第2章作业管理.ppt

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1、第第2章章 作业管理作业管理n2.1 用户使用计算机的算题过程用户使用计算机的算题过程n2.2 操作系统向作业提供的程序级接口操作系统向作业提供的程序级接口系统调用系统调用n2.3 单道批处理系统的作业调度单道批处理系统的作业调度n2.4 多道批处理系统作业调度应考虑的因素多道批处理系统作业调度应考虑的因素本章学习目标本章学习目标n操操作作命命令令：包包括括作作业业控控制制语语言言和和键键盘盘命命令令，这是用户操作计算机的方式这是用户操作计算机的方式n系系统统功功能能调调用用：这这是是用用户户程程序序对对操操作作系系统统提供的服务的调用接口提供的服务的调用接口n系统功能调用的执行过程系统功能调

2、用的执行过程n批处理系统作业调度问题批处理系统作业调度问题2.1 用户使用计算机的算题过程用户使用计算机的算题过程n2.1.1作业的形成过程作业的形成过程n2.1.2批批处处理理系系统统作作业业运运行行前前的的准准备备作作业控制语言业控制语言n2.1.3分时系统作业控制方法分时系统作业控制方法命令命令 返回首页返回首页2.1.1 作业的形成过程作业的形成过程n使用计算机来计算来运行用户程序有三个步骤：使用计算机来计算来运行用户程序有三个步骤：n（1）用用某某种种语语言言（例例如如FORTRAN语语言言）编编制制一一个程序，它被称为源程序。个程序，它被称为源程序。n（2）将将源源程程序序和和初初

3、始始数数据据记记录录在在某某种种输输入入介介质质上上。例例如如穿穿成成一一盘盘纸纸带带，或或在在终终端端设设备备（包包括括键键盘盘、显显示器）上直接编辑源程序。示器）上直接编辑源程序。n（3）按按照照一一定定要要求求来来控控制制计计算算机机工工作作，并并经经过过加加工最后算出结果工最后算出结果 n对作业的处理一般有这样几个作业步：对作业的处理一般有这样几个作业步：n（1）编辑（修改）：建立新文件或是对原有文件）编辑（修改）：建立新文件或是对原有文件进行修改。进行修改。n（2）编译：请求系统把修改好的源程序翻译成浮）编译：请求系统把修改好的源程序翻译成浮动目标模块，并将它放在磁盘上，也可以穿孔输

4、出动目标模块，并将它放在磁盘上，也可以穿孔输出或二者有之。或二者有之。n（3）链接：请求系统把主程序模块和其他所需要）链接：请求系统把主程序模块和其他所需要的子程序和例行程序链接装配在一起，成为一个可的子程序和例行程序链接装配在一起，成为一个可执行的完整的内存映像文件。执行的完整的内存映像文件。n（4）运行：将内存映像文件调入内存，并启动之，）运行：将内存映像文件调入内存，并启动之，最后给出计算结果。最后给出计算结果。USER.FOR编辑（修改）编辑（修改）第一个作业步第一个作业步USER.OBJ第二个作业步第二个作业步编译编译USER.EXE链接链接第四个作业步第四个作业步运行运行第三个作业

5、步第三个作业步图图2.1作业步之间的关系作业步之间的关系返回本节返回本节2.1.2 批处理系统作业运行前的准备批处理系统作业运行前的准备作作业控制语言业控制语言n作业控制语言（作业控制语言（JCL）出现在早期的批处理控制系出现在早期的批处理控制系统（脱机工作方式）。它既可以写成操作说明书的统（脱机工作方式）。它既可以写成操作说明书的形式，也可穿孔成为作业控制卡的形式（前者为较形式，也可穿孔成为作业控制卡的形式（前者为较多的为批处理系统所采用）。多的为批处理系统所采用）。n作业控制语言，是由一组作业控制命令组成的集合，作业控制语言，是由一组作业控制命令组成的集合，专门用于批处理系统。其中，每一条

6、作业控制命令专门用于批处理系统。其中，每一条作业控制命令给出一条作业的说明信息供作业控制用。给出一条作业的说明信息供作业控制用。n操作系统根据作业申请表来分配作业所需的资源并操作系统根据作业申请表来分配作业所需的资源并注册该作业；通过作业说明书（或作业控制卡）对注册该作业；通过作业说明书（或作业控制卡）对作业实施运行控制。一般在批处理系统中都提供作业实施运行控制。一般在批处理系统中都提供JCL语言。语言。正正 常常 工工 作作 部部 分分干干 预预 部部 分分：命令命令参数串参数串失败标号失败标号！条件条件：命令命令参数串参数串！XGA/,B/,C/,L1！BYB/,D/,L1！ZRD/,L1

7、！YX（03：XRFIXED！I1：TG！05：ZYL1！08：ZY03！表表2.1 一个作业控制说明书样品一个作业控制说明书样品09：ZYI1！10：XRMVOFI！TGSTR！）！）AB：ZY03！L1：CL！*续表续表返回本节返回本节2.1.3 分时系统作业控制方法分时系统作业控制方法命令命令n1呼叫呼叫n2联接联接n3通信通信n4退出退出n属于通信这一步的键盘命令是比较丰富的，一般有属于通信这一步的键盘命令是比较丰富的，一般有以下几类：以下几类：n（1）环境设置。）环境设置。n（2）系统管理。）系统管理。n（3）文件管理。）文件管理。n（4）编辑修改。）编辑修改。n（5）编译、连接装配

