一批作业依此输入到后援存储器中等待运行， 这样就形成了一个作业流。编辑输入 编 译 链 接 执 行 输 出更多免费资料下载请进：http:/ 中国最大的免费课件资料 库5、作业类型（job type） 用户作业分为两大类：分别为批量型作业和终端型作业 （1）批量型作业可分为两种，利用作业说明书实行自动控制方式的 作业称为脱机作业；利用控制台键盘操作命令直接控制的作业 称为联机作业。 （2）终端型作业又称为交互型或会话型作业，通常在分时操作系统 环境下运行，用户在终端上利用键盘命令控制和监督作业的运 行，而系统把作业运行的情况和结果也及时反馈在用户终端上。 在大型的操作系统中，常把终端用

4、户作业称为“前台”作业， 把批量型作业称为“后台”作业。2 21 12 2 作业管理的任务作业管理的任务作业管理的任务是为方便用户建立作业，组织调用系统内部资 源执行，并在完成任务后将其撤消。 1、作业的建立过程 一个作业的建立过程一般是作业的输入和系统建立起作业控制块 （JCBjob control block）两个子过程。如图 2-b 所示作业管理程序 作业注册程序 图 2-b 作业建立过程2、作业输入方式 作业输入方式可分为五种，即联机输入方式、脱机输入方式、直接 藕合方式、SPOOLing（simultaneous peripheral operations online）系统和网络输

5、入方式。 （1）联机输入方式 联机输入方式大多用于交互式系统中，用户和系统通过交互会话方 式输入作业。近年来由于多媒体技术（Multi-Media）的发展，逐步 形成了手写输入、语音输入、光电输入等输入方式。 （2）脱机输入方式 脱机输入方式又称为预处理方式，脱机输入方式利用低档个人计算 机进行输入处理。在低档个人机上，用户通过联机方式把作业首先作业输入作业建立建立 JCB更多免费资料下载请进：http:/ 中国最大的免费课件资料 库输入到后援存储器，如磁盘或磁带上；然后，用户把装有输入数据 的后援存储器拿到主机的高速外围设备上和主机相连，从而在较短 的时间内完成作业的输入工作。 脱机输入方式

6、的优点是解决了作业的快进快出，相应提高了 CPU 的 利用率。但其缺点也是明显的，主要有： （a）需要人工干预，这使得作业的响应时间和系统的出错率受人的 因素影响。 （b）增加了作业周转时间，在这种方式下，必须将作业的全部输入 输出信息放入磁盘或磁带后，才能拿到主机上，这样增加了作 业的周转时间。 （c）不易实现优先级调度算法，这种方式的作业顺序是事先安排好 送入磁带或磁盘上的，只有等前一批作业处理完成，下一批作 业才能开始处理。 （）直接藕合方式 它用一个大容量的共用存储器，把多台用作输入的低档机、共用存 储器和主机固定连接起来，保留了脱机输入方式的优点，又克服了 该方式需人工干预的缺点。工

7、作方式如图c图c 直接藕合输入方式（）假脱机输入方式 （a）假脱机技术(SPOOLing 或 SPOOLer) SPOOLing 技术实际上是一种外围设备同时联机操作技术 （simultaneous peripheral operation on-line）的缩写。又称为 排队转儲技术。 （b）工作原理 SPOOLing 系统既不同于脱机方式，也不同于直接藕合方式。它在输 入和输出之间增加了“输入井”和“输出井”的排队转儲环节，以 消除用户的“联机”等待时间。在系统输入模块收到作业输入请求 信号后，输入管理模块中的读过程负责将信息从输入装置中读入输低档机共用存储器主 机低档机更多免费资料下载请

8、进：http:/ 中国最大的免费课件资料 库入井缓冲区。当缓冲区满时，由写过程将信息从缓冲区写到外存的 输入井中，读过程和写过程反复循环，直到一个作业输入完毕。当 读过程读到一个硬件结束标志之后，系统再次驱动写过程把最后一 批信息写入外存输入井并调用中断处理程序结束该次输入。然后， 系统为该作业建立作业控制块，从而使输入井中的作业进入作业等 待队列，等待作业调度程序选中后进入内存运行。系统在管理输入 井过程中可以“不断”读入输入的作业，直到输入结束或输入井满 而暂停。如图 2-1 所示。SPOOLing .图 2-1 SPOOLing 工作示意图(5)网络输入方式 当用户需要从计算机网络中将

9、一台计算机的信息要求传送到联网 的另一台主机上进行浏览（Browser）操作或执行下载（Download） 等任务要求时，就构成网络输入方式。主要涉及网络通信技术。 2.1.32.1.3 作业管理的功能作业管理的功能 （1）分门别类地组织控制作业的运行，解决作业的输入输出问题； （2）了解和申请机器资源； （3）系统工作状态的记录、跟踪、监控及调试； （4）提供用户或程序员在程序工作模式下的服务功能。 2.1.42.1.4 操作系统是用户和计算机之间的接口操作系统是用户和计算机之间的接口 操作系统作为用户提供两种接口，其中一类是为一般用户提供的操 作命令接口，另一类为提供给编程人员的系统调用（

