用户接口和作业管理课件

第2章用户接口和作业管理概述作业的基本概念概念－作业通常是指用户在一次计算过程中或者一次事物处理过程中要求计算机系统所作的工作的集合－任何一个作业都要经过若干加工步骤才能得到结果，作业的每一个加工步骤称为一个作业步－一次有一批作业进入系统，并在操作系统控制下，一个接一个地进行处理，称之为作业流－作业的两种基本类型：批处理作业、交互式作业用户接口－命令接口－程序接口－图形接口命令接口联机命令接口命令的格式和分类-一般格式为：命令名参数，参数，…，参数-操作控制命令类型有：系统访问命令，文件、目录管理命令，编辑修改命令，编译、连接和执行命令，询问命令，操作员专用命令-命令的接收和解释执行交互式系统主要包括：一组联机命令，终端处理程序，命令解释程序命令接口终端处理程序配置在终端上的终端处理程序主要用于实现人机交互，具有以下功能：－接收用户从终端上输入的字符－字符缓冲管理－回送显示－屏幕编辑－特殊字符处理命令解释程序－主要功能：对用户输入的命令进行解释，并转入相应的命令处理程序去执行－对命令的处理方法：由命令解释程序直接处理或由子进程代为处理命令接口－脱机命令接口

作业控制语言是对用户作业的进行组织和管理的各种控制命令的集合作业控制说明书是用户用于描述批处理作业处理过程控制意图的一种特殊程序作业控制说明书主要包括内容作业的基本描述、作业控制描述和资源要求描述作业的组成程序、数据和作业控制说明书系统调用

