用戶接口與作業(yè)管理課件

1、Page 計算機科學與工程學院計算機科學與工程學院Chapter2 用戶接口和作業(yè)管理操作系統(tǒng)（第3版）第第2 2章章 用戶接口和作業(yè)用戶接口和作業(yè)管理管理(4 (4課時課時) )Page 計算機科學與工程學院計算機科學與工程學院Chapter2 用戶接口和作業(yè)管理教學目標p了解聯(lián)機命令的格式、類型；了解聯(lián)機命令的格式、類型；p了解了解終端處理程序終端處理程序的功能及的功能及命令解釋程序命令解釋程序的作用和的作用和工作流程；工作流程；p領(lǐng)會領(lǐng)會系統(tǒng)調(diào)用系統(tǒng)調(diào)用的概念、類型和實現(xiàn)。的概念、類型和實現(xiàn)。p了解了解批處理作業(yè)批處理作業(yè)和和交互式作業(yè)交互式作業(yè)的管理的管理 Page 計算機科學與工程學

2、院計算機科學與工程學院Chapter2 用戶接口和作業(yè)管理教學重點和難點教學重點：教學重點： 系統(tǒng)調(diào)用的基本概念系統(tǒng)調(diào)用的基本概念 作業(yè)調(diào)度算法（詳細講解、聯(lián)系實際）作業(yè)調(diào)度算法（詳細講解、聯(lián)系實際）教學難點：教學難點： 系統(tǒng)調(diào)用與一般過程調(diào)用的區(qū)別系統(tǒng)調(diào)用與一般過程調(diào)用的區(qū)別 作業(yè)調(diào)度算法作業(yè)調(diào)度算法 Page 計算機科學與工程學院計算機科學與工程學院Chapter2 用戶接口和作業(yè)管理第2章用戶接口和作業(yè)管理Page 計算機科學與工程學院計算機科學與工程學院Chapter2 用戶接口和作業(yè)管理課程引入本章主要探討兩個問題，接口和作業(yè)管理。本章主要探討兩個問題，接口和作業(yè)管理。 為了方便用戶

3、使用計算機，為了方便用戶使用計算機，OS必須為用戶提供良好的接口；必須為用戶提供良好的接口； 為了提高計算機的利用率，產(chǎn)生了支持多個作業(yè)處理的系統(tǒng)，為了提高計算機的利用率，產(chǎn)生了支持多個作業(yè)處理的系統(tǒng)，系統(tǒng)將采用怎樣的處理和調(diào)度策略來管理作業(yè)，才能達到用系統(tǒng)將采用怎樣的處理和調(diào)度策略來管理作業(yè)，才能達到用戶與系統(tǒng)之間的最優(yōu)效率戶與系統(tǒng)之間的最優(yōu)效率。Page 計算機科學與工程學院計算機科學與工程學院Chapter2 用戶接口和作業(yè)管理2.1 概述2.1.1 2.1.1 作業(yè)的基本概念作業(yè)的基本概念 OSOS是為用戶使用計算機服務(wù)的軟件，而為用戶是為用戶使用計算機服務(wù)的軟件，而為用戶服務(wù)是通過為

4、用戶的作業(yè)和進程服務(wù)來實現(xiàn)的。服務(wù)是通過為用戶的作業(yè)和進程服務(wù)來實現(xiàn)的。Page 計算機科學與工程學院計算機科學與工程學院Chapter2 用戶接口和作業(yè)管理2.1 概述2.1.1 2.1.1 作業(yè)的基本概念作業(yè)的基本概念 概念概念 作業(yè)：作業(yè)：是指在一次應(yīng)用業(yè)務(wù)處理過程中，從輸入開始是指在一次應(yīng)用業(yè)務(wù)處理過程中，從輸入開始到輸出結(jié)束，用戶要求計算機所做工作的集合。到輸出結(jié)束，用戶要求計算機所做工作的集合。 作業(yè)的組成：由用戶程序、所需要的數(shù)據(jù)、作業(yè)說作業(yè)的組成：由用戶程序、所需要的數(shù)據(jù)、作業(yè)說明書三部分組成。明書三部分組成。 作業(yè)步：作業(yè)步：一個作業(yè)的完成通常要經(jīng)歷建立、編譯、連一個作業(yè)的完

5、成通常要經(jīng)歷建立、編譯、連接裝配和運行。這些要求計算機處理的相對獨立的每步驟叫接裝配和運行。這些要求計算機處理的相對獨立的每步驟叫做做作業(yè)步作業(yè)步。一個作業(yè)的各個作業(yè)步之間是互相聯(lián)系的，在邏。一個作業(yè)的各個作業(yè)步之間是互相聯(lián)系的，在邏輯上是順序執(zhí)行的。輯上是順序執(zhí)行的。 作業(yè)流：作業(yè)流：一次有一批作業(yè)進入系統(tǒng)，并在操作系統(tǒng)控一次有一批作業(yè)進入系統(tǒng)，并在操作系統(tǒng)控制下，一個接一個地進行處理，稱之為制下，一個接一個地進行處理，稱之為作業(yè)流作業(yè)流 作業(yè)的兩種基本類型作業(yè)的兩種基本類型：批處理作業(yè)、交互式作業(yè)：批處理作業(yè)、交互式作業(yè)Page 計算機科學與工程學院計算機科學與工程學院Chapter2 用

6、戶接口和作業(yè)管理2.1 概述2.1.2 2.1.2 用戶接口用戶接口 人們研究、設(shè)計人們研究、設(shè)計OSOS的目的就是為了方便用戶使的目的就是為了方便用戶使用計算機。用戶通過用計算機。用戶通過OSOS控制和使用計算機，不再與控制和使用計算機，不再與裸機發(fā)生直接的關(guān)系，這樣裸機發(fā)生直接的關(guān)系，這樣OSOS就成為用戶和計算機就成為用戶和計算機之間的接口。之間的接口。 命令接口命令接口 程序接口（通常由若干系統(tǒng)調(diào)用組成）程序接口（通常由若干系統(tǒng)調(diào)用組成） 圖形接口圖形接口Page 計算機科學與工程學院計算機科學與工程學院Chapter2 用戶接口和作業(yè)管理2.2 命令接口2.2.1 2.2.1 聯(lián)機命

