操作系统作业管理课件

操作系统作业管理课件作业管理概述作业的提交与调度资源分配与进程管理作业与环境的交互典型操作系统作业管理比较作业管理面临的问题与挑战未来趋势与展望contents目录01作业管理概述作业是指用户在一次计算周期中要求计算机完成的一个任务。定义批处理作业、分时作业、实时作业。分类作业的定义与分类状态提交、后备、运行、完成、挂起。转换提交的作业首先进入后备状态，然后进入运行状态，完成后进入完成状态，挂起的作业等待恢复运行。作业的状态及转换输入输出管理、运行控制、资源管理、系统维护。作业说明书、作业控制语言、作业控制程序、操作员。作业管理的功能和组成组成功能02作业的提交与调度用户通过输入命令或界面提交作业，并指定作业的属性，如名称、优先级、时间要求等。用户提交作业操作系统接收作业作业排队等待调度操作系统接收到用户提交的作业后，将其放入一个队列中，等待调度。作业根据提交的时间顺序排列，等待操作系统的调度。030201作业的提交过程先来先服务（FCFS）：按照作业提交的顺序进行调度，优先级相同的情况下，先提交的作业先完成。优先级调度（PriorityScheduling）：根据作业的优先级进行排序，优先级高的作业优先级更高。多级反馈队列（Multilevelfeedbackqueue）：将系统中的进程分成多个队列，每个队列具有不同的优先级，进程在队列中的等待时间会影响其优先级。短作业优先（SJF）：根据作业的运行时间长度进行排序，运行时间短的作业优先级更高。作业的调度算法系统作业是指由操作系统本身执行的作业，如系统管理、内存管理、文件管理等。这些作业具有较高的优先级，以保证系统的正常运行。系统作业用户作业是指由用户提交的作业，如计算、打印、文件处理等。这些作业的优先级通常较低，但在一些特定情况下，如紧急任务或重要任务，可以手动提高其优先级。用户作业作业的优先级和分类03资源分配与进程管理为了确保资源使用的安全和稳定，需要按照预先设定的顺序来分配资源。资源的有序分配尽可能减少不同进程之间的相互影响，保证每个进程都可以独立地使用和释放资源。资源的独立性多个进程可以同时使用同一资源，但需要遵循一定的规则和条件。资源的共享性资源分配的原则和方法进程的创建通过操作系统提供的系统调用，可以创建一个新的进程。进程的终止当一个进程完成了它的任务或者出现了错误，需要终止它以释放资源。进程的创建与终止0102进程的三种状态就绪状态、运行状态和阻塞状态。进程状态的转换进程在三种状态之间进行转换，具体转换条件和过程如下就绪状态->运行状态当一个进程获得了它所需要的所有资源时，它就变成了运行状态。运行状态->阻塞状态当一个进程需要等待某个事件（例如I/O操作）完成时，它就变成了阻塞状态。阻塞状态->就绪状态当等待的事件完成时，进程就变成了就绪状态。030405进程的状态及转换04作业与环境的交互用户通过系统调用或库函数创建作业，同时为其分配必要的资源。作业的创建在满足一定的运行条件后，系统将作业加载到内存中并开始执行。作业的执行系统提供了各种控制功能，如挂起、恢复、终止等，以实现对作业的管理。作业的控制作业的控制与交互用户可以通过文件、管道等方式重定向输入输出，以方便与作业的交互。输入输出重定向进程间可以通过消息传递、共享内存等方式进行通信，实现用户与作业的交互。进程通信用户与作业的交互方式系统调用操作系统提供了一组系统调用来完成特定的功能，如创建进程、读写文件等。库函数为了方便用户使用系统调用，系统还提供了一组库函数，它们将系统调用封装起来并为用户提供更加友好的接口。系统调用和库函数05典型操作系统作业管理比较总结词作业控制进程管理资源管理Unix/Linux系统作业管理01020304最灵活、最强大支持使用shell脚本编写作业，并可实现后台运行、优先级设置、资源限制等控制。