第2章作业管理

第2章作业管理 2 1用户使用计算机的算题过程2 2操作系统向作业提供的程序级接口 系统调用2 3单道批处理系统的作业调度2 4多道批处理系统作业调度应考虑的因素 本章学习目标 操作命令 包括作业控制语言和键盘命令 这是用户操作计算机的方式系统功能调用 这是用户程序对操作系统提供的服务的调用接口系统功能调用的执行过程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 2 1 1作业的形成过程2 1 2批处理系统作业运行前的准备 作业控制语言2 1 3分时系统作业控制方法 命令 返回首页 2 1 1作业的形成过程 使用计算机来计算来运行用户程序有三个步骤 1 用某种语言 例如FORTRAN语言 编制一个程序 它被称为源程序 2 将源程序和初始数据记录在某种输入介质上 例如穿成一盘纸带 或在终端设备 包括键盘 显示器 上直接编辑源程序 3 按照一定要求来控制计算机工作 并经过加工最后算出结果 对作业的处理一般有这样几个作业步 1 编辑 修改 建立新文件或是对原有文件进行修改 2 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 也可以穿孔输出或二者有之 3 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 成为一个可执行的完整的内存映像文件 4 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 返回本节 2 1 2批处理系统作业运行前的准备 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 前者为较多的为批处理系统所采用 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 每一条作业控制命令给出一条作业的说明信息供作业控制用 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 对作业实施运行控制 一般在批处理系统中都提供JCL语言 表2 1一个作业控制说明书样品 续表 返回本节 2 1 3分时系统作业控制方法 命令 1 呼叫2 联接3 通信4 退出 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 1 环境设置 2 系统管理 3 文件管理 4 编辑修改 5 编译 连接装配和运行 6 输入数据 7 操作方式转换 8 申请资源 返回本节 2 2操作系统向作业提供的程序级接口 系统调用 2 2 1系统功能调用的分类2 2 2系统功能调用的实现过程描述 返回首页 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所提供的界面 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调用底层的 系统程序模块 实现一些操作 不同的计算机系统提供的访管指令形式不同 由它们定义的汇编一级的系统调用的形式也就不同 如IBM360 370机器中访管指令的形式为 SVCN IBM PC机提供的软件中断指令为 INTN 其中N为中断类型号 由它定义了不同的软件中断 软件中断可用作 管理程序调用 也就是请求操作系统服务 其中21H中断类型中又包含了DOS丰富的系统功能调用 2 2 1系统功能调用的分类 1 设备管理2 文件管理3 进程控制4 进程通信5 存储管理 返回本节 2 2 2系统功能调用的实现过程描述 操作系统的基本服务是通过系统功能调用来实现的 系统功能调用提供运行程序和操作系统之间的界面 系统调用的实现取决于计算机的结构 它是由特定的硬件指令实现对操作系统某一服务例程的调用 为了说明系统调用的实现过程 我们以中断指令SVCN N为系统调用功能号 为例 图2 3说明了系统功能调用的执行 图2 3系统调用的执行过程 返回本节 2 3单道批处理系统的作业调度 2 3 1作业调度性能的衡量指标2 3 2先来先服务作业调度算法2 3 3短作业优先作业调度算法2 3 4高响应比优先作业调度算法 返回首页 所谓作业调度 是指按某种算法把处于后备状态的作业的一个或一批调度到主机上运行 单道批处理系统解决的是作业步与作业步之间 作业与作业之间的自动转接问题 即 省去作业中的人工操作问题 作业调度时 操作系统调度程序一般应遵循以下原则 1 单位时间应并发运行尽可能多的用户作业 2 使CPU尽可能保持 忙 不空闲 以提高CPU资源的利用率 3 I O设备尽可能保持 忙 不空闲 以提高设备资源的利用率 4 各类型的作业平等 2 3 1作业调度性能的衡量指标 对于批处理系统 作业调度的原则体现在一个指标 各作业的平均周转时间上 如设i作业的周转时间为Ti Tci Tsc其中 Tci为作业的完成时间 Tsc为作业的提交时间则平均周转时间为 T Ti n平均带权周转时间定义为 W Ti tri n 其中 tri作业的运行时间 一般认为J W越小 系统对作业的吞吐量越大 系统的性能越高 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是一种较简单的作业调度算法 即每次调度是从后备作业队列中选择一个最先进入该队列的作业 将它调入内存 分配资源 创建相应的进程 放入进程就绪队列准备运行 表2 2三个作业提交与运行情况表 表2 3三个作业计算结果 返回本节 2 3 3短作业优先作业调度算法 短作业优先调度算法是指操作系统在进行作业调度时以作业长短作为优先级来调度 该调度算法可以照顾到实际上占作业总数绝大部分的短作业 使它们能比长作业优先调度执行 这时后备作业队列按作业优先级由高到低顺序排列 当作业进入后备队列时要按该作业优先级放置到后备队列相应的位置 表2 4三个作业短作业优先调度结果 返回本节 2 3 4高响应比优先作业调度算法 这是一种折衷算法 是为了克服上述两种算法的不足而提出来的 它既考虑到作业进入系统的先后次序 又顾及到作业的运行长度 响应比为 表2 5四个作业提交与运行情况表 表2 6四个作业计算结果 返回本节 2 4多道批处理系统作业调度应考虑的因素 在多道程序环境中 平均周转时间 带权平均周转时间比单道时有明显减少 其主要原因是 当一个作业需要进行I O操作时 可将CPU分给另一个作业运行 由于通道和中断的支持 CPU和I O之间完全可以并行 使一部分运行时间重叠 这样总的运行时间就缩短了 但是 总的运行时间的缩短并不是总能使平均周转时间缩短 这与系统多道程序的道数有关 返回首页 本