7、令接口聯(lián)機命令接口1.1.命令的格式和分類命令的格式和分類格式：格式：命令名命令名 參數(shù)參數(shù)1 1，參數(shù)，參數(shù)2 2，參數(shù)，參數(shù)n n操作控制命令類型操作控制命令類型有：系統(tǒng)訪問命令有：系統(tǒng)訪問命令 ，文件、目錄管理命，文件、目錄管理命令，編輯修改命令，編譯、連接和執(zhí)行命令，詢問命令，操令，編輯修改命令，編譯、連接和執(zhí)行命令，詢問命令，操作員專用命令。作員專用命令。例例 color/?,color 3.color/?,color 3.提問：提問：哪種操作系統(tǒng)主要提供了命令接口？哪種操作系統(tǒng)主要提供了命令接口？2.2.命令的接收和解釋執(zhí)行命令的接收和解釋執(zhí)行 - - 交互式系統(tǒng)主要包括：一組聯(lián)機

8、命令，終端處理程序，交互式系統(tǒng)主要包括：一組聯(lián)機命令，終端處理程序，命令解釋程序命令解釋程序答案：DOS。提問：DOS的英文全稱是什么？Page 計算機科學與工程學院計算機科學與工程學院Chapter2 用戶接口和作業(yè)管理2.2 命令接口 終端處理程序終端處理程序 配置在終端上的終端處理程序主要用于實現(xiàn)人配置在終端上的終端處理程序主要用于實現(xiàn)人機交互，具有以下機交互，具有以下功能功能： 接收用戶從終端上輸入的字符接收用戶從終端上輸入的字符 字符緩沖管理。有字符緩沖管理。有專用緩沖和公用緩專用緩沖和公用緩沖沖 回送顯示回送顯示 屏幕編輯屏幕編輯 特殊字符處理。特殊字符處理。中斷、停止上卷、恢復上

9、中斷、停止上卷、恢復上卷卷 Page 計算機科學與工程學院計算機科學與工程學院Chapter2 用戶接口和作業(yè)管理2.2 命令接口 命令解釋程序命令解釋程序 功能功能：對用戶輸入的命令進行解釋，并：對用戶輸入的命令進行解釋，并轉(zhuǎn)入相應(yīng)的命令處理程序去執(zhí)行轉(zhuǎn)入相應(yīng)的命令處理程序去執(zhí)行 對命令的處理方法對命令的處理方法： 由命令解釋程序直接處理由命令解釋程序直接處理 由子進程代為處理。對于比較復雜的命令，如對由子進程代為處理。對于比較復雜的命令，如對一個一個C C源程序，命令解釋程序不能處理，此時為源程序，命令解釋程序不能處理，此時為終端用戶創(chuàng)建一個子進程，并由該子進程運行終端用戶創(chuàng)建一個子進程，

10、并由該子進程運行C C編譯程序，以處理該源程序。編譯程序，以處理該源程序。Page 計算機科學與工程學院計算機科學與工程學院Chapter2 用戶接口和作業(yè)管理命令解釋程序的程序流程圖 Page 計算機科學與工程學院計算機科學與工程學院Chapter2 用戶接口和作業(yè)管理2.2 命令接口2.2.2 2.2.2 脫機命令接口脫機命令接口批處理作業(yè)在進入系統(tǒng)前，用戶必須用批處理作業(yè)在進入系統(tǒng)前，用戶必須用“作業(yè)控制語作業(yè)控制語言言”寫好一份作業(yè)控制說明書，以告訴寫好一份作業(yè)控制說明書，以告訴OSOS用戶希望如用戶希望如何控制作業(yè)的執(zhí)行。在作業(yè)執(zhí)行過程中，用戶無法干何控制作業(yè)的執(zhí)行。在作業(yè)執(zhí)行過程中

11、，用戶無法干涉。涉。作業(yè)控制語言（作業(yè)控制語言（JCLJCL） 對用戶作業(yè)進行組織和管理的對用戶作業(yè)進行組織和管理的各種控制命令的集合。各種控制命令的集合。作業(yè)控制說明書作業(yè)控制說明書 是用戶用于描述批處理作業(yè)處理過程控制意圖的一是用戶用于描述批處理作業(yè)處理過程控制意圖的一種特殊程序。用種特殊程序。用JCLJCL書寫作業(yè)控制說明書，規(guī)定書寫作業(yè)控制說明書，規(guī)定OSOS如何如何控制作業(yè)的執(zhí)行。控制作業(yè)的執(zhí)行。Page 計算機科學與工程學院計算機科學與工程學院Chapter2 用戶接口和作業(yè)管理2.2 命令接口2.2.2 2.2.2 脫機命令接口脫機命令接口作業(yè)控制說明書主要內(nèi)容作業(yè)控制說明書主要

12、內(nèi)容： 作業(yè)的組成：作業(yè)的組成：程序程序數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)作業(yè)控制說明書作業(yè)控制說明書Page 計算機科學與工程學院計算機科學與工程學院Chapter2 用戶接口和作業(yè)管理2.3 系統(tǒng)調(diào)用 提問：提問：哪位同學在編寫程序的時候用過哪位同學在編寫程序的時候用過系統(tǒng)調(diào)用？系統(tǒng)調(diào)用？ 答：答：在C語言中，有一個名為“exit”的函數(shù)，它意味著程序的結(jié)束。編譯器會使用系統(tǒng)調(diào)用替代它，從而“殺死進程”。Page 計算機科學與工程學院計算機科學與工程學院Chapter2 用戶接口和作業(yè)管理2.3 系統(tǒng)調(diào)用 系統(tǒng)調(diào)用是操作系統(tǒng)系統(tǒng)調(diào)用是操作系統(tǒng)提供給編程人員的唯一接口提供給編程人員的唯一接口。程序。程序員利用系統(tǒng)調(diào)用

