第2章 用戶接口和作業(yè)管理

第2章用戶接口和作業(yè)管理熟練掌握批處理作業(yè)的調(diào)度，作業(yè)的狀態(tài)，系統(tǒng)調(diào)用與一般過(guò)程調(diào)用的區(qū)別；掌握用戶和操作系統(tǒng)之間的接口，批處理作業(yè)的概念，交互式作業(yè)的概念，系統(tǒng)調(diào)用的概念；了解作業(yè)的基本概念，批處理作業(yè)的建立、終止和撤銷，交互式作業(yè)的控制方式，系統(tǒng)調(diào)用的執(zhí)行過(guò)程。2-1概述1、作業(yè)的基本概念

1）、作業(yè)用戶在一次計(jì)算過(guò)程中，或者一次事務(wù)處理過(guò)程中，要求計(jì)算機(jī)系統(tǒng)所做工作的總稱。

2）、作業(yè)步一個(gè)作業(yè)可劃分成若干部分，稱為一個(gè)作業(yè)步。典型的作業(yè)控制過(guò)程：“編譯”、“連接裝配”、“運(yùn)行”

3）、批處理作業(yè)：批處理系統(tǒng)上運(yùn)行的作業(yè)

4）、交互式作業(yè)：交互式系統(tǒng)上運(yùn)行的作業(yè)2、程序接口（programinterface）程序接口指由用戶程序和操作系統(tǒng)之間的接口。用戶程序可通過(guò)該接口取得操作系統(tǒng)的服務(wù)。該接口主要由一組系統(tǒng)調(diào)用組成。負(fù)責(zé)管理和控制運(yùn)行的程序；并在這些程序與系統(tǒng)控制的資源和提供的服務(wù)間實(shí)現(xiàn)交互作用。用匯編語(yǔ)言：在程序中直接用系統(tǒng)調(diào)用命令用高級(jí)語(yǔ)言：可在編程時(shí)使用過(guò)程調(diào)用語(yǔ)句3、命令接口（commandinterface）用戶與操作系統(tǒng)之間的接口，用戶通過(guò)該接口直接或間接控制作業(yè)的運(yùn)行，包括直接鍵入或作業(yè)說(shuō)明書(shū)中，發(fā)出的一組命令。又稱用戶接口，可分成聯(lián)機(jī)用戶接口與脫機(jī)用戶接口兩種：(1)聯(lián)機(jī)接口（交互式）（操作命令）(2)脫機(jī)接口（作業(yè)控制語(yǔ)言）4、命令的分類

1）系統(tǒng)訪問(wèn)命令

2）文件、目錄管理命令

3）編輯修改命令

4）編譯、鏈接和執(zhí)行命令

5）詢問(wèn)命令

6）操作員專用命令5、命令的接收和解釋執(zhí)行2-3系統(tǒng)調(diào)用1、系統(tǒng)調(diào)用分類

1）文件操作類

2）進(jìn)程控制類

3）資源申請(qǐng)類

4）進(jìn)程通信類

5）信息維護(hù)類2、系統(tǒng)調(diào)用與一般過(guò)程調(diào)用的區(qū)別

1）通過(guò)軟中斷進(jìn)入

2）運(yùn)行在不同的處理機(jī)狀態(tài)

3）處理機(jī)狀態(tài)的轉(zhuǎn)換

4）返回問(wèn)題

5）嵌套調(diào)用3、系統(tǒng)調(diào)用的處理過(guò)程

1）設(shè)置系統(tǒng)調(diào)用號(hào)和參數(shù)