系统调用是操作系统提供给编程人员的唯一接口。编程人员利用系统调用,在源程序一级动态请求和释放系统资源，调用系统中已有的系统功能来完成那些与机器硬件部分相关的工作以及控制程序的执行速度等。因此，系统调用像一个黑箱子那样，对用户屏蔽了操作系统的具体动作而只提供有关的功能。事实上，命令控制界面也是在系统调用的基础上开发而成的。系统调用是由操作系统中的一段程序来完成特定功能的，属于一种特殊的过程调用。有的计算机系统中，把它称为广义指令。调用的方式：采用访管方式来实现。通过产生一个访管中断，使处理机由目态（用户态）转为管态（系统态）。（当中央处理器处于目态时不允许执行特权指令；而处于管态时可执行这些包括特权指令在内的一切机器指令）系统调用分类系统调用大致可分为如下几类:(1)设备管理。该类系统调用被用来请求和释放有关设备、以及启动设备操作等。(2)文件管理。对文件的读、写、创建和删除等。(3)进程控制。进程是一个在功能上独立的程序的一次执行过程。进程控制的有关系统调用包括进程创建、进程执行、进程撤消、执行等待和执行优先级控制等。(4)进程通信。该类系统调用被用在进程之间传递消息或信号。(5)存储管理。包括调查作业占据内存区的大小、获取作业占据内存区的始址等。(6)线程管理。包括线程的创建、调度、执行、撤销等。不同的系统提供有不同的系统调用。一般，每个系统为用户提供几十到几百条系统调用。系统调用为了提供系统调用功能，操作系统内必须有事先编制好的实现这些功能的子程序或过程。显然，这些程序或过程是操作系统程序模块的一部分，且不能直接被用户程序调用。而且，为了保证操作系统程序不被用户程序破坏，一般操作系统都不允许用户程序访问操作系统的系统程序和数据。那么，编程人员给定了系统调用名和参数之后是怎样得到系统服务的呢?这需要有一个类似于硬件中断处理的中断处理机构。当用户使用系统调用时，产生一条相应的指令，处理机在执行到该指令时发生相应的中断，并发出有关信号给该处理机构。该处理机构在收到了处理机发来的信号后，启动相关的处理程序去完成该系统调用所要求的功能。系统调用在系统中为控制系统调用服务的机构称为陷阱(trap)处理机构。与此相对应，把由于系统调用引起处理机中断的指令称为陷阱指令(或称访管指令)。在操作系统中，每个系统调用都对应一个事先给定的功能号，例如0，1，2，3等。在陷阱指令中必须包括对应系统调用的功能号。而且，在有些陷阱指令中,还带有传递给陷阱处理机构和内部处理程序的有关参数。为了实现系统调用，系统设计人员还必须为实现各种系统调用功能的子程序编造入口地址表，每个入口地址都与相应的系统子程序名对应起来。然后，由陷阱处理程序把陷阱指令中所包含的功能号与该入口地址表中的有关项对应起来，从而由系统调用功能号驱动有关系统子程序执行。系统统调调用用由于于在在系系统统调调用用处处理理结结束束之之后后，，用用户户程程序序还还需需利利用用系系统统调调用用的的返返回回结结果果继继续续执执行行，，因因此此，，在在进进入入系系统统调调用用处处理理之之前前，，陷陷阱阱处处理理机机构构还还需需保保存存处处理理机机现现场场。。再再者者,在在系系统统调调用用处处理理结结束束之之后后，，陷陷阱阱处处理理机机构构还还要要恢恢复复处处理理机机现现场场。。在在操操作作系系统统中中，，处处理理机机的的现现场场一一般般被被保保护护在在特特定定的的内内存存区区或或寄寄存存器器中中。。系统统调调用用的的处处理理过过程程参数数传传递递问问题题不同同的的系系统统调调用用需需要要传传递递给给系系统统子子程程序序以以不不同同的的参参数数。。而而且且,系系统统调调用用的的执执行行结结果果也也要要以以参参数数形形式式返返回回给给用用户户程程序序。。那那么么，，怎怎样样实实现现用用户户程程序序和和系系统统程程序序之之间间的的参参数数传传递递呢呢?几几种种常常用用的的实实现现方方法法。。一一种种是是由陷阱指指令自带带参数。一般来来说，一一条陷阱阱指令的的长度总总是有限限的,而而且，该该指令还还要携带带一个系系统调用用的功能能号，从从而，陷陷阱指令令只能自自带极有有限的几几个参数数进入系系统内部部。另一一种办法法是通过使用用有关通通用寄存存器来传传递参数数。显然,这些寄寄存器应应是系统统程序和和用户程程序都能能访问的的。不过过，由于于寄存器器长度也也是较短短的。从从而无法法传递较较多的参参数。因因此，在在系统调调用较多多的系统统中，大大多在内内存中开开辟专用堆栈栈区来传递参参数。系统调用用另外，在在系统发发生访管管中断或或陷阱中中断时，，为了不不让用户户程序不不直接访访问系统统程序，，反映处处理机硬硬件状态态的处理理机状态态字PSW中的的相应位位要从用用户执行行模式转转换为系系统执行行模式。。这一转转换在发发生访管管中断时时由硬件件自动实实现。一一般把处处理机在在用户程程序中执执行称为为用户态，而把处处理机在在系统程程序中执执行称为为系统态。