13、，在源程序級動態(tài)請求和釋放資源，調(diào)用員利用系統(tǒng)調(diào)用，在源程序級動態(tài)請求和釋放資源，調(diào)用系統(tǒng)中的功能來完成與機器相關(guān)的工作以及控制程序的執(zhí)系統(tǒng)中的功能來完成與機器相關(guān)的工作以及控制程序的執(zhí)行速度等。行速度等。2.3.1 2.3.1 系統(tǒng)調(diào)用的概念系統(tǒng)調(diào)用的概念 由操作系統(tǒng)提供，用戶程序可以調(diào)用的包含特權(quán)指令由操作系統(tǒng)提供，用戶程序可以調(diào)用的包含特權(quán)指令的子程序稱為的子程序稱為“系統(tǒng)功能調(diào)用系統(tǒng)功能調(diào)用”程序程序，或簡稱為，或簡稱為“系統(tǒng)調(diào)系統(tǒng)調(diào)用用”。如系統(tǒng)調(diào)用如系統(tǒng)調(diào)用fopenfopen，其參數(shù)也許是文件，其參數(shù)也許是文件idid、模式（讀、模式（讀寫）寫） 系統(tǒng)調(diào)用分類系統(tǒng)調(diào)用分類 文件操

14、作類、進程控制類、資源申請類、進程通信類、文件操作類、進程控制類、資源申請類、進程通信類、信息維護類信息維護類 Page 計算機科學與工程學院計算機科學與工程學院Chapter2 用戶接口和作業(yè)管理Windows系統(tǒng)調(diào)用應(yīng)用程序接口應(yīng)用程序接口API(application programming interface)API函數(shù)調(diào)用分類：函數(shù)調(diào)用分類： 窗口類函數(shù)窗口類函數(shù) 圖形設(shè)備接口圖形設(shè)備接口(GDI)類類 系統(tǒng)服務(wù)類系統(tǒng)服務(wù)類 國際特性類國際特性類 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)類網(wǎng)絡(luò)服務(wù)類Page 計算機科學與工程學院計算機科學與工程學院Chapter2 用戶接口和作業(yè)管理2.3 系統(tǒng)調(diào)用系統(tǒng)調(diào)用與一般過

15、程調(diào)用的區(qū)別：系統(tǒng)調(diào)用與一般過程調(diào)用的區(qū)別：（曾在研究生入學曾在研究生入學考試時考過考試時考過 ） 系統(tǒng)調(diào)用通過非特權(quán)指令系統(tǒng)調(diào)用通過非特權(quán)指令訪管指令調(diào)用訪管指令調(diào)用 * *通過軟中斷進入通過軟中斷進入 一般的過程調(diào)用可直接由調(diào)用過程轉(zhuǎn)向被調(diào)用過程；一般的過程調(diào)用可直接由調(diào)用過程轉(zhuǎn)向被調(diào)用過程；系統(tǒng)調(diào)用通常都是通過軟中斷機制轉(zhuǎn)向相應(yīng)的命令處理程系統(tǒng)調(diào)用通常都是通過軟中斷機制轉(zhuǎn)向相應(yīng)的命令處理程序序 * *運行在不同的處理器狀態(tài)運行在不同的處理器狀態(tài) 一般的過程調(diào)用，其調(diào)用程序和被調(diào)用程序都運行在一般的過程調(diào)用，其調(diào)用程序和被調(diào)用程序都運行在相同的處理器狀態(tài)相同的處理器狀態(tài) ；系統(tǒng)調(diào)用的調(diào)用程

16、序運行在目態(tài)，而；系統(tǒng)調(diào)用的調(diào)用程序運行在目態(tài)，而被調(diào)用程序則運行在管態(tài)被調(diào)用程序則運行在管態(tài) * *處理器狀態(tài)的轉(zhuǎn)換處理器狀態(tài)的轉(zhuǎn)換 一般的過程調(diào)用不涉及系統(tǒng)狀態(tài)的轉(zhuǎn)換；系統(tǒng)調(diào)用需一般的過程調(diào)用不涉及系統(tǒng)狀態(tài)的轉(zhuǎn)換；系統(tǒng)調(diào)用需要系統(tǒng)狀態(tài)轉(zhuǎn)換要系統(tǒng)狀態(tài)轉(zhuǎn)換 Page 計算機科學與工程學院計算機科學與工程學院Chapter2 用戶接口和作業(yè)管理2.3 系統(tǒng)調(diào)用* *返回問題返回問題 一般的過程調(diào)用在被調(diào)用過程執(zhí)行完后，一般的過程調(diào)用在被調(diào)用過程執(zhí)行完后，將返回到調(diào)用過程繼續(xù)執(zhí)行；系統(tǒng)調(diào)用不一將返回到調(diào)用過程繼續(xù)執(zhí)行；系統(tǒng)調(diào)用不一定返回原調(diào)用過程定返回原調(diào)用過程* *嵌套調(diào)用嵌套調(diào)用 像一般過程一

17、樣，系統(tǒng)調(diào)用也允許嵌套像一般過程一樣，系統(tǒng)調(diào)用也允許嵌套調(diào)用，但對嵌套調(diào)用的深度都有一定的限制調(diào)用，但對嵌套調(diào)用的深度都有一定的限制Page 計算機科學與工程學院計算機科學與工程學院Chapter2 用戶接口和作業(yè)管理2.3 系統(tǒng)調(diào)用2.3.2 2.3.2 系統(tǒng)調(diào)用的處理過程系統(tǒng)調(diào)用的處理過程 基本概念基本概念 在系統(tǒng)中為控制系統(tǒng)調(diào)用服務(wù)的機構(gòu)稱為在系統(tǒng)中為控制系統(tǒng)調(diào)用服務(wù)的機構(gòu)稱為陷入或異常陷入或異常處理機構(gòu)處理機構(gòu) 由于系統(tǒng)調(diào)用引起處理機中斷的指令稱為由于系統(tǒng)調(diào)用引起處理機中斷的指令稱為陷入或異常陷入或異常指令（或稱訪管指令）指令（或稱訪管指令）每個系統(tǒng)調(diào)用都對應(yīng)一個事先給定的功能號每個系