8、和运行。）编译、连接装配和运行。n（6）输入数据。）输入数据。n（7）操作方式转换。）操作方式转换。n（8）申请资源。）申请资源。返回本节返回本节2.2 操作系统向作业提供的程序级接口操作系统向作业提供的程序级接口系统调用系统调用n2.2.1系统功能调用的分类系统功能调用的分类 n2.2.2系统功能调用的实现过程描述系统功能调用的实现过程描述 返回首页返回首页n操作系统与用户的程序级接口是系统功能操作系统与用户的程序级接口是系统功能调用。它是管理程序提供的服务界面，或调用。它是管理程序提供的服务界面，或更确切地说是操作系统中支持程序设计语更确切地说是操作系统中支持程序设计语言正常工作的支撑系统

9、所提供的界面。言正常工作的支撑系统所提供的界面。n所以系统调用命令是操作系统提供给用户所以系统调用命令是操作系统提供给用户的程序级接口，用户程序通过该接口可以的程序级接口，用户程序通过该接口可以调用底层的调用底层的“系统程序模块系统程序模块”，实现一些，实现一些操作。操作。n不不同同的的计计算算机机系系统统提提供供的的访访管管指指令令形形式式不不同同，由由它它们们定定义义的的汇汇编编一一级级的的系系统统调调用用的的形形式式也也就就不不同同。如如IBM360370机机器器中中访访管管指指令令的的形形式式为为“SVCN”，IBMPC机机提提供供的的软软件件中中断断指指令令为为“INTN”，其其中中

10、N为为中中断断类类型型号号，由由它它定定义义了了不不同同的的软软件件中中断断。软软件件中中断断可可用用作作“管管理理程程序序调调用用”，也也就就是是请请求求操操作作系系统统服服务务。其其中中21H中中断断类类型型中中又包含了又包含了DOS丰富的系统功能调用。丰富的系统功能调用。2.2.1 系统功能调用的分类系统功能调用的分类n1设备管理设备管理n2文件管理文件管理n3进程控制进程控制n4进程通信进程通信n5存储管理存储管理返回本节返回本节2.2.2 系统功能调用的实现过程描述系统功能调用的实现过程描述n操操作作系系统统的的基基本本服服务务是是通通过过系系统统功功能能调调用用来来实实现现的的，系

11、系统统功功能能调调用用提提供供运运行行程程序序和和操操作作系系统统之之间间的的界界面面。系系统统调调用用的的实实现现取取决决于于计计算算机机的的结结构构，它它是是由由特特定定的的硬硬件件指指令实现对操作系统某一服务例程的调用。令实现对操作系统某一服务例程的调用。n为了说明系统调用的实现过程，我们以中为了说明系统调用的实现过程，我们以中断指令断指令SVCN（N为系统调用功能号）为例。为系统调用功能号）为例。图图2.3说明了系统功能调用的执行。说明了系统功能调用的执行。图图2.3系统调用的执行过程系统调用的执行过程返回本节返回本节2.3 单道批处理系统的作业调度单道批处理系统的作业调度n2.3.1

12、作业调度性能的衡量指标作业调度性能的衡量指标n2.3.2先来先服务作业调度算法先来先服务作业调度算法n2.3.3短作业优先作业调度算法短作业优先作业调度算法n2.3.4高响应比优先作业调度算法高响应比优先作业调度算法 返回首页返回首页n所所谓谓作作业业调调度度，是是指指按按某某种种算算法法把把处处于于后后备备状状态态的的作作业业的的一一个个或或一一批批调调度度到到主主机机上上运行。运行。n单单道道批批处处理理系系统统解解决决的的是是作作业业步步与与作作业业步步之之间间、作作业业与与作作业业之之间间的的自自动动转转接接问问题题。即，省去作业中的人工操作问题。即，省去作业中的人工操作问题。n作作业

13、业调调度度时时，操操作作系系统统调调度度程程序序一一般般应应遵遵循循以以下下原原则：则：n（1）单位时间应并发运行尽可能多的用户作业。）单位时间应并发运行尽可能多的用户作业。n（2）使使CPU尽尽可可能能保保持持“忙忙”，不不空空闲闲，以以提提高高CPU资源的利用率。资源的利用率。n（3）I/O设设备备尽尽可可能能保保持持“忙忙”，不不空空闲闲，以以提提高高设备资源的利用率。设备资源的利用率。n（4）各类型的作业平等。）各类型的作业平等。2.3.1 作业调度性能的衡量指标作业调度性能的衡量指标n对对于于批批处处理理系系统统，作作业业调调度度的的原原则则体体现现在在一一个个指指标标各作业的平均周

