12 作业管理.ppt

2.3 作业管理v作业作业的概念的概念v作业调度作业调度v作业作业控制控制（操作系统接口）（操作系统接口）2.3.1 作业的概念v作业作业是指用户要求计算机处理的一件相对独是指用户要求计算机处理的一件相对独立的立的工作任务工作任务。用户的观点：用户的观点：在一次处理过程中，从输入程序在一次处理过程中，从输入程序和数据到输出结果的全过程。和数据到输出结果的全过程。系统的观点（针对作业进行资源分配）：系统的观点（针对作业进行资源分配）：一个作业包括：程序集一个作业包括：程序集+数据集（称为作业体）数据集（称为作业体）和作业说明书（作业控制语言）和作业说明书（作业控制语言）v作业由若干顺序处理的作业由若干顺序处理的作业步作业步组成。组成。v作业步作业步是在一个作业的处理过程中，计算机是在一个作业的处理过程中，计算机所做的所做的相对独立的一步工作相对独立的一步工作。作业控制块作业控制块JCB(Job Control Block)v作业名称作业名称v估计执行时间估计执行时间v优先数（用于调度）优先数（用于调度）v作业说明书文件名作业说明书文件名v程序类型（需调用的系统程序）程序类型（需调用的系统程序）v资源要求：（静态，或中间可以随作业步变化资源要求：（静态，或中间可以随作业步变化效率不高；动态分配）效率不高；动态分配）v作业状态：提交、后备、运行、完成作业状态：提交、后备、运行、完成JCB：在：在运行过程中运行过程中，系统对作业进行，系统对作业进行管理管理的必要信息的必要信息主要包括：主要包括：作业状态及转换作业状态及转换作业状态有：提交、后备、运行、完成作业状态有：提交、后备、运行、完成作业和进程一样，都是动态的概念作业和进程一样，都是动态的概念提交提交提交提交后备后备后备后备完成完成完成完成就绪就绪就绪就绪执行执行执行执行阻塞阻塞阻塞阻塞作业调度作业调度作业调度作业调度运行运行运行运行2.3.2 作业调度作业调度及步骤：作业调度及步骤：在后备作业中，选取一个或多个作业进入内存在后备作业中，选取一个或多个作业进入内存v接纳一个工作任务到系统中接纳一个工作任务到系统中为作业创建作业控制块为作业创建作业控制块JCB为作业分配资源为作业分配资源v内存内存v外设外设创建进程创建进程作业与进程作业与进程v作业从用户提交，进入系统后，系统会根据需要作业从用户提交，进入系统后，系统会根据需要为作业为作业创建创建一个或多个进程，以完成工作任务一个或多个进程，以完成工作任务一个作业对应于一个或多个进程一个作业对应于一个或多个进程作业是任务的作业是任务的宏观宏观单元单元进程是任务的进程是任务的微观微观单元单元v作业调度与进程调度作业调度与进程调度作业调度只保证被选中的作业具有获得作业调度只保证被选中的作业具有获得CPU的资格。的资格。CPU的真正分配是由进程调度完成的的真正分配是由进程调度完成的宏观的调度与微观的调度宏观的调度与微观的调度高级调度与低级调度高级调度与低级调度高级调度与低级调度高级调度与低级调度v高级调度高级调度作业调度作业调度对象：外存上后备队列中的作业对象：外存上后备队列中的作业动作：调入内存、创建进程、分配资源、新进程进入动作：调入内存、创建进程、分配资源、新进程进入就绪队列就绪队列v低级调度低级调度进程调度进程调度对象：就绪队列中的进程对象：就绪队列中的进程动作：决定由哪个进程获得动作：决定由哪个进程获得CPU低级调度低级调度低级调度低级调度进程并发执行进程并发执行进程并发执行进程并发执行其它其它其它其它作业成批进入作业成批进入作业成批进入作业成批进入输入井输入井输入井输入井输出井输出井输出井输出井内存内存内存内存CPUCPU高级调度高级调度高级调度高级调度作业调度算法作业调度算法算法的类型算法的类型vFCFSv短作业优先短作业优先v基于优先级基于优先级v均衡调度均衡调度算法性能的评价指标算法性能的评价指标v作业响应时间作业响应时间v周转时间、平均周转时间，带权周转时间，平均带周转时间、平均周转时间，带权周转时间，平均带权周转时间权周转时间2.3.3 