10、system call） 接口。作业 1作业 2 。 。 。作业 n作业 1 输入读程序作业 2 作业调度作业执行输出写程序 作业 n更多免费资料下载请进：http:/ 中国最大的免费课件资料 库1、命令接口 命令接口包括联机的键盘操作命令和脱机的作业控制命令或称作业 控制语言。一般的操作系统仅提供其中之一，仅仅在一些大型机或 巨型机的操作系统才提供脱机的作业控制命令。 2、系统调用 （1）系统调用的含义 系统调用是操作系统为编程人员提供的接口，各种操作系统的核心 中都设计有一组一组的用于实现各种系统功能的子程序作为机器指 令的扩充。系统将这些子程序“开放”给用户，方便用户可靠地调 用系统有关

11、的资源，而用户不必从头熟悉或重新编写子程序。每当 用户在程序中需要操作系统提供某种服务是，便可利用一条条相应 的系统调用命令，去调用所需的系统过程。 （2）系统调用的处理过程 为了保障操作系统的安全性，使得操作系统的程序不被用户程序破 坏，一般操作系统都不允许用户程序访问操作系统的系统程序及数 据。在机器的指令系统中有一条称为“访管”的指令，编程人员可 以利用这条指令来访问操作系统并向它提出要求。访管指令有“参 数区” 、 “参数”和“操作数”组成。 “操作数”用来表示请求操作系 统所要干的工作，并说明是否要有参数区和具体参数。参数或参数 区的首址通常约定放在某个通用寄存器中，但 CPU 执行

12、到“访管” 指令时，将“访管”指令存入主存中的约定单元，然后产生“访管” 中断，引出操作系统来处理“访管”中的具体要求。处理过程如图 2-d用户程序 访管处理机构 系统子程序 （1）保护处理 机现场 （2）取系统调 用功能号 并寻找子 程序入口 （3）返回A0A1AiAnA0 A1Ai AnSub1SubiSubn。System call。 Sub0更多免费资料下载请进：http:/ 中国最大的免费课件资料 库图 2-d 系统调用的处理过程（3）名词解释 访管指令把由于系统调用引起的处理机中断的指令称为访管指令。广义指令利用“访管”指令来定义的指令称为广义指令。是通过 执行相应的程序模块来实现

13、的，它是机器指令的扩充。 （4）广义指令与宏指令的区别 宏指令（macro-instruction）是源程序中的某一宏（macro）定义 的缩写。它是作为用户语言被处理，作为开式子程序展开到目标程 序中，往往可由用户自行定义。2.22.2 用户界面的任务和功能用户界面的任务和功能2.2.12.2.1用户界面的发展用户界面的发展 1第一代用户界面 第一代用户界面为一维界面，主要有命令行界面和编程人员在程序 中的系统调用，如 DOS 及 UNIX 均采用此种界面方式。 2第二代用户界面 第二代用户界面为二维界面又称为图形界面，以窗口（windows）, 图标（icon） 、菜单（menu）为典型特

14、征，由 APPLE 公司开创，以 Microsoft 公司的 MS-Windows 为里程碑，在 UNIX 系统下有 X-window。 3第三代用户界面 第三代用户界面为三维界面，又称为虚拟现实（virtual reality） ， 如三维动画设计、可视电话及网络视频会议等。 222 界面管理的任务 作为面向最终用户的“作业”管理来看，用户界面已经成为计算机 系统的一个重要组成部分，是计算机科学与心理学、图形艺术和人 类学的交叉研究领域。寻求最佳的人机通信方式已是多媒体、虚 现实和科学计算、可视化等技术所追求的目标，也是界面管理的、 最终任务。 223 界面管理的功能 1实现高效的人机通信

15、将人的听、说、手和眼等协同动作，采用多通道、以自然的方式交更多免费资料下载请进：http:/ 中国最大的免费课件资料 库互，可以实现高效的人机通信。 2改善计算机的可用性、可学性和有效性 要求计算机能理解人的要求，甚至能纠正人的错误，智能化的界面 是一个重要方向。 3支持三维及多媒体技术 需要有语音、图像和动画等多媒体支持。 4为广大用户提供适应不同应用的众多界面构造工具及语言 现有的 GUI 的开发工具有 Visual Basic、Visual C+、Visual FoxPro、X-window 等。 224 用户界面研究 1WIMP 界面 WIMP 界面是指窗口（windows） 、图符（icons） 、菜单（menu） 、指 点装置（pointing devices）,是目前个人计算机流行的用户界面。2WYSIWYG 技术 WYSIWYGwhat you see is what you get 即为“所见即所得” 3多通道 多同道multi-modal user interface,MMI 4.人机询问技术 人机询问技术man-machine interrogation technique,MMIT 人机交互技术的新发展，使机器能象人一样地进行“交谈”