18、統(tǒng)調(diào)用都對應(yīng)一個事先給定的功能號為了實現(xiàn)系統(tǒng)調(diào)用，系統(tǒng)設(shè)計人員還必須為實現(xiàn)各種為了實現(xiàn)系統(tǒng)調(diào)用，系統(tǒng)設(shè)計人員還必須為實現(xiàn)各種系統(tǒng)調(diào)用功能的子程序編寫入口地址表，每個入口地系統(tǒng)調(diào)用功能的子程序編寫入口地址表，每個入口地址都與相應(yīng)的系統(tǒng)程序名對應(yīng)起來址都與相應(yīng)的系統(tǒng)程序名對應(yīng)起來 Page 計算機科學與工程學院計算機科學與工程學院Chapter2 用戶接口和作業(yè)管理中斷時的CPU軌跡 Page 計算機科學與工程學院計算機科學與工程學院Chapter2 用戶接口和作業(yè)管理2.3 系統(tǒng)調(diào)用 系統(tǒng)調(diào)用的執(zhí)行過程大體上分成以下三步系統(tǒng)調(diào)用的執(zhí)行過程大體上分成以下三步 設(shè)置系統(tǒng)調(diào)用號和參數(shù)設(shè)置系統(tǒng)調(diào)用號和參

19、數(shù) 系統(tǒng)調(diào)用命令的一般性處理系統(tǒng)調(diào)用命令的一般性處理 設(shè)置了系統(tǒng)調(diào)用號和參數(shù)后，可執(zhí)行一條系統(tǒng)調(diào)用命名。設(shè)置了系統(tǒng)調(diào)用號和參數(shù)后，可執(zhí)行一條系統(tǒng)調(diào)用命名。MS-DOSMS-DOS中是執(zhí)行中是執(zhí)行INT 21INT 21中斷。中斷。 先保護現(xiàn)場，將現(xiàn)場數(shù)據(jù)壓入堆棧，再將用戶定義的參先保護現(xiàn)場，將現(xiàn)場數(shù)據(jù)壓入堆棧，再將用戶定義的參數(shù)傳送到指定的地方保護。數(shù)傳送到指定的地方保護。 系統(tǒng)調(diào)用命令處理程序做具體處理系統(tǒng)調(diào)用命令處理程序做具體處理Page 計算機科學與工程學院計算機科學與工程學院Chapter2 用戶接口和作業(yè)管理系統(tǒng)調(diào)用實現(xiàn)過程示例系統(tǒng)調(diào)用實現(xiàn)過程示例 Page 計算機科學與工程學院計算

20、機科學與工程學院Chapter2 用戶接口和作業(yè)管理本講練習 用戶程序在用戶態(tài)下要使用特權(quán)指令引起和中斷屬于（）用戶程序在用戶態(tài)下要使用特權(quán)指令引起和中斷屬于（） A.硬件故障中斷硬件故障中斷 B.程序中斷程序中斷 C.外部中斷外部中斷 D.方管中斷方管中斷 處理器執(zhí)行的指令被分為兩類，其中一類稱為特權(quán)指令，它處理器執(zhí)行的指令被分為兩類，其中一類稱為特權(quán)指令，它只允許（）只允許（） A.操作員操作員 B.聯(lián)機用戶聯(lián)機用戶 C.目標程序目標程序 D.操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)解析：解析：D。在用戶態(tài)下使用特權(quán)指令，會產(chǎn)生由用戶態(tài)轉(zhuǎn)。在用戶態(tài)下使用特權(quán)指令，會產(chǎn)生由用戶態(tài)轉(zhuǎn)向核心切換，產(chǎn)生訪管中斷。向核心切

21、換，產(chǎn)生訪管中斷。解析：解析：D。內(nèi)核可執(zhí)行處理器能執(zhí)行的任何指令，用戶程。內(nèi)核可執(zhí)行處理器能執(zhí)行的任何指令，用戶程序只能執(zhí)行除特權(quán)指令以外的指令。所以特權(quán)指令只能由序只能執(zhí)行除特權(quán)指令以外的指令。所以特權(quán)指令只能由內(nèi)核即內(nèi)核即OS使用。使用。Page 計算機科學與工程學院計算機科學與工程學院Chapter2 用戶接口和作業(yè)管理 系統(tǒng)調(diào)用是由操作系統(tǒng)提供給用戶的，它（系統(tǒng)調(diào)用是由操作系統(tǒng)提供給用戶的，它（B）A.直接通過鍵盤交互方式使用直接通過鍵盤交互方式使用 B.只能通過用戶程序間接使用只能通過用戶程序間接使用C.是命令接口中的命令是命令接口中的命令 D.與系統(tǒng)的命令一樣與系統(tǒng)的命令一樣 【

22、2010年計算機聯(lián)考真題】下列選項中，操作系統(tǒng)提供給年計算機聯(lián)考真題】下列選項中，操作系統(tǒng)提供給應(yīng)用的接口是（）應(yīng)用的接口是（）A.系統(tǒng)調(diào)用系統(tǒng)調(diào)用 B.中斷中斷 C.庫函數(shù)庫函數(shù) D.子程序子程序解析：解析：A。操作系統(tǒng)接口主要有命令接口和程序接口，其。操作系統(tǒng)接口主要有命令接口和程序接口，其中程序接口又稱為系統(tǒng)調(diào)用。中程序接口又稱為系統(tǒng)調(diào)用。庫函數(shù)是高級語言中提供的與系統(tǒng)調(diào)用對應(yīng)的函數(shù)（也有庫函數(shù)是高級語言中提供的與系統(tǒng)調(diào)用對應(yīng)的函數(shù)（也有些庫函數(shù)與系統(tǒng)調(diào)用無關(guān)），目的是隱藏些庫函數(shù)與系統(tǒng)調(diào)用無關(guān)），目的是隱藏“訪管訪管”指令的指令的細節(jié)，使系統(tǒng)調(diào)用更方便、抽象。但要注意，庫函數(shù)屬于細節(jié)，