作业控制作业控制作业控制用户用户系统系统通过作业控制接通过作业控制接口，组织和控制口，组织和控制作业在计算机上作业在计算机上运行过程运行过程系统接受、分析并系统接受、分析并执行用户的作业控执行用户的作业控制指令，为用户作制指令，为用户作业提供系统服务。业提供系统服务。早期系统的作业控制靠用户事先向系统提供早期系统的作业控制靠用户事先向系统提供作业说明书作业说明书，系，系统照统照“书书”执行执行分时系统向用户提供了一组控制命令，方便用户完成作业控分时系统向用户提供了一组控制命令，方便用户完成作业控制，特别是在作业进入系统以后；控制命令发展出制，特别是在作业进入系统以后；控制命令发展出Shell概念概念进一步形成用户接口。用户可以通过用户接口以进一步形成用户接口。用户可以通过用户接口以命令命令、图形图形界面界面、程序调用程序调用等方式获得系统服务（包括控制作业）等方式获得系统服务（包括控制作业）用户与操作系统的接口用户与操作系统的接口命令接口命令接口 联机联机命令行或命令行或GUI接口接口 脱机脱机命令脚本、作业控制语言等命令脚本、作业控制语言等系统调用接口：在程序中调用操作系统功能系统调用接口：在程序中调用操作系统功能u脱机控制：整个作业的运行由系统控制，用户不能干预。脱机控制：整个作业的运行由系统控制，用户不能干预。u联机命令机制包括：联机命令机制包括：终端处理：接收用户通过键盘等输入设备送入的字符串、终端处理：接收用户通过键盘等输入设备送入的字符串、显示用户的输入到屏幕、提供屏幕编辑显示用户的输入到屏幕、提供屏幕编辑命令解释命令解释shell：根据命令库，识别字符串为对应的命令：根据命令库，识别字符串为对应的命令命令执行：根据命令，调用相应的处理程序命令执行：根据命令，调用相应的处理程序命令接口v命令接口的基本任务：命令接口的基本任务：解释命令，将命令传送到操解释命令，将命令传送到操作系统，接受系统的响应。作系统，接受系统的响应。v命令解释和处理程序是操作系统中重要的程序模块。命令解释和处理程序是操作系统中重要的程序模块。v命令文件：命令文件：提供了一种把一系列命令组装成文件的提供了一种把一系列命令组装成文件的方法，然后用文件名作为命令名执行一系列命令。方法，然后用文件名作为命令名执行一系列命令。v命令行：命令行：一行可有一个或多个命令，每次一行。一行可有一个或多个命令，每次一行。shell给出提示符时可输入，以回车键提交。如：给出提示符时可输入，以回车键提交。如：ls a 列出当前目录文件列表；列出当前目录文件列表；dir c:；v命令格式：命令格式：一个命令可有命令一个命令可有命令参数参数，结构为：，结构为：（命令前缀）（命令前缀）命令名命令名（命令参数）（命令选项）（命令参数）（命令选项）v命令分类：命令分类：内部命令和外部命令内部命令和外部命令内部内部命令：命令：直接由直接由shell本身完成本身完成，功能简单、使用，功能简单、使用频繁；如：频繁；如：DOS的的copy命令。命令。外部外部命令：运行相应的命令：运行相应的可执行文件可执行文件，在使用时加载。，在使用时加载。如：如：DOS的的xcopy命令。命令。v命令简化：命令简化：利用参数替换可简化命令输入，例：通配利用参数替换可简化命令输入，例：通配符符(?,*)用于匹配一组文件名用于匹配一组文件名v环境变量：环境变量：应用进程地址空间中的特殊变量区。