系统调用用与一般般过程调调用的区区别通过软中中断进入入一般的过过程调用用可直接接由调用用过程转转向被调调用过程程；系统统调用通通常都是是通过软软中断机机制转向向相应的的命令处处理程序序运行在不不同的处处理器状状态一般的过过程调用用，其调调用程序序和被调调用程序序都运行行在相同同的处理理器状态态；系系统调用用调用程程序运行行在目态态，而被被调用程程序则运运行在管管态处理器状状态的转转换一般的过过程调用用不涉及及系统状状态的转转换；系系统调用用需要系系统状态态转换返回问题题一般的过过程调用用在被调调用过程程执行完完后，将将返回到到调用过过程继续续执行；；系统调调用不一一定返回回原调用用过程嵌套调用用像一般过过程一样样，系统统调用也也允许嵌嵌套调用用，但对对嵌套调调用的深深度都有有一定的的限制系统调用用的执行行过程设置系统统调用号号和参数数系统调用用命令的的一般性性处理系统调用用命令处处理程序序做具体体的处理理Linux系统统调用Linux系统统调用的的组成：：核心函数数，部分提提供实现现系统调调用功能能的共享享代码，，作为操操作系统统的核心心程序驻驻留在内内存中；；接口函数数，部分提提供给应应用程序序API接口，，它把系系统调用用号、入入口参数数地址传传送给相相应的核核心函数数。linux系统统调用从功能上上分：设备管理理的系统统调用。。文件系统统操作的的系统调调用。进程控制制的系统统调用。。存储管理理系统调调用。管理用的的系统调调用。通信的系系统调用用。Windows系统调调用应用程序序接口API(applicationprogramminginterface)API函数数调用用分类类：窗口类类函数数图形设设备接接口(GDI)类系统服服务类类国际特特性类类网络服服务类类现代操操作系系统的的命令令控制制界面面发展展方向向朝着多媒体体的拟拟人化化方向向发展展，即一一般用用户的的输入入输出出界面面都在在朝着着人类类自身身的交交流方方式逼逼近。。Linux命令令控制制界面面Linux最大大特点点：源代码码的免免费和和开放放，而且且为普普通用用户与与程序序员提提供通通用的的标准准接口口与界界面。。Linux的命命令控控制都都是用用图形形化的的窗口口系统统以及及Shell程程序进进行的的。Linux的图图形化化窗口口系统统是XWindow。Linux命令令系统维维护及及管理理命令令，例例如：：date,setenv等等。文件操操作及及管理理命令令，例例：ls,find等。。进程管管理命命令，，例：：kill,at等等。磁盘及及设备备管理理命令令，例例：df,du,mount等。。用户管管理命命令，，例：：adduser,userdel等等。文档操操作命命令，，例：：csplit,sort等等。网络通通信命命令，，例：：netstat,ifconfig等。。程序开开发命命令，，例：：cc,link等等。XWindow管管理命命令，，例：：startx,XE86Setup等。。LinuxShellLinuxShell是一一种交交互型型命令令解释释程序序，也也是一一种命命令级级程序序设计计语言言解释释系统统，它它允许许用户户编制制带形形式参参数的的批命命令文文件，，称作作Shell脚脚本或或Shell程程序。。一个Shell程序序由以以下6部分分组成成：（1））命令令或其其他Shell程序序。（2））位置置参数数。（3））变量量及特特殊字字符。。（4））表达达式比比较。。（5））控制制流语语句，，例：：while,case等。。（6））函数数。LinuxShell可定定制性性强，，支持持命令令广，，具有有良好好的作作业控控制能能力，，编写写的Shell命令令又可可通过过脚本本的形形式被被重新新组合合使用用，完完成对对用户户的计计算环环境定定制等等功能能十分分方便便。Windows的命命令控控制界界面Windows的命命令控控制界界面可可以分分为两两大部部分，，即命令解解释部部分（相当当于linux的Shell)和和窗口交交互部分。。操作命令（1）系统统信息命令令，例：Time,Date,Mem,Driverquery和SystemInfo等等。（2）系统统操作命令令,例：Shutdown,Runas和Taskkill等。。（3）文件件系统命令令,例：Copy,Del和和Mkdir等。（4）网络络通信命令令，例：Ping,Netstat和和Route等。Windows的命命令控制界界面Mem:当当前内存使使用情况。。Driverquery：显显示所有已已安装的设设备驱动程程序及其属属性的列表表。winver---------检查查Windows版版wmimgmt.msc----打开开windows管管理体系结结构(WMI)wupdmgr--------windows更新程程序wscrīīpt--------windows脚本宿宿主设置write----------写字字板winmsd---------系统统信息wiaacmgr-------扫描描仪和照相相机向导winchat--------XP自带局域域网聊天Windows的命命令控制界界面Msconfig.exe---系统统配置实用用mplayer2-------简易易widnowsmediaplayermspaint--------画图图板mstsc----------远程程桌面连接接magnify--------放大大镜实用程程序mmc------------打开开控制台mobsync--------同步步命令Windows的命命令控制界界面dxdiag---------检查查DirectX信信息drwtsn32------系统统医生devmgmt.msc---设备备管理器dfrg.msc-------磁盘盘碎片整理理程序diskmgmt.msc---磁盘盘管理实用用程序dcomcnfg-------打开系系统组件服服务

