第2章 用户接口和作业管理

第2章用户接口和作业管理熟练掌握批处理作业的调度，作业的状态，系统调用与一般过程调用的区别；掌握用户和操作系统之间的接口，批处理作业的概念，交互式作业的概念，系统调用的概念；了解作业的基本概念，批处理作业的建立、终止和撤销，交互式作业的控制方式，系统调用的执行过程。2-1概述1、作业的基本概念

1）、作业用户在一次计算过程中，或者一次事务处理过程中，要求计算机系统所做工作的总称。

2）、作业步一个作业可划分成若干部分，称为一个作业步。典型的作业控制过程：“编译”、“连接装配”、“运行”

3）、批处理作业：批处理系统上运行的作业

4）、交互式作业：交互式系统上运行的作业2、程序接口（programinterface）程序接口指由用户程序和操作系统之间的接口。用户程序可通过该接口取得操作系统的服务。该接口主要由一组系统调用组成。负责管理和控制运行的程序；并在这些程序与系统控制的资源和提供的服务间实现交互作用。用汇编语言：在程序中直接用系统调用命令用高级语言：可在编程时使用过程调用语句3、命令接口（commandinterface）用户与操作系统之间的接口，用户通过该接口直接或间接控制作业的运行，包括直接键入或作业说明书中，发出的一组命令。又称用户接口，可分成联机用户接口与脱机用户接口两种：(1)联机接口（交互式）（操作命令）(2)脱机接口（作业控制语言）4、命令的分类

1）系统访问命令

2）文件、目录管理命令

3）编辑修改命令

4）编译、链接和执行命令

5）询问命令

6）操作员专用命令5、命令的接收和解释执行2-3系统调用1、系统调用分类

1）文件操作类

2）进程控制类

3）资源申请类

4）进程通信类

5）信息维护类2、系统调用与一般过程调用的区别

1）通过软中断进入

2）运行在不同的处理机状态

3）处理机状态的转换

4）返回问题

5）嵌套调用3、系统调用的处理过程

1）设置系统调用号和参数

2）系统调用命令的一般性处理

3)系统调用命令处理程序做具体处理2-4作业管理1、批处理作业的管理

1)作业控制块和作业表（1）作业控制块作业控制块（JCB：JobControlBlock）是批处理作业存在的标志其中保存有统对于作业进行管理所需要的全部信息,它们被保存于磁盘区域中。当作业开始由输入设备向磁盘的输入井传输时，系统输入程序为其建立一个作业控制块，进行初始化，初始化的大部分信息取自作业说明书。需要访问作业控制块的程序：系统输入程序；作业调度程序；作业控制程序；系统输出程序等。（2）作业表（作业队列）每个作业有个作业控制块；所有作业JCB构成一个作业表；作业表存放在外存固定区域中，长度是固定；限制了系统所能同时容纳的作业数量。系统输入程序、作业调度程序、系统输出程序都需要访问作业表因而存在互斥问题。2、作业控制语言和作业控制说明书（1）作业控制语言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。书写作业说明书的语言称为作业控制语言（JCL）。作业控制语言的类别包括：I/O命令、编译命令、操作命令以及条件命令等。（2）作业说明书表达用户对作业的控制意图。内容包括：作业的基本描述；作业控制描述；资源要求描述。3、作业的建立（1）JCB的建立在系统把作业信息输入到输入井之后，根据作业说明书和有关作业信息在外存的位置等建立作业控制表JCB。JCB包含对作业进行管理所必须的信息；只有在获得JCB表项和足够输入井空间后作业才可能创建成功。（2）作业的输入a.脱机输入方式：为了解决单台设备联机输入时的CPU浪费问题。b.联机输入方式：用户和系统通过交互会话来输入作业；外围设备直接和主机连接。c.SPOOLing方式：把主机和外围低档机通过一个公用的大容量外存直接耦合起来。4、作业的终止与撤销作业完成后，其作业控制块由系统输出程序撤消，作业控制块被撤消后其作业也不复存在。5、作业的状态一个作业从进入系统到运行结束经历四个不同的状态：进入、后备、运行、完成。6、作业调度（1）作业调度的功能审查系统能否满足用户作业的资源要求；按照一定的算法从输入井中的后备作业中选取作业；调度的关键在选择恰当的算法。作业调度程序的主要功能是审查系统能否满足用户作业的资源要求以及按照一定的算法选取作业。（2）调度算法评价①目标：单位时间内运行尽可能多的作业；使处理机尽可能保持“忙碌”；使各种I/O设备得以充分利用；对所有的作业都是公平合理的；调度算法应与系统设计目标保持一致；注意系统资源均衡使用；保证提交的作业在截止时间内完成；设法缩短作业平均周转时间。②设计调度算法时应考虑的因素：作业平均周转时间；平均带权周转时间。（3）作业调度算法a.先来先服务算法b.最短作业优先算法c.最高响应比优先算法响应比R=作业周转时间/作业处理时间

=（作业处理时间+作业等待时间）/作业处理时间

=1+（作业等待时间/作业处理时间）d.基于优先数调度算法e.均衡调度算法(分类排队算法)习题一、在各种作业调度算法中，若所有作业同时到达，则平均等待时间最短算法是（）

A）先来先服务

B）优先数

C）最高响应比优先

D）短作业优先二、作业调度程序从处与()状态的队列中选取适当的作业投入运行

A）运行B）提交C）完成D）后备三、（）是作业存在的惟一标志

A）作业名B）进程控制块

C）作业控制块D）程序名四、下述作业调度算法中，（）调度算法与作业的估计时间有关

A）先来先服务B）时间片轮转

C）均衡D）短作业优先五、用户通过终端使用计算机系统控制作业执行的方式称为（）方式。

A）自动B）联机C）脱机D）假脱机六、作业从进入后备队列到被调度程序选中的时间间隔称为（）

A）周转时间

B）响应时间C）等待时间D）触发时间1、假设有四个作业，他们的提交时间、运行时间如下表所示，在单道程序环境下，若采用响应比高者优先调度算法，试问平均周转时间和平均带权周转时间是多少？

作业号到达时间运行时间18.02.028.30.538.50.149.00.42、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的调度算法，进程调度采用以优先数为基础的抢占式调度算法，在下表所示的作业序列，作业优先数即为进程优先数，优先数越小优先级越高。作业名到达时间估计运行时间优先数A10：0040分5B10：2030分3C10：3050分4D10：5020分6（1）列出所有作业进入内存时间及结束时间（2）计算平均周转时间3、在单CPU和两台输入/输出设备（I1，I2）的多道程序设计环境下，同时投入三个作业Job1、Job2、Job3运行。这三个作业对CPU和输入/输出设备的使用顺序和时间如下：Job1:I2(30ms);CPU(10ms);I1(30ms);CPU(10ms);I2(20ms)Job2:I1(20ms);CPU(20ms);I2(40ms)Job3:I1(20