环境应用进程地址空间中的特殊变量区。环境变量是传递变量是传递命令参数命令参数的另一种途径。如：的另一种途径。如：cd$HOME;v批处理命令：批处理命令：针对脱机用户操作和大量顺序操作功能针对脱机用户操作和大量顺序操作功能而设计，用户通过作业控制语言向系统提出对作业控而设计，用户通过作业控制语言向系统提出对作业控制的要求。制的要求。图形用户接口(GUI)在命令方式下，用户与操作系统的交互要求用户在命令方式下，用户与操作系统的交互要求用户记记忆命令格式忆命令格式。在图形用户接口方式下，用户可利用鼠标对屏幕上在图形用户接口方式下，用户可利用鼠标对屏幕上的的图标进行操作图标进行操作，完成与操作系统的交互，从而方，完成与操作系统的交互，从而方便用户使用。便用户使用。它的技术基础是它的技术基础是高分辩显示器和鼠标高分辩显示器和鼠标。1.窗口系统的特点窗口系统的特点2.窗口系统的图形元素窗口系统的图形元素1.窗口系统的特点窗口系统的特点v利用图形元素表示功能利用图形元素表示功能：将各种图形元素显示在：将各种图形元素显示在屏幕上，用户可以通过操纵图形元素（如菜单、屏幕上，用户可以通过操纵图形元素（如菜单、图标）来执行相应的功能图标）来执行相应的功能v同屏多窗口与并发进程相对应同屏多窗口与并发进程相对应：屏幕上同时显示：屏幕上同时显示多个窗口；一个进程可以对应一个或多个窗口；多个窗口；一个进程可以对应一个或多个窗口；窗口动态创建、改变、撤销窗口动态创建、改变、撤销v输入方式输入方式：鼠标鼠标指针点击（或其他定位设备）和指针点击（或其他定位设备）和键盘键盘输入；通常是输入；通常是即时交互即时交互v一致的图形元素风格一致的图形元素风格可方便用户学习和使用：如可方便用户学习和使用：如按钮、滚动条按钮、滚动条v优点优点：操作直观（不必记命令行参数），可与多：操作直观（不必记命令行参数），可与多个进程交互，便于进行多媒体处理简而言之：个进程交互，便于进行多媒体处理简而言之：交互交互的的并发并发性好、传递性好、传递信息量大信息量大2.窗口系统的图形元素窗口系统的图形元素v窗口窗口(window)：屏幕上的屏幕上的矩形区域矩形区域包括：包括：标题条标题条(title bar)、边框边框(border)、窗口窗口角角(corner)、系统菜单框系统菜单框(system menu box)、最大化最大化/最小最小化按钮化按钮(maximize/minimize)、滚动条滚动条(scroll bar)等等状态：状态：当前当前/非当前非当前窗口窗口(active/inactive)接受输入，接受输入，最大化最大化/最小化最小化/恢复原大小恢复原大小(restore)，窗口的窗口的前后遮盖前后遮盖，焦点焦点(focus)接受键盘输入（而非鼠标）接受键盘输入（而非鼠标）桌面桌面(desktop)和墙纸和墙纸(wallpaper)v图标图标(icon)：一个小图象一个小图象(如如32x32或或64x64 pixel)，通常供鼠标指针点击。通过不同的图标可以通常供鼠标指针点击。通过不同的图标可以标识不标识不同的对象同的对象。如：可执行程序、最小化的窗口、文件。如：可执行程序、最小化的窗口、文件动画图标动画图标v鼠标指针鼠标指针(mouse pointer)：鼠标指针通常对应屏幕鼠标指针通常对应屏幕上的上的光标光标(cursor)。光标在屏幕上只有一个，在不同屏幕位置（上下文）可以光标在屏幕上只有一个，在不同屏幕位置（上下文）可以呈现呈现不同形状不同形状，可以独立于鼠标来直接操纵光标。，可以独立于鼠标来直接操纵光标。