ddeshare-------打开DDE共享享设置dvdplay--------DVD播放器器Windows的命命令控制界界面netstopmessenger-----停止止信使服务务

netstartmessenger----开始信使使服务notepad--------打打开记事本

nslookup-------网络管理理的工具向向导

ntbackup-------系统备备份和还原原

narrator-------屏幕“讲讲述人”ntmsmgr.msc----移移动存储管管理器ntmsoprq.msc---移动动存储管理理员操作请请求

netstat-an----(TC)命令检检查接口Windows的命命令控制界界面syncapp--------创建建一个公文文包

sysedit--------系统配配置编辑器器

sigverif-------文件签名名验证程序序

sndrec32-------录音机shrpubw--------创创建共享文文件夹secpol.msc-----本地地安全策略略

syskey---------系统加密密，一旦加加密就不能能解开，保保护windowsxp系系统的双重重密码services.msc---本地地服务设置置

Sndvol32-------音量控制制程序sfc.exe--------系统统文件检查查器

sfc/scannow---windows文件保护护Windows的命命令控制界界面tsshutdn-------60秒倒计时时关机命令令

tourstart------xp简介介（安装完完成后出现现的漫游xp程序））

taskmgr--------任务管理理器eventvwr-------事件件查看器eudcedit-------造造字程序explorer-------打开资源源管理器packager-------对象包包装程序perfmon.msc----计计算机性能能监测程序序