23、使系統(tǒng)調(diào)用更方便、抽象。但要注意，庫函數(shù)屬于用戶程序而非系統(tǒng)調(diào)用，是系統(tǒng)調(diào)用的上層。用戶程序而非系統(tǒng)調(diào)用，是系統(tǒng)調(diào)用的上層。Page 計算機科學與工程學院計算機科學與工程學院Chapter2 用戶接口和作業(yè)管理 操作系統(tǒng)提供給編程人員的接口是（操作系統(tǒng)提供給編程人員的接口是（C）A.庫函數(shù)庫函數(shù) B.高級語言高級語言 C.系統(tǒng)調(diào)用系統(tǒng)調(diào)用 D.子程序子程序 系統(tǒng)調(diào)用的目的是（）系統(tǒng)調(diào)用的目的是（）A.請求系統(tǒng)服務(wù)請求系統(tǒng)服務(wù) B.中止系統(tǒng)服務(wù)中止系統(tǒng)服務(wù) C.申請系統(tǒng)資源申請系統(tǒng)資源 D.釋放系統(tǒng)資源釋放系統(tǒng)資源解析：解析：C。操作系統(tǒng)提供給編程人員的接口是程序接口，。操作系統(tǒng)提供給編程人員的

24、接口是程序接口，也就是系統(tǒng)調(diào)用也就是系統(tǒng)調(diào)用 。解析：解析：A。操作系統(tǒng)不允許用戶直接操作各種硬件資源，。操作系統(tǒng)不允許用戶直接操作各種硬件資源，因此用戶程序只能通過系統(tǒng)調(diào)用的方式來請求內(nèi)核為其服因此用戶程序只能通過系統(tǒng)調(diào)用的方式來請求內(nèi)核為其服務(wù)，間接地使用各種資源務(wù)，間接地使用各種資源 。Page 計算機科學與工程學院計算機科學與工程學院Chapter2 用戶接口和作業(yè)管理一分鐘練習操作系統(tǒng)與用戶通信接口通常不包括（）操作系統(tǒng)與用戶通信接口通常不包括（）A.Shell B.命令解釋器命令解釋器 C.廣義指令廣義指令 D.緩存管理指令緩存管理指令解析：解析：D。廣義指令就是系統(tǒng)調(diào)用命令，而命

25、令解釋器屬。廣義指令就是系統(tǒng)調(diào)用命令，而命令解釋器屬于命令接口，于命令接口，shell指命令解釋器指命令解釋器 。系統(tǒng)中的緩存全部由。系統(tǒng)中的緩存全部由操作系統(tǒng)管理，對用戶是透明的，操作系統(tǒng)不提供管理系操作系統(tǒng)管理，對用戶是透明的，操作系統(tǒng)不提供管理系統(tǒng)緩存的系統(tǒng)調(diào)用統(tǒng)緩存的系統(tǒng)調(diào)用Page 計算機科學與工程學院計算機科學與工程學院Chapter2 用戶接口和作業(yè)管理本次課結(jié)束語回顧本次課所講內(nèi)容回顧本次課所講內(nèi)容 作業(yè)：課后習題作業(yè)：課后習題2、6 Page 計算機科學與工程學院計算機科學與工程學院Chapter2 用戶接口和作業(yè)管理2.4 作業(yè)管理 q引入引入 用戶如何提交作業(yè)，用戶如何提

26、交作業(yè)，OSOS又如何調(diào)度作業(yè)運行，這又如何調(diào)度作業(yè)運行，這些都是作業(yè)管理的范疇。些都是作業(yè)管理的范疇。q作業(yè)管理的基本功能：作業(yè)管理的基本功能：作業(yè)調(diào)度作業(yè)調(diào)度作業(yè)控制（包括：作業(yè)如何輸入到計算機，當作業(yè)被選作業(yè)控制（包括：作業(yè)如何輸入到計算機，當作業(yè)被選中后如何控制其執(zhí)行，在執(zhí)行進如何處理故障，怎樣控中后如何控制其執(zhí)行，在執(zhí)行進如何處理故障，怎樣控制計算結(jié)果的輸出）制計算結(jié)果的輸出）q作業(yè)的構(gòu)成：作業(yè)的構(gòu)成：程序、數(shù)據(jù)和作業(yè)說明書。程序、數(shù)據(jù)和作業(yè)說明書。 Page 計算機科學與工程學院計算機科學與工程學院Chapter2 用戶接口和作業(yè)管理2.4 作業(yè)管理 2.4.1 2.4.1 作業(yè)控

27、制塊和作業(yè)表作業(yè)控制塊和作業(yè)表1.1.作業(yè)控制塊（作業(yè)控制塊（JCBJCB）JCBJCB是批處理作業(yè)存在的標志，其中保存了系統(tǒng)對是批處理作業(yè)存在的標志，其中保存了系統(tǒng)對于作業(yè)進行管理所需要的全部信息，它們被保存于于作業(yè)進行管理所需要的全部信息，它們被保存于磁盤區(qū)域中。磁盤區(qū)域中。 作業(yè)控制塊中包括的內(nèi)容作業(yè)控制塊中包括的內(nèi)容 1.1.作業(yè)本身的內(nèi)容，如作業(yè)的名字、程序作者名作業(yè)本身的內(nèi)容，如作業(yè)的名字、程序作者名字、創(chuàng)建時間等字、創(chuàng)建時間等 Page 計算機科學與工程學院計算機科學與工程學院Chapter2 用戶接口和作業(yè)管理2.4 作業(yè)管理 2. 2.為實現(xiàn)作業(yè)調(diào)度所需的信息，如作業(yè)本身的優(yōu)