鼠标点击鼠标点击：左键：左键/右键右键/中键中键(left/right/middle button)，单击单击(click)/双击双击(double-click)，拖曳拖曳(drag)/拖放拖放(drag-and-drop)；v按钮按钮(button)：鼠标点击或按回车键鼠标点击或按回车键/空格键时执行空格键时执行相应功能，如相应功能，如 menu button；提供单项或多项选择，提供单项或多项选择，如如radiobutton和和checkbutton；当前按钮及其切换。当前按钮及其切换。v菜单菜单(menu)：临时窗口，菜单条临时窗口，菜单条(menu bar)、弹出式弹出式菜单、下拉式菜单（上下文相关菜单）。菜单、下拉式菜单（上下文相关菜单）。v对话框对话框(dialog box)：临时窗口，显示提示信息临时窗口，显示提示信息(message)或填写用户设置。或填写用户设置。窗口标题窗口标题窗口标题窗口标题控制菜单控制菜单控制菜单控制菜单菜单栏菜单栏菜单栏菜单栏最大最小关闭按钮最大最小关闭按钮最大最小关闭按钮最大最小关闭按钮窗口边框窗口边框窗口边框窗口边框滚动滚动滚动滚动条条条条窗口窗口v图标图标v菜单菜单弹出式菜单弹出式菜单弹出式菜单弹出式菜单下拉式菜单下拉式菜单下拉式菜单下拉式菜单v对话框对话框文本框文本框文本框文本框列表框列表框列表框列表框复选按钮复选按钮复选按钮复选按钮按钮按钮按钮按钮系统调用系统调用v操作系统内核中设置了一组用于实现各种系统功能操作系统内核中设置了一组用于实现各种系统功能的子程序，调用这些子程序称为系统调用。用户可的子程序，调用这些子程序称为系统调用。用户可以通过系统调用命令在自己的应用程序中调用它们。以通过系统调用命令在自己的应用程序中调用它们。v 每个操作系统都提供几百种系统调用，主要包括：每个操作系统都提供几百种系统调用，主要包括：外存文件与目录的读写外存文件与目录的读写各种各种I/O设备的使用设备的使用在程序中启动另一个程序在程序中启动另一个程序查询和统计系统资源使用情况等。查询和统计系统资源使用情况等。v 通过系统调用接口也可以使用系统命令通过系统调用接口也可以使用系统命令C语言里的语言里的system()函数可调用函数可调用shell来完成命令来完成命令如如 UNIX系统：系统：system(cp-r doc/tmp)系统调用系统调用v系统调用和函数调用非常相似，主要区别为系统调用和函数调用非常相似，主要区别为：系统调用由核心提供，运行于核心态；系统调用由核心提供，运行于核心态；普通的函数调用由函数库或用户自己提供，运行于用普通的函数调用由函数库或用户自己提供，运行于用户态；户态；部分操作系统核心还提供了一些部分操作系统核心还提供了一些C语言函数库，这些语言函数库，这些库对系统调用进行了一些包装和扩展，因为这些库函库对系统调用进行了一些包装和扩展，因为这些库函数与系统调用的关系非常紧密，所以习惯上把这些函数与系统调用的关系非常紧密，所以习惯上把这些函数也称为系统调用；数也称为系统调用；系统调用是操作系统提供给软件开发人员的唯一接口，系统调用是操作系统提供给软件开发人员的唯一接口，开发人员可利用它在程序中使用操作系统的部分功能；开发人员可利用它在程序中使用操作系统的部分功能；常见的系统调用包括：常见的系统调用包括：1)进程控制：进程控制：创建、中止、暂停等控制；创建、中止、暂停等控制；2)进程通信：进程通信：消息队列、共享存储区、消息队列、共享存储区、socket等通信渠道等通信渠道的建立、使用和删除；的建立、使用和删除；3)存储管理：存储管理：内存的申请和释放；内存的申请和释放；4)设备管理：设备管理：设备的读写和控制；设备的读写和控制；5)文件管理：文件管理：文件读写和文件控制；文件读写和文件控制；6)系统管理：系统管理：设置和读取时间、读取用户和主机标识等；设置和读取时间、读取用户和主机标识等；