progman--------程序管理理器Windows的命命令控制界界面regedit.exe----注册册表rsop.msc-------组策策略结果集集

regedt32-------注册表编编辑器rononce-p----15秒关机regsvr32/u*.dll----停止dll文件件运行regsvr32/uzipfldr.dll------取消ZIP支持cmd.exe--------CMD命命令提示符符

chkdsk.exe-----Chkdsk磁盘盘检查certmgr.msc----证书书管理实用用程序calc-----------启动动计算器charmap--------启启动字符映映射表cliconfg-------SQLSERVER客户端端网络实用用程序Clipbrd--------剪贴贴板查看器器

conf-----------启动netmeeting

compmgmt.msc---计算机管管理

cleanmgr-------垃圾整整理

ciadv.msc------索引服服务程序Windows的命命令控制界界面osk------------打开开屏幕键盘盘

odbcad32-------ODBC数据源管管理器oobe/msoobe/a----检查XP是否激激活

lusrmgr.msc----本机用用户和组logoff---------注注销命令iexpress-------木马捆捆绑工具，，系统自带带

Nslookup-------IP地地址侦测器器

fsmgmt.msc-----共享文文件夹管理理器utilman--------辅助助工具管理理器gpedit.msc-----组策策略echo打开回显或或关闭请求求回显功能能，或显示示消息。如如果没有任任何参数，，echo命令将将显示当前前回显设置置。命令使用的的两种方式式直接在命令令行中输入入命令例：systeminfo&mem使用批处理理批处理文件件是无格式式的文本文文件，它包包含一条或或多条命令令，其文件件的扩展名名为.bat或.cmd。注意：批处理文件件之间是可可以相互调调用和传递递参数的，，这样，用用户就可以以将单元功功能模块连连接起完成成更为复杂杂的功能，，避免了用用户手工进进行功能模模块命令的的输入。垃圾清除@echooffdel/f/s/q%systemdrive%\*.tmpdel/f/s/q%systemdrive%\*._mpdel/f/s/q%systemdrive%\*.logdel/f/s/q%systemdrive%\*.giddel/f/s/q%systemdrive%\*.chkdel/f/s/q%systemdrive%\*.olddel/f/s/q%windir%\*.bakdel/f/q%systemdrive%\recycled\*.*del/f/q%windir%\prefetch\*.*rd/s/q%windir%\temp&md%windir%\temprd/s/q%temp%&md%temp%del/f/q%userprofile%\cookies\*.*del/f/q%userprofile%\recent\*.*rd/s/q"%userprofile%\LocalSettings\TemporaryInternetFiles"cls&echo清除除系统垃圾圾完成!echo.&pause作业的定义义概念功能设计结构设计建档详细设计编辑输入输出执行链接编译调试需求分析分析一般编程过程编辑输入作业的概念念作业:是用用户提交给给计算机进进行加工的的一个任务务，由用户程序序、数据和和作业说明明书三部分分组成。作业步：通通常一个作作业又可分分为若干个个顺序处理理的步骤。从系统角度度看（作业业的组织形形式）作业：作业业由程序、、数据和作作业说明书书组成。程序和数据完成成用户所要要求的业务务处理工作作，作业说明书书则体现用用户的控制制意图。作业、作业业步、进程程作业、作业业步、进程程的关系用户作业作业步进程作业步进程线程线程………由用户创建由用户指定由系统创建返回作业的基本本类型根据调度和和控制的需需要进行分分类从调度的角角度，可分分为：计算型作业业：指任务中包包含大量的的计算，而而其I/O较少的作作业，如通通常的科学学计算；I/O型作业：要求少量的的计算而需需大量I/O的作业业，如通常常的事务处处理作业的基本本类型从控制的角角度，可分分为：脱机作业（（批量型作作业）：在整个作业业的运行过过程中，只只需根据作作业说明书书中的说明明对作业进进行控制，，脱机作业业通常是在在批处理操操作环境下下运行，故故也称为批批量型作业业；联机作业（（终端型作作业）：通常是用键键盘命令直直接控制作作业的运行行，联机作作业通常在在分时操作作环境下运运行，故也也称为终端端型作业。。作业的状态态及其转换换作业从提交交给系统直直到它完成成后离开系系统前的整整个活动过过程，可分分为提交状态后备状态运行状态完成状态作业的建立立一个作业的的建立包括括两个子过过程：作业的输入入、作业控控制块的建建立。作业的输入入方式：联机输入方方式脱机输入方方式直接耦合方方式网络输入方方式SPOOLING系统(SimultaneousPeripheralOperationOn-Line)作业的输入入方式联机输入方方式外围设备直直接和主机机相连。脱机输入方方式（预输输入方式））利用低档个个人计算机机作为外围围处理机进进行处理。。脱机输入解解决了快速速输入输出出的问题，，提高了资资源利用率率，但是要要以牺牲低低档机为代代价。还需需要用户干干预。直接耦合方方式慢速的输入入输出过程程由外围低低档机管理理公用存储器器中的大量量数据的高高速读写由由主机完成成网络输入方方式用户需要把把在计算机机网络中某某一台主机机上输入的的信息传送送到同一网网中另一台台主机上进进行操作执执行，构成成了网络输输入方式主机

