用户与操作系统的接口.ppt

第二章 用户与操作系统的接口 2.1 作业控制级接口 2.2 程序级接口 2.1 作业控制级接口 作业：用户一次请求计算机系统为它完成任务所进行的工作总和。 作业步：处理作业的各独立的子任务。 一个作业是指在一次应用业务处理过程中，从输 开始到输出结束，用户要求计算机所做的有关该次 业务处理的全部工作。 – 用户的观点：在一次业务处理过程中，从输入程序和数 据到输出结果的全过程。作业步：形成中间结果文件。 – 系统的观点（针对作业进行资源分配）：作业由程序及 数据（作业体）和作业说明书（作业控制语言） ? 作业由不同的顺序相连的作业步组成。 ? 作业步是在一个作业的处理过程中，计算机所做的 相对独立的工作。 作业的组成 ? 作业说明书包括作业基本情况、作业控制、作 业资源要求的描述；它体现用户的控制意图。 如：预计运行时间、要求的资源情况、执行优 先级等。 – 作业基本情况：用户名、作业名、编程语言、最大 处理时间等； – 作业控制描述：作业控制方式、作业步的操作顺 序、作业执行出错处理； – 作业资源要求描述：处理时间、优先级、内存空 间、外设类型和数量等； 作 作业的处理过程 作业输入方式 ?无通道处理方式 – 联机（降低了CPU效率）：由主机直接控制输入/输出；I/O与作业处理不能并行。 – 脱机（人工干预）：通过磁带或磁盘在外围处理机与主机之间交换作业（需人工移动）；用于主机不太快的情况。 – 直接耦合：通过共享外存在外围处理机与主机之间交换作业；用于高速主机。 作业输入方式 有通道处理：输入/输出由主机和通道来承担。 – 假脱机(spooling, Simultaneously Peripheral Operation OnLine)：系统把作业处理的全过程划分为相对独立的三个部分--输入流、处理流和输出流。spooling-in/spooling-out进程：控制输入/输出； – 网络：在网络上一台机器进行作业输入/输出，在另一台主机上运行； 作业控制表(JCB, Job Control Block) 在运行过程中，系统对作业进行管理的必要信息 ? 作业名 ? 估计执行时间 ? 优先数（用于调度） ? 作业说明书文件名 ? 程序类型（需调用的系统程序） ? 资源要求：（静态，或中间可以随作业步变化－－效率不高；动态分配) ? 作业状态：提交、后备、执行、就绪、等待、完成 作业调度 检查系统是否满足作业的资源要求，并一定算法选取作业。作业调度也称为宏观调度。 作业调度算法的评价因素 – 作业吞吐量：运行尽可能多的作业； – 充分利用资源：CPU忙、I/O设备忙； – 对各作业公平、合理，使用户满意：执行时 间长短、等待时间等； 作业调度算法 实际的算法可能会是多种算法的综合。 ? 先来先服务（FCFS）：按照作业进入系统的先后次序进行调度，先进入系统者先调度；即启动等待时间最长的作业。 – 优点：实现简单、公平 – 缺点：没考虑资源利用率和作业的特殊性 作业调度算法 ? 短作业优先（SJF）：以要求运行时间长短进行调度，即启动要求运行时间最短的作业。 – 优点：易于实现，强调了资源的充分利用，保证了系统的 最大吞吐量（单位时间里处理作业的个数）。 – 缺点：不公平，会造成长作业长期等待。 – 结论：假设系统中所有作业同时到达，可以证明采用SJF能得到最短的作业平均周转时间。 作业调度算法 ? 高响应比优先（HRF）：响应比最高的作业优先启动。 – 响应比=（等待时间+估计运行时间）/ 估计运行时间 – 该算法是FCFS和SJF的结合，克服了两种算法的缺点 – 优点: 公平，吞吐率大 –缺点: 增加了计算，增加了开销 作业调度算法 高优先级优先：由用户指定作业优先级，优先级高的作业先启动。 资源均衡型调度：把作业分类，作业调度从不同类型作业中去调度作业 – 根据作业对资源要求分类：I/O型、CPU型和均衡型 作业的类型 根据计算机系统的作业处理方式不同， 可把作业分成两大类： 脱机作业：用户不能与计算机系统交互，也称为批量型作业。 联机作业：用户可以和计算机系统直接交互，控制作业的运行，也称为交互型作业或终端型作业。 作业控制用户接口 脱机用户接口 用于脱机控制方式，系统自动控制作业的执行，效率较高。 联机用户接口 用于联机作业的控制，采用人机对话的方式来控制作业的运行，能及时了解作业的运行情况和系统状态。 一般有三种方式： 命令驱动方式、菜单驱动方式、命令文件方式 作业控制方式 脱机作业控制：用户输入作业说明书，整个作业的运行由系统控制。 联机作业控制：通过人-机会话方式控制作业运行。用户登录（在终端控制台登录或远程登录），由系统自动执行一些命令脚本后，并进入shell（字符