28、為實現(xiàn)作業(yè)調(diào)度所需的信息，如作業(yè)本身的優(yōu)先數(shù)、現(xiàn)在所處的狀態(tài)處理機的時間等。先數(shù)、現(xiàn)在所處的狀態(tài)處理機的時間等。 3.3.作業(yè)使用的資源要求，如作業(yè)所需內(nèi)存的大小、作業(yè)使用的資源要求，如作業(yè)所需內(nèi)存的大小、打印機、磁帶機等。打印機、磁帶機等。 4.4.系統(tǒng)指示單元，如該作業(yè)所在外存中的起址和系統(tǒng)指示單元，如該作業(yè)所在外存中的起址和長度等信息長度等信息 Page 計算機科學與工程學院計算機科學與工程學院Chapter2 用戶接口和作業(yè)管理練習作業(yè)在系統(tǒng)中存在與否的唯一標志是（作業(yè)在系統(tǒng)中存在與否的唯一標志是（ ）Page 計算機科學與工程學院計算機科學與工程學院Chapter2 用戶接口和作業(yè)管

29、理2.4 作業(yè)管理 2.2.作業(yè)表作業(yè)表 所有作業(yè)的作業(yè)控制塊構(gòu)成一個表，稱所有作業(yè)的作業(yè)控制塊構(gòu)成一個表，稱為為作業(yè)表作業(yè)表 作業(yè)表存放在外存固定區(qū)域中，其長度作業(yè)表存放在外存固定區(qū)域中，其長度是固定的，這就限制了系統(tǒng)所能同時容納的是固定的，這就限制了系統(tǒng)所能同時容納的作業(yè)數(shù)量作業(yè)數(shù)量Page 計算機科學與工程學院計算機科學與工程學院Chapter2 用戶接口和作業(yè)管理2.4 作業(yè)管理 2.4.2 2.4.2 作業(yè)的建立作業(yè)的建立 包括兩個子過程包括兩個子過程：建立：建立JCBJCB輸入作業(yè)輸入作業(yè)1. 1. 作業(yè)控制塊的建立作業(yè)控制塊的建立建立建立JCBJCB就是申請分得和填寫一張空白的就

30、是申請分得和填寫一張空白的JCBJCB表的過程表的過程Page 計算機科學與工程學院計算機科學與工程學院Chapter2 用戶接口和作業(yè)管理2.4 作業(yè)管理2.2.作業(yè)的輸入作業(yè)的輸入三種輸入方式：三種輸入方式： 脫機輸入方式脫機輸入方式 SPOOLINGSPOOLING系統(tǒng)的輸入方式系統(tǒng)的輸入方式 直接耦合方式直接耦合方式Page 計算機科學與工程學院計算機科學與工程學院Chapter2 用戶接口和作業(yè)管理 （1）脫機輸入方式）脫機輸入方式 什么是聯(lián)機輸入方式？什么是聯(lián)機輸入方式？外圍設(shè)備直接和主機相連外圍設(shè)備直接和主機相連。 脫機輸入方式（預輸入方式）脫機輸入方式（預輸入方式）低檔機輸入作

31、業(yè)低檔機輸入作業(yè)后援存儲器（如磁盤）后援存儲器（如磁盤）對接到主機。對接到主機。脫機輸入解決了快速輸入輸出的問題，提高了資源利用脫機輸入解決了快速輸入輸出的問題，提高了資源利用率，但是要以犧牲低檔機為代價。還需要用戶干預。率，但是要以犧牲低檔機為代價。還需要用戶干預。Page 計算機科學與工程學院計算機科學與工程學院Chapter2 用戶接口和作業(yè)管理（2）SPOOLing系統(tǒng)輸入方式引入兩道程序控制輸入輸出：引入兩道程序控制輸入輸出： 控制輸入的程序。利用系統(tǒng)中的一道程序來模擬脫機輸控制輸入的程序。利用系統(tǒng)中的一道程序來模擬脫機輸入時的入時的外圍控制機外圍控制機的功能，把低速的功能，把低速I

32、/OI/O設(shè)備上的數(shù)據(jù)傳送設(shè)備上的數(shù)據(jù)傳送到高速磁盤上；到高速磁盤上；控制輸出的程序。再用另一道程序來模擬脫機輸出時外控制輸出的程序。再用另一道程序來模擬脫機輸出時外圍控制機的功能，把數(shù)據(jù)從磁盤傳送到低速輸出設(shè)備上。圍控制機的功能，把數(shù)據(jù)從磁盤傳送到低速輸出設(shè)備上。工作原理：在主機的直接控制下，實現(xiàn)脫機輸入、輸出功工作原理：在主機的直接控制下，實現(xiàn)脫機輸入、輸出功能。此時的外圍操作與能。此時的外圍操作與CPUCPU對數(shù)據(jù)的處理同時進行，我們對數(shù)據(jù)的處理同時進行，我們把這種在聯(lián)機情況下實現(xiàn)的外部設(shè)備聯(lián)機并行操作稱為把這種在聯(lián)機情況下實現(xiàn)的外部設(shè)備聯(lián)機并行操作稱為SPOOLingSPOOLing

33、（Simultaneous Peripheral Operation On-Simultaneous Peripheral Operation On-LineLine）Page 計算機科學與工程學院計算機科學與工程學院Chapter2 用戶接口和作業(yè)管理輸入井和輸出井輸入井和輸出井：這是在磁盤上開辟的兩個大存儲空間。輸入井是模擬脫機輸入時的磁盤，輸出井是模擬脫機輸出時的磁盤。邏輯設(shè)備是依據(jù)軟件系統(tǒng)的邏輯而命名的設(shè)備。例如，C盤，D盤。Page 計算機科學與工程學院計算機科學與工程學院Chapter2 用戶接口和作業(yè)管理（3）直接耦合方式工作原理：工作原理：直接耦合方式把主機和外圍低檔機通過一個

34、公用的大容量外存直接耦合起來，省去了在脫機輸入中靠人工干預來傳遞后援存儲器的過程。Page 計算機科學與工程學院計算機科學與工程學院Chapter2 用戶接口和作業(yè)管理直接耦合方式 主機與衛(wèi)星機分工明確：主機與衛(wèi)星機分工明確： 主機計算，衛(wèi)星機I/O注：注：衛(wèi)星機一般是低檔PC機。Page 計算機科學與工程學院計算機科學與工程學院Chapter2 用戶接口和作業(yè)管理直接耦合方式優(yōu)點：既保留了脫機輸入快速輸入的優(yōu)點，又優(yōu)點：既保留了脫機輸入快速輸入的優(yōu)點，又克服其人工干預的缺點且具有較強的、靈活克服其人工干預的缺點且具有較強的、靈活的輸入方式。的輸入方式。Page 計算機科學與工程學院計算機科學