公用存储器低档PC机低档PC机SPOOLING系系统(假脱脱机操作)SimultaneousPeripheralOperationOnLine它使用直接接存取的大大容量磁盘盘作为缓冲冲，将一个个可共享的的磁盘空间间改造成若若干个输入入设备和输输出设备，，并使得I/O设备备和CPU并行操作作。（在联联机情况下下实现的同同时外围操操作）SPOOLING系统的组成输入井和输输出井输入缓冲区区和输出缓缓冲区输入进程和和输出进程程（输入管理理模块、输输出管理模模块）输入管理模块输入装置输入装置

通道

输入井输出井

通道输出装置输出装置

通道输出管理模块

主机系统外存SPOOLING系统SPOOLING系系统输入过过程：系统的输入入程序包含含两个独立立的过程，，一个过程程负责从外外部设备把把信息读入入缓冲区；；另一个过过程是写过过程，负责责把缓冲区区中的信息息送到外存存输入井中中。在系统输入入模块收到到作业输入入请求后，，输入管理理模块中的的读过程负负责将信息息从输入装装置读入缓缓冲区。当当缓冲区满满时，由写写过程将信信息从缓冲冲区写到外外存的输入入井中。SPOOLING系系统的工作作原理当用户提交交一批作业业后，操作作员键入““预输入命命令”启动动预输入程程序工作，，预输入程程序启动输输入机读出出作业信息息，并把它它们存放到到输入井中中。当主存存储器可以以装入作业业时就从输输入井中选选择若干作作业装入主主存储器。。被装入主主存储器中中的作业在在执行中可可请求井管管理程序从从输出井读读需处理的的信息或把把处理结果果写到输出出井中。缓缓输出程序序利用处理理器空闲时时间把作业业执行结果果在打印机机上输出。。SPOOLING系系统的特点点提高了I/O速度将独占设备备改造为共共享设备实现了虚拟拟设备功能能作业控制块块的建立作业由三部部分组成：：程序数据作业说明书书（体现用户户的控制意意图）在系统把作作业信息输输入到外存存输入井之之后，还需需要根据作作业说明书书中的说明明及其它信信息建立作作业控制表表(JCB)。只有有在获得JCB表项项和足够的的输入井空空间之后，，一个作业业才可能创创建成功。。JCB的内内容：JCB包含了了系统对作作业进行管管理所必须须的信息，，有作业名名、作业的的估计运行行时间、优优先数、作作业的建立立时间、内内存要求、、外设要求求、作业状状态等等。。JCB是是作业存在在的唯一标标志。完成用户要要求的业务务处理工作作作业说明书书的主要内内容什么是调度度？调度:是指在一一个队列中，按照某某种方法（（算法），，选择一个个合适的个个体的过程程。调度的关键是需要某种种方法或算算法，好的的调度算法法有利于选选择到合适适的个体。。如何判断、、设计一个个好的调度度算法呢？？调度实例调度目标公平性,防止进程程长期不能能获得调度度而饥饿；；处理机利用用率，尽量提高高处理机的的利用率；；提高系统吞吐量；尽量减少进进程的响应时间。调度原则满足用户的的要求：响应时间间、周转时时间、截止止时间。满足系统的的需求：系统吞吐吐量、处理理机利用率率、各类资资源的平衡衡使用、公公平性及优优先级。面向用户的的原则：响响应时间响应时间是是指从用户户通过键盘盘提交一个个请求开始始，直到系系统首次产产生响应为为止的时间间。输入的请求求传送到处处理机的时时间+处理理机对请求求信息进行行处理的时时间+将响响应结果发发送到输出出终端的时时间——响应时间调度算法则则应考虑尽尽可能使绝绝大多数用用户的请求求能在响应应时间内完完成。常用于评价价分时系统的性能。面向用户的的原则：周周转时间周转时间:指从作业业提交给系系统开始，，到作业完完成为止的的这段时间间间隔。作业在外存存排队等待待调度的时时间+进程程在就绪队队列中等待待调度的时时间+进程程被处理机机执行的时时间+等待待I/O操操作完成的的时间———周转时间。常用于评价价批处理系统统的性能。面向用户的的原则：周周转时间影响周转时时间的调度度：作业从外存存调度到内内存（作业业调度）进入内存还还需在就绪绪队列中排排队，等待待进程调度度。甚至，可能能会挂起进进程，在外外存等待被被激活（中中程调度））。面向用户的的原则：截截止时间截止时间:指实时系系统中，某某任务必须须开始执行行的最迟时时间，或必必须完成的的最迟时间间。常用于评价实时系统的性能。面向系统的原原则：系统吞吞吐量吞吐量:指单位时间间内系统所完完成的作业数数。常用于评价批处理系统的性能。面向用户的原原则：处理机机利用率大、中型多用用户系统，由由于处理机价价格昂贵，处处理机利用率率是衡量系统统性能的一个个重要指标。。单用户微机或或某些实时系系统，则并非非很重要。面向系统的原原则：

