第2章 作业管理和用户接口(第2讲)

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1、《操作系统》第二章作业管理和用户接口（第2讲）主讲人：黄伯虎上一讲内容回顾作业的基本概念∑作业的定义∑作业的分类∑作业的组成作业的处理过程作业输入作业注册作业调度作业终止Job提交/输入后备执行完成∑作业的输入/输出方式∑作业注册∑作业调度¾单道批处理系统作业调度算法¾多道批处理系统作业调度算法XidianUniversityOperatingSystem2007-10-30-2/18-四、作业调度作业调度算法性能分析(★)∑评价因素¾CPU利用率。希望能够获得较高的CPU利用率。显然尽量让外设和

2、CPU同时工作是提高CPU利用率的有效方法。¾吞吐量：单位时间内CPU完成作业的数量。显然短作业优先有利于提高吞吐量。¾周转时间：评价批处理系统的性能指标。设作业J的提交时间为t，执行时间为t，完成时间为t，则:isirioi①作业J的周转时间T=t–tiioisi②周转系数W=T/tiiri③平均周转时间：n(TT+++...T)112nTT==∑inni=1④平均周转系数：(.WW+++..W)1nWW==12n∑inni=1XidianUniversityOperatingSystem200

3、7-10-30-3/18-四、作业调度单道程序环境下作业调度的性能∑例：假设有4个作业，提交时刻、执行时间分别如下：(小时)(8:30)(9:30)问：若分别使用FCFS、SJF、HRP算法进行调度，试分析其性能？XidianUniversityOperatingSystem2007-10-30-4/18-四、作业调度∑先来先服务调度算法(FCFS)∑最短作业优先调度算法(SJF)XidianUniversityOperatingSystem2007-10-30-5/18-四、作业调度∑响应比高者

4、优先算法结论：就平均周转时间和平均周转系数来说，最短作业优先算法最小，先来先服务算法最大，响应比高者优先算法居中。XidianUniversityOperatingSystem2007-10-30-6/18-四、作业调度多道程序环境下作业调度的性能∑例：假设一个两道作业批处理系统，现有4个作业，提交时刻、执行时间分别如下：∑多道程序环境下作业的执行过程分两步：¾作业调度：即将作业调入内存准备运行。在此我们假设使用短作业优先调度算法。¾处理机调度：即何时选择作业占用CPU运行。在此假设采用抢占式优先

5、级调度算法(即一个作业正在运行时可以暂停运行让出处理机给其它作业)，规定：短作业享有较高优先级。XidianUniversityOperatingSystem2007-10-30-7/18-四、作业调度Job432110:0010:0510:2510:3510:5511:20timeXidianUniversityOperatingSystem2007-10-30-8/18-用户接口interface裸机操作系统功能∑向用户提供特定服务，以方便操作。类型∑作业控制级接口∑程序级接口XidianUn

6、iversityOperatingSystem2007-10-30-9/18-一、作业控制级接口特点∑提供对作业的控制功能。最初是命令驱动方式，现在多采用图形及视窗操作环境。分类∑脱机作业控制方式¾控制方法：使用作业说明书——JCL书写。∑联机作业控制方式¾控制方法：交互式。例如：UNIX下的Shell命令；Windows的GUI界面XidianUniversityOperatingSystem2007-10-30-10/18-二、程序级接口系统功能调用∑概念：指用户在程序设计过程中调用操作系统提

7、供的一些子功能，是用户在程序级请求操作系统服务的一种手段，是操作系统提供给编程人员的唯一接口。例如：Windows系统提供的API函数。命令（作业控制级接口）命令解释程序(UNIX:Shell)系统功能调用函数（程序级接口）program系统功能调用操作系统内核XidianUniversityOperatingSystem2007-10-30-11/18-二、程序级接口系统功能调用原理∑程序的状态被管理、被控制者，直接面向用户访管指令：在算态下执行的一条特殊的指令(不是特权指令)。基本功能：“自愿

8、进用户程序管”，能引起访管中断。算态(目态,用户态)管态(系统态,核心态)?管理、控制者，提供服务系统程序特权指令：一类只能在管功能：态下运行而不能在算态下(1)能够使处理器从算态进入管态;运行的特殊指令(只有操(2)在管态下完成用户的请求；作系统可以执行)。这类(3)操作执行完成后，应当能够从指令通常较为底层，一般管态回到算态，使用户程序接着来说主要是和硬件相关的硬件执行。一些指令。XidianUniversityOperatingSystem2007-10-30-12/18-二