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1、第2章 作业管理,2.1 作业管理概述 2.1.1 基本概念 1作业 用户要求操作系统完成的一个相对独立的任务就称为一个作业。作业是由一系列有序的作业步组成的。 2作业步 计算机系统在完成一个作业的过程中所做的一项相对独立的工作称为一个作业步。例如，在编制程序的过程中，通常要进行编辑输入、编译、链接、运行几个步骤，其中每一个步骤都可以看作是一个作业步。 2.1.2 作业的状态 一个作业从进入系统到运行结束，一般需要经历收容、运行、完成三个阶段，与之相对应的作业状态是后备、运行和完成三种状态。其状态转换如图2-1所示。,图2-1 作业的状态转换,2.1.3 作业管理方式 作业管理方式有批处理作业
2、管理方式和交互式作业管理方式两种。 1批处理作业管理 批处理作业管理方式是指用户把自己对作业执行的控制意图用作业控制语言写成一份说明书，连同该作业的源程序和初始数据一起输入计算机系统中，系统就可以按照说明书来控制作业的执行。按照这种方式执行的作业，不需要用户的干预，由系统自动完成。这种方式也称为脱机控制方式或自动控制方式，它适用于对作业的成批处理。采用这种处理方式的作业称为批处理作业或脱机作业。 2交互式作业管理 交互式作业管理方式就是用户把自己对作业执行的控制意图用操作控制命令输入计算机系统中，在作业执行过程中，用户逐条输入命令，系统根据接到的命令控制作业的执行。一条命令所要求的工作做完后，
3、系统通知用户命令的执行情况，且允许用户再输入一条命令，以控制作业继续执行，直到作业执行结束。在作业执行过程中系统与用户不断地交换信息。采用这种方式执行的作业，需要用户的及时干预，这种方式也称为联机控制方式或手动控制方式，它适用于对终端用户作业的处理。采用这种控制方式的作业称为终端作业或交互式作业。,2.2 作业调度 作业调度的主要功能是按照某种原则从后备作业队列中选取合适的作业调入主存，并为作业做好运行前的准备工作和作业完成后的善后处理工作。 2.2.1 作业控制块 在外存中往往有许多作业，为了管理和调度这些作业，就必须记录已进入系统中的各作业的情况。系统为每个作业设置了一个作业控制块（JCB
4、，Job Control Block），其中记录了作业的有关信息。 系统为每个作业建立一个作业控制块，它是作业存在的唯一标志。系统在作业进入后备状态时为作业建立JCB，从而使该作业可被作业调度程序感知。当作业执行完毕进入完成状态之后，系统撤销其JCB，释放有关资源并撤销该作业。,2.2.2 作业调度算法的选择与性能衡量 1调度算法应达到的目标 （1）每天运行尽可能多的作业。 （2）使处理机处于忙碌的状态。 （3）使输入/输出设备得以充分利用。 （4）对所有的作业公平合理。 由于这些目标往往是相互冲突的，任何一个调度算法想要同时满足上述目标是不可能的，因此，在设计一个调度算法时，只有根据实际需要
5、而兼顾某些目标。 2确定调度算法时应考虑的因素 确定调度算法，需要从系统和用户两方面综合考虑以下因素： （1）调度算法应与系统的总体设计目标一致。 （2）平衡系统资源的使用。 （3）平衡系统和用户的要求，讲求公平。,3调度算法性能的衡量 一个调度算法性能的优劣，通常用平均周转时间或平均带权周转时间来衡量。 （1）作业i的周转时间Ti： TiTeiTsi 其中，Tei为作业i的完成时间，Tsi为作业i的提交时间。 （2）n个作业的平均周转时间T： T(T1T2Tn)/n （3）作业i的带权周转时间Wi： WiTi/Tri 其中，Tri为作业i的实际运行时间。 （4）n个作业的平均带权周转时间W：
6、 W(W1W2Wn)/n 2.2.3 常用的作业调度算法 1先来先服务调度算法 按作业到达系统的先后次序进行的调度。 2短作业优先调度算法 从后备作业队列中挑选要求运行时间最短的作业作为下一个调度运行的对象。这种算法容易实现，效率也比较高，但是它未考虑长作业的利益。,3响应比高者优先调度算法 响应比R1作业等待时间/作业运行时间 响应比高者优先调度算法是在每次调度作业时，先计算后备作业队列中每个作业的响应比，然后挑选响应比最高的作业进入内存运行。 4优先数调度算法 根据作业确定的优先数来选取作业，每次总是选择优先数最高的作业进入内存运行。 5分类调度算法 根据系统运行情况和作业的资源要求将作业
7、分类，作业调度时轮流从这些不同的作业类中挑选作业，尽可能地使得使用不同资源的若干个作业同时运行。这样，系统资源得到了均衡的利用，系统效率被极大地提高。 综上所述，各种调度算法都有其优点和不足，不存在一个完美的算法。在设计系统时，应根据系统的总体设计目标和具体情况选择合适的作业调度算法。,2.2.4 作业调度算法举例 【例2.1】 【例2.2】 【例2.3】 2.3 系统接口 用户通过操作系统使用和控制计算机，不再与裸机发生直接的关系，因此操作系统便成了用户和计算机之间的接口。在现代计算机系统中，操作系统为用户提供的使用计算机的接口通常分为命令接口和程序接口两种。 2.3.1 命令接口 操作系统为用户对作业组织和运行进行全程控制提供命令接口。命令接口通过在用户和操作系统之间提供高级通信来控制程序的运行，即用户通过输入设备发出一系列命令，告诉操作系统执行所需的任务。 2.3.2 程序接口 程序接口是由提供给编程人员使用的系统调用命令组成的。用户可以在程序中直接或者间接地使用这些系统调用，采用低级语言（如汇编语言）编程可以直接使用这些系统调用，采用高级语言编程则使用程序调用方式，通过解释或者编译程序将其翻译成有关的系统调用，完成各种功能和服务。,