各类类资源的平衡衡使用多道程序系统统的目标之一一就是为了提提高系统资源源的利用率，，因此，调度度算法有责任任使用系统中中的各类资源源都尽量处于于忙碌状态。。该原则同时适适用于长程调调度和中程调调度，因为它它们可以决定定哪些作业（（进程）可以以进入内存，，可以考虑系系统资源的均均衡使用。面向系统的原原则：公平性性调度算法应该该对所有进程程公平，不偏偏袒任何进程程。面向系统的原原则：优先权权优先权高的进进程应优先调调度可以根据进程程的优先权不不同，组织不不同的就绪队队列。进程调调度时首先选选择高优先权权队列中的进进程，直到该该队列空，再再调度较低优优先权队列中中的进程。几乎所有操作作系统的调度度算法都可考考虑优先权原原则。当然，仅考虑虑优先权，可可能会出现饥饥饿，对低优优先权的进程程不公平。可以将进程排排队的等待时时间等因素纳纳入优先权的的计算，随着着进程等待时时间的增长，，其优先权也也不断提高，，进程也会在在不久的将来来得到调度。。调度的基本概概念一个作业从提提交开始直到到完成,往往往要经历下述述调度:高级调度:又称为作业业调度,它决决定将哪些在在外存上处于于后备状态的的作业调入主主机内存,准准备执行。低级调度：又称进程调调度。它决定定就绪队列中中哪个进程将将获得处理机机，并实际执执行处理机分分配给该进程程的操作。进进程调度可采采用非剥夺和和剥夺两种方方式。中级调度：在某些系统统中，特别是是分时系统及及具有虚拟存存储器的系统统中，可能增增加一级中级级调度。其主主要作用是在在内存和外存存对换区之间间进行进程对对换，以解决决内存紧张的的问题。作业的状态及及其转换一个作业从用用户提交开始始到真正占有有处理机而被被执行，则要要由系统经过过多级调度才才能实现（在在有些系统，，例如分时系系统中，也可可以由单级调调度实现）。。批处理系统一一个作业处理理的大致过程程。一个作业业从提交给计计算机系统到到执行结束退退出系统，一一般都要经历历提交、收容、执行和完成等4个状态。。作业的状态及及其转换提交状态：一个作业在在其处于从输输入设备进入入外部存储设设备的过程称称为提交状态。处于提交状状态的作业，，因其信息尚未全部进入入系统，所以不能被被调度程序选选取。后备状态。输入管理系系统不断地将将作业输入到到外存中对应应部分（或称称输入井，即即专门用来存存放待处理作作业信息的一一组外存分区区）。若一个个作业的全部信息已全全部被输入进进输入井，那么，在它它还未被调度度去执行之前前，该作业处处于后备状态。执行状态：作业被调度度程序选中,分配了必要要的资源,建建立了一组相相应的进程。。究竟哪个作业业的哪个进程程能获得处理理机而真正在在执行，要依依靠进程调度来决定。完成状态：当作业运行行完毕，但它它所占用的资资源尚未全部部被系统回收收时，该作业业处于完成状状态。在这种种状态下，系系统需做诸如如打印结果、、回收资源等等类的善后处处理工作。在系统把作业业信息输入到到内存输入井井之后，还要要根据作业说说明书内容和和有关作业信信息在外存中中的位置建立立作业控制表表（JCB））。JCB包含了系统对对作业进行管管理所必需的的信息，它们是作业业名、作业估估计执行时间间、优先级、、作业建立时时间、作业说说明书文件名名、程序语言言类型、内存存要求、外设设要求、作业业状态以及作作业在外存中中的地址等。。作业管理作业管理就是是对作业的各各个阶段进行行宏观控制，，并为其每一一阶段提供必必要的服务，，其管理功能能可按作业的的生命周期分分成如下几方方面：（1）作业的输入与与输出：这是作业管管理的首要工工作。即如何何组织作业从从输入设备上上源源不断地地输入系统，，并且将作业业的输出信息息组织在输出出设备上输出出。（2）作业调度：按照相应的的作业调度算算法选择后备备队列中某作作业运行，并并准备该作业业运行。（3）作业运行控制制：在作业运行行过程中，系系统借助某种种手段控制作作业运行。调度的层次处理机调度问问题实际上也也是处理机的的分配问题。。只有那些参与与竞争处理机机所必需的资资源都已得到到满足的进程程才能享有竞竞争处理机的的资格。这时时，它们处于于内存就绪状状态。必需的资源包包括内存、外外设及有关数数据结构等。。从而，在进进程有资格竞竞争处理机之之前，作业调调度程序必须须先调用存储储管理、外设设管理程序，，并按一定的的选择顺序和和策略从输入入井中选择出出几个处于后后备状态的作作业，为它们们分配内存等等资源和创建建进程，使它它们获得竞争争处理机的资资格。由于处于执行行状态下的作作业一般包含含有多个进程程，而在单机机系统中，每每一时刻只能能有一个进程程占有处理机机。那么，其其他进程就只只能处于准备备抢占处理机机的就绪状态态或等待得到到某种新资源源的等待状态态。为了提高高资源的利用用率，在有些些操作系统中中把一部分在在内存中处于于就绪状态或或等待状态而而在短时期内内又得不到执执行的进程、、作业换出内内存，以让其其他作业的进进程竞争处理理机。这样，，在外存中，，除了处于后后备状态的作作业外，还存存在有处于就就绪状态而等等待得到内存存的作业。这这就需要有一一定的方法和和策略为这部部分作业分配配空间。一般来说，处处理机调度可可以分为4级级：(1)作业调度：又称宏观调度，或高级调度。