操作系统 第2章概述概述作业管理

第二章作业管理2本章知识点和重点1.作业的概念2.作业控制3.作业调度4.用户接口3作业4作业的基本概念1.作业用户在一次计算过程中，或者一次事务处理过程中，要求计算机系统所做工作的总称2.作业步一个作业可划分成若干部分，称为一个作业步典型的作业控制过程：“编辑”、“编译”、“连接”、“运行”作业步之间的关系：3.作业流5作业的类型按处理方式–脱机作业–联机作业6作业的组成三个部分1、程序2、数据3、作业说明书作业基本情况描述作业控制描述作业资源要求描述作业控制语言（JCL）7作业控制8作业的状态及转换一个作业从进入系统到运行结束经历四个不同的状态：“提交状态”“后备状态”——“收容态”“执行状态”——“执行态”“完成状态”9作业和进程的状态转换图执行状态10作业控制块1．作业控制块（JCB：JobControlBlock）作业控制块是作业存在的标志其中保存有系统对于作业进行管理所需要的全部信息它们被保存于磁盘区域中11作业标知用户名称用户帐号调度信息资源需求作业状态作业类别优先级进入系统时间开始处理时间作业完成时间作业退出时间资源使用情况其他情况作业控制块JCB12作业控制块中所包含的信息数量及内容因系统而异•较简单的系统•较复杂的系统作业控制块合适建立?何时被撤销？13作业表每个作业有个作业控制块•所有作业JCB构成一个作业表•作业表存放在外存固定区域中，长度是固定•限制了系统所能同时容纳的作业数量JCB1JCB2……JCBi……JCBn作业表作业标知用户名称用户帐号调度信息资源需求作业状态作业类别优先级进入系统时间开始处理时间作业完成时间作业退出时间资源使用情况其他情况作业控制块JCB14用户接口151.作业级接口操作系统为用户对作业运行全过程控制提供的功能(1)联机用户接口（交互式命令接口）(2)脱机接口用户与操作系统的接口–作业级接口–程序级接口–图形界面16程序级接口由一系列系统调用命令组成。2.程序级接口173.图形界面把系统交互用的命令以及软件用图标的方式表示直观、易用18作业的调度19作业的调度作业调度概念：P51作业调度的作用：后备状态——》执行状态——》完成状态主要功能：•记录系统中各个作业的状态•按照一定的算法从后备作业中选取作业•为选中的作业做好运行前的准备工作•做好作业的善后工作201．调度算法评价调度实质上是一个策略问题设定的目标往往是相互冲突的目标：•单位时间内运行尽可能多的作业•使处理机尽可能保持“忙碌”•使各种I/O设备得以充分利用•对所有的作业都是公平合理的21要设计一个理想的调度算法是一件十分困难的事在实际系统中，调度算法往往折衷考虑大多数操作系统都采用比较简单的调度算法22假定某一作业输入的时间为Si，它被选中执行，得到计算结果的时间为Ei它的周转时间为Ti＝Ei–Si则作业平均周转时间为：T＝（）×其中，n为被测定作业流中的作业数niTi1n1•平均周转时间2．调度算法性能的衡量①周转时间23•平均带权周转时间W＝（）×其中，ri为某作业i的实际执行时间niriTi1n1①周转时间242．调度算法性能的衡量②CPU利用率吞吐量等待就绪时间响应时间253．常见作业调度算法（1）先来先服务算法（FCFS：FirstComeFirstServe）（2）最短作业优先算法（SJF：ShortestJobFirst）（3）最高响应比优先算法（HRN：HighestResponseRatioNext）响应比R=作业周转时间/作业处理时间=（作业处理时间+作业等待时间）/作业处理时间=1+（作业等待时间/作业处理时间）（4）基于优先数调度算法（HPF：HighestPriorityFirst）26（a）由用户规定优先数（外部优先数）用户提交作业时，根据急迫程度规定适当的优先数作业调度程序根据JCB优先数决定进入内存的次序（b）由系统计算优先数(内部优先数)例：可按如下公式计算作业的优先数：优先数=用户规定优先数–作业处理时间+作业等待时间–输出量27例1：将待处理作业分成如下队列：队列1：计算量大的作业队列2：I/O量大的作业队列3：计算量与I/O量均衡的作业•调度时，在三个队列中各取一些作业在内存中的作业有的使用处理机有的使用外部设备•使得系统的各种资源能得到充分利用（5）均衡调度算法(分类排队算法)基本思想：•根据系统运行情况和作业属性将作业分类•轮流从不同的作业类中挑选作业目标：•力求均衡地利用各种系统资源，发挥资源使用效率•力求使用户满意28例2：将待处理作业分成如下三个队列：队列1：短作业队列2：中等长度作业队列3：长作业•调度时取队列1一作业，队列2一作业，队列3一作业•长作业用户和短作业用户均比较满意（5）均衡调度算法(分类排队算法)295．作业调度算法应用例子1假设在单道批处理环境下有四个作业，已知它们进入系统的时间、估计运行时间应用先来先服务、最短作业优先和最高响应比优先作业调度算法，分别计算出作业的平均周转时间和带权的平均周转时间30先来先服务调度算法计算作业进入时间估计运行时间（分钟）开始时间结束时间周转时间（分钟）带权周转时间JOB18：00120JOB28：5050JOB39：0010JOB49：5020作业平均周转时间作业带权平均周转时间31先来先服务调度算法计算结果作业进入时间估计运行时间（分钟）开始时间结束时间周转时间（分钟）带权周转时间JOB18：001208：0010：001201JOB28：505010：0010：501202.4JOB39：001010：5011：0012012JOB49：502011：0011：20904.5作业平均周转时间T=112.5作业带权平均周转时间W=4.97545019.932最短作业优先作业算法计算作业进入时间估计运行时间（分钟）开始时间结束时间周转时间（分钟）带权周转时间JOB18：00120JOB28：5050JOB39：0010JOB49：5020作业平均周转时间作业带权平均周转时间33最短作业优先作业算法计算结果作业进入时间估计运行时间（分钟）开始时间结束时间周转时间（分钟）带权周转时间JOB18：001208：0010：001201JOB28：505010：3011：201503JOB39：001010：0010：10707JOB49：502010：1010：30402作业平均周转时间T=95作业带权平均周转时间W=3.253801334最高响应比优先作业算法计算作业进入时间估计运行时间（分钟）开始时间结束时间周转时间（分钟）带权周转时间JOB18：00120JOB28：5030JOB39：0010JOB49：5020作业平均周转时间作业带权平均周转时间35最高响应比优先作业算法计算结果作业进入时间估计运行时间（分钟）开始时间结束时间周转时间（分钟）带权周转时间JOB18：001208：0010：001201JOB28：503010：1010：401103.67JOB39：001010：0010：10707JOB49：502010：4011：00703.5作业平均周转时间T=92.5作业带权平均周转时间W=3.7937015.1736交互型作业的特点•联机性和交互型•没有提交状态和后备状态•没有作业控制块和作业调度•通过联机命令获得操作系统的服务37本章知识点1.作业的概念2.作业控制3.作业调度4.交互型作业的特点