35、與工程學院Chapter2 用戶接口和作業(yè)管理2.4 作業(yè)管理 由于內(nèi)存容量有限，在系統(tǒng)中等待的作業(yè)不能全部同時被由于內(nèi)存容量有限，在系統(tǒng)中等待的作業(yè)不能全部同時被裝入內(nèi)存，應(yīng)根據(jù)一定的調(diào)度策略，選擇一部分作業(yè)執(zhí)行。裝入內(nèi)存，應(yīng)根據(jù)一定的調(diào)度策略，選擇一部分作業(yè)執(zhí)行。 作業(yè)調(diào)度作業(yè)調(diào)度 主要功能主要功能是審查系統(tǒng)能否滿足用戶作業(yè)的資源要求以及是審查系統(tǒng)能否滿足用戶作業(yè)的資源要求以及按照一定的算法選取作業(yè)。按照一定的算法選取作業(yè)。 調(diào)度的關(guān)鍵調(diào)度的關(guān)鍵在選擇適當?shù)乃惴?。在選擇適當?shù)乃惴ā?Page 計算機科學與工程學院計算機科學與工程學院Chapter2 用戶接口和作業(yè)管理2.4 作業(yè)管理1.1

36、.作業(yè)調(diào)度要考慮的因素及性能衡量的指標作業(yè)調(diào)度要考慮的因素及性能衡量的指標 選取調(diào)度算法應(yīng)考慮的主要因素選取調(diào)度算法應(yīng)考慮的主要因素 公平性、均衡使用資源、吞吐率、平衡系統(tǒng)和用公平性、均衡使用資源、吞吐率、平衡系統(tǒng)和用戶的要求戶的要求 作業(yè)調(diào)度性能衡量的指標作業(yè)調(diào)度性能衡量的指標 - - CPUCPU利用率：利用率：CPUCPU是最重要最昂貴的資源之一，是最重要最昂貴的資源之一，應(yīng)盡可能使應(yīng)盡可能使CPUCPU保持保持“忙忙”狀態(tài)，使這一資源利用就狀態(tài)，使這一資源利用就緒最高。緒最高。 - - 吞吐量：吞吐量：單位時間內(nèi)單位時間內(nèi)CPUCPU完成作業(yè)的數(shù)量，完成作業(yè)的數(shù)量，長作業(yè)降低吞吐量，短

37、作業(yè)提高吞吐量。調(diào)度算法和長作業(yè)降低吞吐量，短作業(yè)提高吞吐量。調(diào)度算法和方式的不同，對吞吐量產(chǎn)生較大影響。方式的不同，對吞吐量產(chǎn)生較大影響。 Page 計算機科學與工程學院計算機科學與工程學院Chapter2 用戶接口和作業(yè)管理2.4 作業(yè)管理1.1.作業(yè)調(diào)度要考慮的因素及性能衡量的指標作業(yè)調(diào)度要考慮的因素及性能衡量的指標 選取調(diào)度算法應(yīng)考慮的主要因素選取調(diào)度算法應(yīng)考慮的主要因素 公平性、均衡使用資源、吞吐率、平衡系統(tǒng)和用公平性、均衡使用資源、吞吐率、平衡系統(tǒng)和用戶的要求戶的要求 作業(yè)調(diào)度性能衡量的指標作業(yè)調(diào)度性能衡量的指標 - - 周轉(zhuǎn)時間周轉(zhuǎn)時間: :是指從作業(yè)提交到作業(yè)完成所經(jīng)是指從作業(yè)

38、提交到作業(yè)完成所經(jīng)歷的時間，包括作業(yè)等待、在就緒隊列中排隊、在處歷的時間，包括作業(yè)等待、在就緒隊列中排隊、在處理機運行，以及進行輸入理機運行，以及進行輸入/ /輸出操作所花費時間的總輸出操作所花費時間的總和。和。 周轉(zhuǎn)時間周轉(zhuǎn)時間= =作業(yè)完成時間作業(yè)完成時間- -作業(yè)提交時間作業(yè)提交時間 - - 平均周轉(zhuǎn)時間平均周轉(zhuǎn)時間：所有作業(yè)的周轉(zhuǎn)時間的平均：所有作業(yè)的周轉(zhuǎn)時間的平均值。假定作業(yè)值。假定作業(yè)i i的周轉(zhuǎn)時間定義為的周轉(zhuǎn)時間定義為TiTi，平均周轉(zhuǎn)時間，平均周轉(zhuǎn)時間定義為定義為nTTnii1)(1Page 計算機科學與工程學院計算機科學與工程學院Chapter2 用戶接口和作業(yè)管理2.4

39、作業(yè)管理 - - 帶權(quán)帶權(quán)周轉(zhuǎn)時間周轉(zhuǎn)時間是指作業(yè)周轉(zhuǎn)時間與作業(yè)實際運行時間的比值（參考“王道考研”）。帶權(quán)周轉(zhuǎn)時間=周轉(zhuǎn)時間/運行時間 是指作業(yè)的相對等待時間，作該指標能更科學衡量作業(yè)的等待情況。Page 計算機科學與工程學院計算機科學與工程學院Chapter2 用戶接口和作業(yè)管理2.4 作業(yè)管理 - - 平均帶權(quán)平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時間周轉(zhuǎn)時間的周轉(zhuǎn)時間為作業(yè)iTinrTWniii1)(1的運行時間為作業(yè)iir是指多個作業(yè)帶權(quán)周轉(zhuǎn)時間的平均值：平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時間=（作業(yè)1的帶權(quán)周轉(zhuǎn)時間+ 作業(yè)n的帶權(quán)周轉(zhuǎn)時間）平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時間，用于比較不間，用于比較不同調(diào)度算法的優(yōu)同調(diào)度算法的優(yōu)劣。劣