其主要任务务是按一定的的原则对外存存输入井上的的大量后备作作业进行选择择，给选出的的作业分配内内存、输入输输出设备等必必要的资源，，并建立相应应的进程，以以使该作业的的进程获得竞竞争处理机的的权利。另外外，当该作业业执行完毕时时，还负责回回收系统资源源。(2)交换调度：又称中级调度。其主要任务务是按照给定定的原则和策策略，将处于于外存交换区区中的就绪状状态或就绪等等待状态的进进程调入内存存，或把处于于内存就绪状状态或内存等等待状态的进进程交换到外外存交换区。。交换调度主主要涉及到内内存管理与扩扩充。(3)进程调度：又称微观调度或低级调度。其主要任务务是按照某种种策略和方法法选取一个处处于就绪状态态的进程占用用处理机。在在确定了占用用处理机的进进程后，系统统必须进行进进程上下文切切换以建立与与占用处理机机进程相适应应的执行环境境。(4)线程调度。在多道批处理理系统中，存存在着作业调调度和进程调调度。但是，，在分时系统统和实时系统统中，一般不不存在作业调调度，而只有有进程调度、、交换调度和和线程调度。。因为在分时时系统和实时时系统中，为为了缩短响应应时间或为了了满足用户需需求的截止时时间，作业不不是建立在外外存，而是直直接建立在内内存中。在这这些系统中，，一旦用户和和系统的交互互开始，用户户马上要进行行控制。因而而，这些系统统中没有作业业提交状态和和后备状态。。它们的输入入信息经过终终端缓冲区为为系统所接收收，或者立即即处理，或者者经交换调度度暂存外存中中。作业与进程的的关系作业可被看作作是用户向计计算机提交任任务的任务实实体，例如一一次计算、一一个控制过程程等。进程则是计算算机为了完成成用户任务实实体而设置的的执行实体，，是系统分配配资源的基本本单位。显然然，计算机要要完成一个任任务实体，必必须要有一个个以上的执行行实体。也就就是说，一个作业总是是由一个以上上的多个进程程组成的。作业怎样分解解为进程呢？？(1)系统必必须为一个作作业创建一个个根进程。(2)在执行行作业控制语语句时，根据据任务要求，，系统或根进进程为其创建建相应的子进进程。(3)为各子子进程分配资资源和调度各各子进程执行行以完成作业业要求的任务务。作业调度度作业调度主要要是完成作业业从后备状态到执执行状态的转变，以及及从执行状态到完完成状态的转变。作业调度功能能(1)记录录系统中各作作业的状况。。作业名作业类型资源要求资源使用情况优先级(数)当前状态其他作业控制块JCB(2)从后后备队列中挑挑选出一部分分作业投入执执行。作业调调度程序根据据选定的调度度算法，从后后备作业队列列中挑选出若若干作业去投投入执行。(3)为被被选中作业做做好执行前的的准备工作。。作业调度程程序为选中的的作业建立相相应的进程，，并为这些进进程分配它们们所需要的系系统资源，如如分配给它们们内存、外存存、外设等。。(4)在作作业执行结束束时做善后处处理工作。主主要是输出作作业管理信息息，例如执行行时间等。再再就是回收该该作业所占用用的资源，撤撤消与该作业业有关的全部部进程和该作作业的作业控控制块等等。。作业调度中状状态的转换过过程作业调度目标标与性能衡量量作业调度的功功能最主要的是从从后备作业队队列中选取一一批作业进入入执行状态。。根据不同的的目标，将会会有不同的调调度算法。一般来说，调调度目标主要要是以下4点点：(1)对所所有作业应该该是公平合理理的；(2)应使使设备有高的的利用率；(3)每天天执行尽可能能多的作业；；(4)有快快的响应时间间。由于这些目标标的相互冲突突，任一调度度算法要想同同时满足上述述目标是不可可能的。必须指出，如如果考虑的因因素过多，调调度算法就会会变得非常复复杂。其结果果是系统开销销增加，资源源利用率下降降。因此，大大多数操作系系统都根据用用户需要，采采用兼顾某些些目标的简单单调度算法。。怎样来衡量一一个作业调度度算法是否满满足系统设计计的要求呢？？(1)对于批批处理系统，，由于主要用用于计算，对对于作业的周周转时间要求求较高。因此此，作业的平平均周转时间间或平均带权权周转时间，，被作为衡量量调度算法优优劣的标准。。(2)对于分分时系统和实实时系统来说说，外加平均均响应时间被被作为衡量调调度策略优劣劣的标准。1.周转时时间：作业i的周转转时间Ti为Ti=Tei-Tsi其中Tei为作业i的完完成时间，Tsi为作业的提交交时间。对于被测定作作业流所含有有的n（n>=1）个作作业来说，其其平均周转时时间为：一个作业的周周转时间说明明了该作业在在系统内停留留的时间，包包含两部分：：等待时间；；执行时间，，即：Ti=Twi＋Tri其中，Twi主要指作业i由后备状态态到执行状态态的等待时间间，它不包括括作业进入执执行状态后的的等待时间。。2.带权周周转时间作业的周转时时间包含了两两个部分，即即等待时间和和执行时间。。带权周转时间间是作业周转转时间与作业业执行时间的的比：Wi=Ti/Tri对于被测定作作业流所含有有的几个作业业来说，其平平均带权周转转时间为：对于分时系统统，除了要保保证系统吞吐吐量大、资源源利用率高之之外，还应保保证有用户能能够容忍的响响应时间。因因此，在分时时系统中，仅