14、转时间上。各作业的平均周转时间上。如设如设i作业的周转时间为作业的周转时间为Ti=Tci-Tsc其中：其中：Tci为作业的完成时间；为作业的完成时间；Tsc为作业的提交时间为作业的提交时间则平均周转时间为：则平均周转时间为：T=（Ti）/nn平平均均带带权权周周转转时时间间定定义义为为：W=（Ti/tri）/n（其其中中，tri作业的运行时间。）作业的运行时间。）n一一般般认认为为J、W越越小小，系系统统对对作作业业的的吞吞吐吐量量越越大大，系统的性能越高。系统的性能越高。返回本节返回本节2.3.2 先来先服务作业调度算法先来先服务作业调度算法n先先来来先先服服务务作作业业调调度度算算法法是是

15、一一种种较较简简单单的的作作业业调调度度算算法法，即即每每次次调调度度是是从从后后备备作作业业队队列列中中选选择择一一个个最最先先进进入入该该队队列列的的作作业业，将将它它调调入入内内存存，分分配配资资源源、创创建建相相应应的的进进程，放入进程就绪队列准备运行。程，放入进程就绪队列准备运行。作业号作业号提交时间提交时间运行长度运行长度110:002小时小时210:061小时小时310:150.25小时小时表表2.2 三个作业提交与运行情况表三个作业提交与运行情况表作业号作业号开始时间开始时间结束时间结束时间周转时间周转时间110:0012:002.00小时小时212:0013:002.90小时

16、小时313:0013:153.00小时小时表表2.3 三个作业计算结果三个作业计算结果返回本节返回本节2.3.3 短作业优先作业调度算法短作业优先作业调度算法n短短作作业业优优先先调调度度算算法法是是指指操操作作系系统统在在进进行行作作业业调调度度时时以以作作业业长长短短作作为为优优先先级级来来调调度度。该该调调度度算算法法可可以以照照顾顾到到实实际际上上占占作作业业总总数数绝绝大大部部分分的的短短作作业业，使使它它们们能能比比长长作作业业优优先先调调度度执执行行。这这时时后后备备作作业业队队列列按按作作业业优优先先级级由由高高到到低低顺顺序序排排列列，当当作作业业进进入入后后备备队队列列时时

17、要要按按该该作作业业优优先先级级放放置置到到后后备备队队列列相应的位置。相应的位置。作业号作业号开始时间开始时间结束时间结束时间周转时间周转时间110:0012:002.00小时小时212:1513:153.15小时小时312:0012:152.00小时小时表表2.4 三个作业短作业优先调度结果三个作业短作业优先调度结果返回本节返回本节2.3.4 高响应比优先作业调度算法高响应比优先作业调度算法n这这是是一一种种折折衷衷算算法法，是是为为了了克克服服上上述述两两种种算算法法的的不不足足而而提提出出来来的的。它它既既考考虑虑到到作作业业进进入入系系统统的的先先后后次次序序，又又顾顾及及到到作作业

18、业的的运运行长度。行长度。n响应比为：响应比为：作业等待时间作业等待时间作业估计运行时间作业估计运行时间RP=1+作业号作业号提交时间提交时间运行长度运行长度18:002小时小时28:300.5小时小时39:000.1小时小时49:300.2小时小时表表2.5 四个作业提交与运行情况表四个作业提交与运行情况表作业号作业号开始时间开始时间结束时间结束时间周转时间周转时间18:0010:002.00小时小时210:0610:362.1小时小时310:0010:061.10小时小时410:3610:481.30小时小时表表2.6 四个作业计算结果四个作业计算结果返回本节返回本节2.4 多道批处理系统

19、作业调度应考虑的因素多道批处理系统作业调度应考虑的因素n在在多多道道程程序序环环境境中中，平平均均周周转转时时间间、带带权权平平均均周周转转时时间间比比单单道道时时有有明明显显减减少少。其其主主要要原原因因是是，当当一一个个作作业业需需要要进进行行I/O操操作作时时，可可将将CPU分分给给另另一一个个作作业业运运行行。由由于于通通道道和和中中断断的的支支持持，CPU和和I/O之之间间完完全全可可以以并并行行，使使一一部部分分运运行行时时间间重重叠叠，这这样样总总的的运运行行时时间间就就缩缩短短了了。但但是是，总总的的运运行行时时间间的的缩缩短短并并不不是是总总能能使使平平均均周周转转时时间间缩

20、缩短短。这这与系统多道程序的道数有关。与系统多道程序的道数有关。返回首页返回首页本章小结本章小结n本本章章的的主主要要内内容容是是运运行行一一个个用用户户程程序序的的过过程程和和用用户户与与操操作作系系统统的的接接口口，使使读读者者掌掌握握在在计计算算机机上上运运行行一一个个用用户户程程序序的的步步骤骤及及操操作作系系统统提提供供的的两两个个接接口口和和操操作作命命令令在在不不同同类类型型操操作作系系统统中中的的形形式式。重重点点是是系系统统功功能能调调用用的的定定义义、形形式式和和实实现现过过程程。并并以以单单道道批批处处理理为为例例阐阐述述了了作作业业调调度度的的基基本本算算法法，并举例说明。并举例说明。返回首页返回首页