40、。Page 計算機科學與工程學院計算機科學與工程學院Chapter2 用戶接口和作業(yè)管理2.作業(yè)調(diào)度算法作業(yè)調(diào)度算法Page 計算機科學與工程學院計算機科學與工程學院Chapter2 用戶接口和作業(yè)管理2.4 作業(yè)管理2.2.作業(yè)調(diào)度算法作業(yè)調(diào)度算法下面介紹一些常用的調(diào)度算法。下面介紹一些常用的調(diào)度算法。Page 計算機科學與工程學院計算機科學與工程學院Chapter2 用戶接口和作業(yè)管理2.4 作業(yè)管理（1 1）先來先服務(wù)算法）先來先服務(wù)算法 算法算法：按照作業(yè)進入系統(tǒng)的先后次序來挑選作業(yè)，：按照作業(yè)進入系統(tǒng)的先后次序來挑選作業(yè)，先進入系統(tǒng)的作業(yè)優(yōu)先被挑選先進入系統(tǒng)的作業(yè)優(yōu)先被挑選 優(yōu)點優(yōu)點

41、：算法容易實現(xiàn)：算法容易實現(xiàn) 缺點缺點：效率不高、不利于短作業(yè)：效率不高、不利于短作業(yè)Page 計算機科學與工程學院計算機科學與工程學院Chapter2 用戶接口和作業(yè)管理T=(T1+T2+T3+T4)/4=1.725W=(W1+W2+W3+W4)/4=6.87510.0 10.5 2.0 4.010.5 10.6 1.6 16.010.6 10.8 1.3 6.5Wi=Ti/TrPage 計算機科學與工程學院計算機科學與工程學院Chapter2 用戶接口和作業(yè)管理2.4 作業(yè)管理（2 2）最短作業(yè)優(yōu)先算法）最短作業(yè)優(yōu)先算法 算法算法：總是選取計算時間最短的作業(yè)投：總是選取計算時間最短的作業(yè)投

42、入運行入運行 優(yōu)點優(yōu)點：算法容易實現(xiàn)，縮短了平均周轉(zhuǎn)：算法容易實現(xiàn)，縮短了平均周轉(zhuǎn)時間，提高了系統(tǒng)的吞吐能力時間，提高了系統(tǒng)的吞吐能力 缺點缺點：忽視了作業(yè)等待時間，計算時間：忽視了作業(yè)等待時間，計算時間靠用戶估計，以判斷誰是當前最短作業(yè)?？坑脩艄烙?，以判斷誰是當前最短作業(yè)。Page 計算機科學與工程學院計算機科學與工程學院Chapter2 用戶接口和作業(yè)管理T=1.55W=5.15注意：注意：0.“最短最短”指當前等待的作業(yè)（指當前等待的作業(yè)（不一定是所有作業(yè)）中最短的）中最短的一個，有些作業(yè)此時可能還沒到達。一個，有些作業(yè)此時可能還沒到達。1.第一個作業(yè)總是能最先執(zhí)行，其余作業(yè)再按第一個作

43、業(yè)總是能最先執(zhí)行，其余作業(yè)再按“最短作業(yè)優(yōu)最短作業(yè)優(yōu)先算法先算法”執(zhí)行。執(zhí)行。2.一個作業(yè)完成后，在選擇下一作業(yè)時，該作業(yè)必須已經(jīng)提一個作業(yè)完成后，在選擇下一作業(yè)時，該作業(yè)必須已經(jīng)提交，再按最短作業(yè)優(yōu)先策略交，再按最短作業(yè)優(yōu)先策略Page 計算機科學與工程學院計算機科學與工程學院Chapter2 用戶接口和作業(yè)管理2.4 作業(yè)管理（3 3）響應(yīng)比最高者優(yōu)先算法）響應(yīng)比最高者優(yōu)先算法 算法算法：響應(yīng)比響應(yīng)比= =（等待時間（等待時間+ +計算時間）計算時間）/ /計算時間計算時間，作業(yè)，作業(yè)調(diào)度時總是選取響應(yīng)比高的作業(yè)投入運行調(diào)度時總是選取響應(yīng)比高的作業(yè)投入運行 優(yōu)點優(yōu)點：既照顧了短作業(yè)，考慮了

44、系統(tǒng)的吞吐量，又考慮：既照顧了短作業(yè)，考慮了系統(tǒng)的吞吐量，又考慮了不使長作業(yè)長時間等待了不使長作業(yè)長時間等待 缺點缺點：響應(yīng)比所用計算時間仍是用戶的估計時間：響應(yīng)比所用計算時間仍是用戶的估計時間Page 計算機科學與工程學院計算機科學與工程學院Chapter2 用戶接口和作業(yè)管理T=1.625W=5.675響應(yīng)比Rp （作業(yè)等待時間+作業(yè)運行時間）作業(yè)運行時間 作業(yè)等待時間作業(yè)運行時間響應(yīng)比=1+(10-8.5)/0.5=4響應(yīng)比=1+(10-9)/0.1=11響應(yīng)比=1+(10-9.5)/0.2=3.5Page 計算機科學與工程學院計算機科學與工程學院Chapter2 用戶接口和作業(yè)管理2.4 作業(yè)管理（4 4）優(yōu)先數(shù)調(diào)度算法）優(yōu)先數(shù)調(diào)度算法 算法算法：每次總是選擇優(yōu)先數(shù)高的作業(yè)：每次總是選擇優(yōu)先數(shù)高的作業(yè) 優(yōu)先數(shù)的確定優(yōu)先數(shù)的確定：一種是用戶自己提出一種是用戶自己提出；一種是由系統(tǒng)綜合；一種是由系統(tǒng)綜合考慮有關(guān)因素來確定考慮有關(guān)因素來確定（5 5）分類調(diào)度算法）分類調(diào)度算法 算法算法：根據(jù)系統(tǒng)運行情況和作業(yè)屬性將