第2章作业管理和用户接口

第2章作业管理和用户接口 2 1作业的组织和管理2 2作业控制方式2 3系统功能调用2 4图形用户接口2 5用户管理习题 2 1 4作业调度1 作业调度算法的评价因素作业调度又称为高级调度或宏观调度 它根据系统的情况和作业调度策略 将一些作业置为执行状态 作业调度按照某种算法把后备状态作业中的一个或一批作业调到主机上运行 1 CPU利用率 希望获得较高的CPU的利用率 CPU的利用率可从0 100 在实际的系统中 一般CPU的利用率从40 轻负荷系统 90 重负荷系统 2 吞吐量 它表示单位时间内CPU完成作业的数量 3 周转时间 通常把周转时间或周转系数作为评价批处理系统的性能指标 下面给出它们的定义 设作业Ji i 1 2 n 的提交时间为tsi 执行时间为tri 作业完成时间为toi 则作业Ji的周转时间Ti和周转系数Wi可定义为Ti toi tsi i 1 2 nWi Ti tri i 1 2 nn个作业的平均周转时间T和平均周转系数W分别定义为 2 如何选择调度算法选择调度算法的依据 1 选择的调度算法应与系统的整个设计目标一致 2 注意系统资源的均衡搭配使用 使 I O繁忙 的作业和 CPU繁忙 的作业搭配起来执行 3 平衡系统和用户的要求 3 作业调度算法1 单道批处理系统的作业调度算法对于单道批处理系统 常用的作业调度算法有 1 先来先服务调度算法 FCFS 先来先服务调度算法是一种比较简单的调度算法 2 短作业优先调度算法 SJF 短作业优先调度算法是指对短作业优先调度的算法 作业控制块按照作业的估计运行时间串成作业队列 每次调度时从后备作业队列中选择队首的一个作业 3 最高响应比优先调度算法 HRP 在批处理系统中 短作业优先算法是一个比较好的算法 其主要的缺点是长作业的运行得不到保证 如果能为每个作业设置一个优先权 并使它以速率a增加 则长作业在等待一定的时间后 必然有机会分配到处理机 该优先权的变化可描述为优先权 等待时间 要求服务时间 要求服务时间 由于等待时间加上要求服务时间就是系统对该作业的响应时间 故该优先权又相当于响应比RP 因此可表示为 RP 2 多道批处理系统的作业调度算法在多道批处理系统中 为提高处理机的利用率 改善主存和I O设备的利用情况 作业调度程序可以选择多个作业同时执行 在多道批处理系统中 通常采用以下两种作业调度算法 1 优先级调度算法 在多道批处理系统中 为了照顾时间紧迫的作业或 I O繁忙 的作业 可根据下述方法设置作业优先级 并根据优先级进行作业调度 时间要求紧迫的作业获得高优先级 I O繁忙 的作业获得高优先级 以便充分发挥外设的效率 在一个兼顾分时操作和批处理的系统中 为了照顾终端会话型作业 给它以高优先级 以便获得合理的响应时间 2 均衡调度算法 这种算法的基本思想是根据系统的运行情况和作业本身的特性对作业进行分类 作业调度程序轮流地从这些不同类别的作业中挑选作业执行 这种算法力求均衡地使用系统的各种资源 既注意发挥系统效率 又使用户满意 例如 把出现在输入井中的作业分成A B C3类 每类作业再按照优先级排成1个队列 A队 短作业队列 作业计算时间小于一定值 无特殊外设要求 B队 要用到磁带的作业队列 它们属于I O繁忙的作业 C队 长作业队列 作业计算时间超过一定值 在作业调度时 从这3个作业队列的队首分别选择1个作业调度执行 4 作业调度算法的性能分析以上内容使我们对调度算法有了理论上的了解 下面给出具体的例子来分析几种算法的适用情况 1 单道程序环境下作业调度性能的分析设有4个作业 它们的提交时刻 执行时间如表2 1所示 表2 14个作业的提交时刻和执行时间 1 先来先服务调度算法 按照先来先服务思想 4个作业的执行顺序是1 2 3 4 计算该作业序列的平均周转时间T和平均周转系数W 如表2 2所示 表2 2计算T和W 先来先服务调度算法 2 最短作业优先调度算法 按最短作业优先调度算法 该作业序列的执行顺序为1 3 4 2 由于在8 00开始执行作业 当时仅有1 而作业2 3 4尚未到达 故作业1是最短作业 作业1执行完成后是10 00 此时作业2 3 4均已经到达 故选最短作业3 依此类推 平均周转时间和平均周转系数的计算结果如表2 3所示 表2 3计算T和W 最短作业优先调度算法 3 最高响应比优先调度算法 按最高响应比优先调度算法 该作业序列的执行顺序为1 3 2 4 当作业1执行完成时 计算作业2 3 4的响应比分别为 4 11 3 5 因此 作业1执行完成后选中作业3执行 按此算法求得的平均周转时间和平均周转系数如表2 4所示 表2 4计算T和W 最高响应比优先调度算法 2 多道程序环境下作业调度性能的分析有一个具有两道作业的批处理系统 作业调度采用短作业优先调度算法 作