提供强大的进程管理工具，如ps、top、kill等，可查看、终止进程。支持CPU、内存、磁盘等资源的管理和限制，防止资源过度消耗。最易用、最广泛总结词通过任务计划程序进行作业管理，支持创建、编辑、删除任务计划。作业控制提供任务管理器，可查看、终止进程，但不如Unix/Linux强大。进程管理提供性能计数器、资源监视器等工具，可查看系统资源使用情况。资源管理Windows系统作业管理最简洁、最优雅总结词作业控制进程管理资源管理通过launchd进行作业管理，支持定时启动、自动启动等设置。提供活动监视器，可查看、终止进程，但不如Unix/Linux和Windows强大。提供系统偏好设置、活动监视器等工具，可查看系统资源使用情况。MacOS系统作业管理06作业管理面临的问题与挑战VS多核处理器的发展对作业调度提出了新的挑战，传统的调度算法难以满足多核处理器的性能需求。详细描述多核处理器具有更高的并行性和计算能力，但同时也增加了调度的复杂性。传统的作业调度算法在多核处理器上可能无法充分利用资源，导致性能下降。因此，需要研究新的调度算法来提高多核处理器的性能。总结词多核处理器下的作业调度在大规模系统中，资源分配是作业管理的一个重要问题，如何合理地分配资源以提高系统性能是面临的挑战。在大规模系统中，资源的分配对系统性能有很大的影响。不合理的资源分配可能导致某些作业等待时间过长，或者某些资源过度使用，而其他资源则未得到充分利用。因此，需要研究合理的资源分配策略来提高系统性能。总结词详细描述大规模系统中的资源分配总结词高性能计算需要高效的作业调度来提高计算效率和性能，优化作业调度的目标是减少计算时间和提高计算效率。要点一要点二详细描述在高性能计算中，作业调度的优化对于提高计算效率和性能至关重要。通过优化作业调度，可以减少计算时间，提高计算效率，从而加快科研和工程领域的进展。因此，需要研究和实施高效的作业调度算法来满足高性能计算的需求。高性能计算中的作业调度优化07未来趋势与展望总结词：日益重要详细描述：随着人工智能技术的不断发展，其在作业管理领域的应用也日益广泛。人工智能可以用于自动化作业调度、资源分配、负载平衡等环节，提高作业的执行效率和系统的稳定性。人工智能在作业管理中的应用总结词：广泛应用详细描述：人工智能在作业管理中的应用范围涵盖了多个领域，例如机器学习、深度学习、自然语言处理等。这些技术能够分析历史数据、预测未来趋势，为作业管理提供更加精准的决策支持。人工智能在作业管理中的应用总结词挑战与问题详细描述尽管人工智能在作业管理中的应用具有广阔的前景，但也面临着一些挑战和问题，例如数据隐私、算法透明性、安全性等问题。需要进一步研究和解决。人工智能在作业管理中的应用总结词颠覆性影响详细描述量子计算是一种全新的计算模式，具有强大的计算能力和潜在的应用前景。量子计算对作业管理将产生颠覆性的影响，推动作业管理向更加高效、智能的方向发展。量子计算对作业管理的影响和挑战总结词：算法设计详细描述：量子计算需要全新的算法设计，以满足特定的应用需求。这需要深入研究量子计算的理论和实践，探索适合于量子计算环境的作业管理算法。量子计算对作业管理的影响和挑战安全性与可靠性总结词量子计算具有一些独特的性质，例如量子纠缠、量子叠加等，这些性质可能对现有的作业管理系统产生安全性和可靠性方面的挑战。需要加强相关研究，确保量子计算在作业管理中的安全性和可靠性。详细描述量子计算对作业管理的影响和挑战总结词：灵活性详细描述：随着云计算技术的不断发展，云计算环境下的作业管理将更加灵活和高效。通过云平台，用户可以随时随地提交和管理作业，同时也可以根据需求灵活地调整资源分配和调度策略。云计算环境下的作业管理发展趋势总结词：智能化详细描述：云计算环境下的作业管理将更加智能化，通过利用人工智能、机器学习等技术，实现对作业的自动化管理和优化。例如，自动