2）系統(tǒng)調(diào)用命令的一般性處理

3)系統(tǒng)調(diào)用命令處理程序做具體處理2-4作業(yè)管理1、批處理作業(yè)的管理

1)作業(yè)控制塊和作業(yè)表（1）作業(yè)控制塊作業(yè)控制塊（JCB：JobControlBlock）是批處理作業(yè)存在的標(biāo)志其中保存有統(tǒng)對(duì)于作業(yè)進(jìn)行管理所需要的全部信息,它們被保存于磁盤(pán)區(qū)域中。當(dāng)作業(yè)開(kāi)始由輸入設(shè)備向磁盤(pán)的輸入井傳輸時(shí)，系統(tǒng)輸入程序?yàn)槠浣⒁粋€(gè)作業(yè)控制塊，進(jìn)行初始化，初始化的大部分信息取自作業(yè)說(shuō)明書(shū)。需要訪問(wèn)作業(yè)控制塊的程序：系統(tǒng)輸入程序；作業(yè)調(diào)度程序；作業(yè)控制程序；系統(tǒng)輸出程序等。（2）作業(yè)表（作業(yè)隊(duì)列）每個(gè)作業(yè)有個(gè)作業(yè)控制塊；所有作業(yè)JCB構(gòu)成一個(gè)作業(yè)表；作業(yè)表存放在外存固定區(qū)域中，長(zhǎng)度是固定；限制了系統(tǒng)所能同時(shí)容納的作業(yè)數(shù)量。系統(tǒng)輸入程序、作業(yè)調(diào)度程序、系統(tǒng)輸出程序都需要訪問(wèn)作業(yè)表因而存在互斥問(wèn)題。2、作業(yè)控制語(yǔ)言和作業(yè)控制說(shuō)明書(shū)（1）作業(yè)控制語(yǔ)言用戶用于描述批處理作業(yè)處理過(guò)程控制意圖的一種特殊程序。書(shū)寫(xiě)作業(yè)說(shuō)明書(shū)的語(yǔ)言稱為作業(yè)控制語(yǔ)言（JCL）。作業(yè)控制語(yǔ)言的類別包括：I/O命令、編譯命令、操作命令以及條件命令等。（2）作業(yè)說(shuō)明書(shū)表達(dá)用戶對(duì)作業(yè)的控制意圖。內(nèi)容包括：作業(yè)的基本描述；作業(yè)控制描述；資源要求描述。3、作業(yè)的建立（1）JCB的建立在系統(tǒng)把作業(yè)信息輸入到輸入井之后，根據(jù)作業(yè)說(shuō)明書(shū)和有關(guān)作業(yè)信息在外存的位置等建立作業(yè)控制表JCB。JCB包含對(duì)作業(yè)進(jìn)行管理所必須的信息；只有在獲得JCB表項(xiàng)和足夠輸入井空間后作業(yè)才可能創(chuàng)建成功。（2）作業(yè)的輸入a.脫機(jī)輸入方式：為了解決單臺(tái)設(shè)備聯(lián)機(jī)輸入時(shí)的CPU浪費(fèi)問(wèn)題。b.聯(lián)機(jī)輸入方式：用戶和系統(tǒng)通過(guò)交互會(huì)話來(lái)輸入作業(yè)；外圍設(shè)備直接和主機(jī)連接。c.SPOOLing方式：把主機(jī)和外圍低檔機(jī)通過(guò)一個(gè)公用的大容量外存直接耦合起來(lái)。4、作業(yè)的終止與撤銷作業(yè)完成后，其作業(yè)控制塊由系統(tǒng)輸出程序撤消，作業(yè)控制塊被撤消后其作業(yè)也不復(fù)存在。5、作業(yè)的狀態(tài)一個(gè)作業(yè)從進(jìn)入系統(tǒng)到運(yùn)行結(jié)束經(jīng)歷四個(gè)不同的狀態(tài)：進(jìn)入、后備、運(yùn)行、完成。6、作業(yè)調(diào)度（1）作業(yè)調(diào)度的功能審查系統(tǒng)能否滿足用戶作業(yè)的資源要求；按照一定的算法從輸入井中的后備作業(yè)中選取作業(yè)；調(diào)度的關(guān)鍵在選擇恰當(dāng)?shù)乃惴?。作業(yè)調(diào)度程序的主要功能是審查系統(tǒng)能否滿足用戶作業(yè)的資源要求以及按照一定的算法選取作業(yè)。（2）調(diào)度算法評(píng)價(jià)①目標(biāo)：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)運(yùn)行盡可能多的作業(yè)；使處理機(jī)盡可能保持“忙碌”；使各種I/O設(shè)備得以充分利用；對(duì)所有的作業(yè)都是公平合理的；調(diào)度算法應(yīng)與系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)保持一致；注意系統(tǒng)資源均衡使用；保證提交的作業(yè)在截止時(shí)間內(nèi)完成；設(shè)法縮短作業(yè)平均周轉(zhuǎn)時(shí)間。②設(shè)計(jì)調(diào)度算法時(shí)應(yīng)考慮的因素：作業(yè)平均周轉(zhuǎn)時(shí)間；平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間。（3）作業(yè)調(diào)度算法a.先來(lái)先服務(wù)算法b.最短作業(yè)優(yōu)先算法c.最高響應(yīng)比優(yōu)先算法響應(yīng)比R=作業(yè)周轉(zhuǎn)時(shí)間/作業(yè)處理時(shí)間

