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)行過程。2-1概述1、作業(yè)的基本概念

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

2）、作業(yè)步一個作業(yè)可劃分成若干部分，稱為一個作業(yè)步。典型的作業(yè)控制過程：“編譯”、“連接裝配”、“運行”

3）、批處理作業(yè)：批處理系統(tǒng)上運行的作業(yè)

4）、交互式作業(yè)：交互式系統(tǒng)上運行的作業(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)間實現(xiàn)交互作用。用匯編語言：在程序中直接用系統(tǒng)調(diào)用命令用高級語言：可在編程時使用過程調(diào)用語句3、命令接口（commandinterface）用戶與操作系統(tǒng)之間的接口，用戶通過該接口直接或間接控制作業(yè)的運行，包括直接鍵入或作業(yè)說明書中，發(fā)出的一組命令。又稱用戶接口，可分成聯(lián)機用戶接口與脫機用戶接口兩種：(1)聯(lián)機接口（交互式）（操作命令）(2)脫機接口（作業(yè)控制語言）4、命令的分類

1）系統(tǒng)訪問命令

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）資源申請類

4）進(jìn)程通信類

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

1）通過軟中斷進(jìn)入

2）運行在不同的處理機狀態(tài)

3）處理機狀態(tài)的轉(zhuǎn)換

4）返回問題

5）嵌套調(diào)用3、系統(tǒng)調(diào)用的處理過程

1）設(shè)置系統(tǒng)調(diào)用號和參數(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,它們被保存于磁盤區(qū)域中。當(dāng)作業(yè)開始由輸入設(shè)備向磁盤的輸入井傳輸時，系統(tǒng)輸入程序為其建立一個作業(yè)控制塊，進(jìn)行初始化，初始化的大部分信息取自作業(yè)說明書。需要訪問作業(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)隊列）每個作業(yè)有個作業(yè)控制塊；所有作業(yè)JCB構(gòu)成一個作業(yè)表；作業(yè)表存放在外存固定區(qū)域中，長度是固定；限制了系統(tǒng)所能同時容納的作業(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作業(yè)表因而存在互斥問題。2、作業(yè)控制語言和作業(yè)控制說明書（1）作業(yè)控制語言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。書寫作業(yè)說明書的語言稱為作業(yè)控制語言（JCL）。作業(yè)控制語言的類別包括：I/O命令、編譯命令、操作命令以及條件命令等。（2）作業(yè)說明書表達(dá)用戶對作業(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)說明書和有關(guān)作業(yè)信息在外存的位置等建立作業(yè)控制表JCB。JCB包含對作業(yè)進(jìn)行管理所必須的信息；只有在獲得JCB表項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.脫機輸入方式：為了解決單臺設(shè)備聯(lián)機輸入時的CPU浪費問題。b.聯(lián)機輸入方式：用戶和系統(tǒng)通過交互會話來輸入作業(yè)；外圍設(shè)備直接和主機連接。c.SPOOLing方式：把主機和外圍低檔機通過一個公用的大容量外存直接耦合起來。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)一個作業(yè)從進(jìn)入系統(tǒng)到運行結(jié)束經(jīng)歷四個不同的狀態(tài)：進(jìn)入、后備、運行、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)度算法評價①目標(biāo)：單位時間內(nèi)運行盡可能多的作業(yè)；使處理機盡可能保持“忙碌”；使各種I/O設(shè)備得以充分利用；對所有的作業(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)在截止時間內(nèi)完成；設(shè)法縮短作業(yè)平均周轉(zhuǎn)時間。②設(shè)計調(diào)度算法時應(yīng)考慮的因素：作業(yè)平均周轉(zhuǎn)時間；平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時間。（3）作業(yè)調(diào)度算法a.先來先服務(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)時間/作業(yè)處理時間

=（作業(yè)處理時間+作業(yè)等待時間）/作業(yè)處理時間

=1+（作業(yè)等待時間/作業(yè)處理時間）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)同時到達(dá)，則平均等待時間最短算法是（）

A）先來先服務(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)的隊列中選取適當(dāng)?shù)淖鳂I(yè)投入運行

A）運行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)的估計時間有關(guān)

A）先來先服務(wù)B）時間片輪轉(zhuǎn)

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

A）自動B）聯(lián)機C）脫機D）假脫機六、作業(yè)從進(jìn)入后備隊列到被調(diào)度程序選中的時間間隔稱為（）

A）周轉(zhuǎn)時間

B）響應(yīng)時間C）等待時間D）觸發(fā)時間1、假設(shè)有四個作業(yè)，他們的提交時間、運行時間如下表所示，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，試問平均周轉(zhuǎn)時間和平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時間是多少？

作業(yè)號到達(dá)時間運行時間18.02.028.30.538.50.149.00.42、有一個具有兩道作業(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)先級越高。作業(yè)名到達(dá)時間估計運行時間優(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)存時間及結(jié)束時間（2）計算平均周轉(zhuǎn)時間3、在單CPU和兩臺輸入/輸出設(shè)備（I1，I2）的多道程序設(shè)計環(huán)境下，同時投入三個作業(yè)Job1、Job2、Job3運行。這三個作業(yè)對CPU和輸入/輸出設(shè)備的使用順序和時間如下：Job1:I2(30ms);CPU(10ms);I1(30ms);CPU(10ms);I2(20ms)Job2:I1(20ms);CPU(20ms);I2(40ms)Job3:I1(20