=（作業(yè)處理時(shí)間+作業(yè)等待時(shí)間）/作業(yè)處理時(shí)間

=1+（作業(yè)等待時(shí)間/作業(yè)處理時(shí)間）d.基于優(yōu)先數(shù)調(diào)度算法e.均衡調(diào)度算法(分類排隊(duì)算法)習(xí)題一、在各種作業(yè)調(diào)度算法中，若所有作業(yè)同時(shí)到達(dá)，則平均等待時(shí)間最短算法是（）

A）先來(lái)先服務(wù)

B）優(yōu)先數(shù)

C）最高響應(yīng)比優(yōu)先

D）短作業(yè)優(yōu)先二、作業(yè)調(diào)度程序從處與()狀態(tài)的隊(duì)列中選取適當(dāng)?shù)淖鳂I(yè)投入運(yùn)行

A）運(yùn)行B）提交C）完成D）后備三、（）是作業(yè)存在的惟一標(biāo)志

A）作業(yè)名B）進(jìn)程控制塊

C）作業(yè)控制塊D）程序名四、下述作業(yè)調(diào)度算法中，（）調(diào)度算法與作業(yè)的估計(jì)時(shí)間有關(guān)

A）先來(lái)先服務(wù)B）時(shí)間片輪轉(zhuǎn)

C）均衡D）短作業(yè)優(yōu)先五、用戶通過(guò)終端使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)控制作業(yè)執(zhí)行的方式稱為（）方式。

A）自動(dòng)B）聯(lián)機(jī)C）脫機(jī)D）假脫機(jī)六、作業(yè)從進(jìn)入后備隊(duì)列到被調(diào)度程序選中的時(shí)間間隔稱為（）

A）周轉(zhuǎn)時(shí)間

B）響應(yīng)時(shí)間C）等待時(shí)間D）觸發(fā)時(shí)間1、假設(shè)有四個(gè)作業(yè)，他們的提交時(shí)間、運(yùn)行時(shí)間如下表所示，在單道程序環(huán)境下，若采用響應(yīng)比高者優(yōu)先調(diào)度算法，試問(wèn)平均周轉(zhuǎn)時(shí)間和平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間是多少？

作業(yè)號(hào)到達(dá)時(shí)間運(yùn)行時(shí)間18.02.028.30.538.50.149.00.42、有一個(gè)具有兩道作業(yè)的批處理系統(tǒng)，作業(yè)調(diào)度采用短作業(yè)優(yōu)先的調(diào)度算法，進(jìn)程調(diào)度采用以優(yōu)先數(shù)為基礎(chǔ)的搶占式調(diào)度算法，在下表所示的作業(yè)序列，作業(yè)優(yōu)先數(shù)即為進(jìn)程優(yōu)先數(shù)，優(yōu)先數(shù)越小優(yōu)先級(jí)越高。作業(yè)名到達(dá)時(shí)間估計(jì)運(yùn)行時(shí)間優(yōu)先數(shù)A10：0040分5B10：2030分3C10：3050分4D10：5020分6（1）列出所有作業(yè)進(jìn)入內(nèi)存時(shí)間及結(jié)束時(shí)間（2）計(jì)算平均周轉(zhuǎn)時(shí)間3、在單CPU和兩臺(tái)輸入/輸出設(shè)備（I1，I2）的多道程序設(shè)計(jì)環(huán)境下，同時(shí)投入三個(gè)作業(yè)Job1、Job2、Job3運(yùn)行。這三個(gè)作業(yè)對(duì)CPU和輸入/輸出設(shè)備的使用順序和時(shí)間如下：Job1:I2(30ms);CPU(10ms);I1(30ms);CPU(10ms);I2(20ms)Job2:I1(20ms);CPU(20ms);I2(40ms)Job3:I1(20