第3讲 用户接口与作业管理
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作业管理学习
作业输入方式
▪ 联机输入方式 ▪ 脱机输入方式 ▪ SPOOLing系统
第26页/共52页
作业的调度
• 作业控制块 JCB
• 作业存在的唯 一标志
• 作业标知 • 用户名称 • 用户帐号 • 调度信息 • 资源需求 • 作业状态 • 作业类别 • 输入井地址 • 输出井地址 • 进入系统时间 • 开始处理时间 • 作业完成时间 • 作业退出时间 • 资源使用情况
3.2.3 shell命令语言
• Unix和linux操作系统在核心之外，使用shell作为最外层，作 为用户使用操作系统的接口，也成为外壳。Shell既提供交互式 命令（联机命令接口），也是一种编程语言（脱机命令接口）， 可以利用shell命令构成一个文件，称为shell过程。Shell也包 括命令解释程序。当用户登录成功，既进入shell的命令界面后， 用户可以通过直接输入命令及命令参数来交互以实现不同的功 能和任务，也可以先编写shell构成，再通过shell过程投机控制 任务的运行。
第10页/共52页
Linux的几大类shell命令
• 有关进程及进程管理 • 有关文件管理 • 有关用户和用户管理 • 有关硬盘管理和文件压缩 • 有关网络 • 其他
第11页/共52页
3.3 图形接口
• Windows操作系统的图形用户接口通过桌面，图标、窗口、对话框等对象让用户来使用操作系统的功能。
第27页/共52页
系统设计目标
• 系统的处理能力 • 系统资源的利用率 • 算法对所有作业的”公平合理”性,亦即使所有用户感到满意.
第28页/共52页
设计调度算法时应考虑的因素：
• 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 • 平衡系统和用户的要求
▪ 联机输入方式 ▪ 脱机输入方式 ▪ SPOOLing系统
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作业的调度
• 作业控制块 JCB
• 作业存在的唯 一标志
• 作业标知 • 用户名称 • 用户帐号 • 调度信息 • 资源需求 • 作业状态 • 作业类别 • 输入井地址 • 输出井地址 • 进入系统时间 • 开始处理时间 • 作业完成时间 • 作业退出时间 • 资源使用情况
3.2.3 shell命令语言
• Unix和linux操作系统在核心之外，使用shell作为最外层，作 为用户使用操作系统的接口，也成为外壳。Shell既提供交互式 命令（联机命令接口），也是一种编程语言（脱机命令接口）， 可以利用shell命令构成一个文件，称为shell过程。Shell也包 括命令解释程序。当用户登录成功，既进入shell的命令界面后， 用户可以通过直接输入命令及命令参数来交互以实现不同的功 能和任务，也可以先编写shell构成，再通过shell过程投机控制 任务的运行。
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Linux的几大类shell命令
• 有关进程及进程管理 • 有关文件管理 • 有关用户和用户管理 • 有关硬盘管理和文件压缩 • 有关网络 • 其他
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3.3 图形接口
• Windows操作系统的图形用户接口通过桌面，图标、窗口、对话框等对象让用户来使用操作系统的功能。
第27页/共52页
系统设计目标
• 系统的处理能力 • 系统资源的利用率 • 算法对所有作业的”公平合理”性,亦即使所有用户感到满意.
第28页/共52页
设计调度算法时应考虑的因素：
• 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 • 平衡系统和用户的要求
操作系统第三章作业管理
操作系统教程课件 第 4页
机械工业出版社
3.1 作业管理概述
图3－1 作业控制过程
操作系统教程课件 第 5页
机械工业出版社
3.1 作业管理概述
3.作业控制方式 指用户根据操作系统提供的手段来说明作业加工步 骤的方式。 (1)批处理控制方式 用户使用 “作业控制语言”对作业执行的控制意 图编写成一份“作业控制说明书”，连同该作业的 源程序和初始数据一同提交给计算机系统，操作系 统将按照用户说明的控制意图来控制作业的执行。 采用该方式对作业进行控制时，其控制意图是事先 在脱机情况下说明的，且作业完全由操作系统自动 控制执行。因此，该控制方式又称自动控制方式或 脱机控制方式。 采用该方式的作业称“批处理作业”，又称“脱机 作业”。 操作系统教程课件 第 6页 机械工业出版社
操作系统教程课件 第 7页
机械
3.2.1 3.2.2 3.2.3 3.2.4
批处理作业输入 批处理作业的调度 作业调度算法 批处理作业的控制
操作系统教程课件
第 8页
机械工业出版社
3.2 批处理作业的管理
根据作业进入系统的过程，可将作业管理 功能分成三部分： (1)作业输入：把作业装入辅存输入井中， 并按照进入的先后顺序形成后备作业队列 的过程。 (2)作业调度：按某种调度策略选择后备作 业队列中的若干作业装入主存运行的过程。 (3)作业控制：在操作系统控制下，用户如 何组织他的作业并控制作业的运行。
操作系统教程课件 页 第 15
机械工业出版社
3.2.2 批处理作业的调度
提交状态
初始数据 初始数据 后备状态
运行状态
完成状态
…
源程序
机械工业出版社
3.1 作业管理概述
图3－1 作业控制过程
操作系统教程课件 第 5页
机械工业出版社
3.1 作业管理概述
3.作业控制方式 指用户根据操作系统提供的手段来说明作业加工步 骤的方式。 (1)批处理控制方式 用户使用 “作业控制语言”对作业执行的控制意 图编写成一份“作业控制说明书”，连同该作业的 源程序和初始数据一同提交给计算机系统，操作系 统将按照用户说明的控制意图来控制作业的执行。 采用该方式对作业进行控制时，其控制意图是事先 在脱机情况下说明的，且作业完全由操作系统自动 控制执行。因此，该控制方式又称自动控制方式或 脱机控制方式。 采用该方式的作业称“批处理作业”，又称“脱机 作业”。 操作系统教程课件 第 6页 机械工业出版社
操作系统教程课件 第 7页
机械
3.2.1 3.2.2 3.2.3 3.2.4
批处理作业输入 批处理作业的调度 作业调度算法 批处理作业的控制
操作系统教程课件
第 8页
机械工业出版社
3.2 批处理作业的管理
根据作业进入系统的过程，可将作业管理 功能分成三部分： (1)作业输入：把作业装入辅存输入井中， 并按照进入的先后顺序形成后备作业队列 的过程。 (2)作业调度：按某种调度策略选择后备作 业队列中的若干作业装入主存运行的过程。 (3)作业控制：在操作系统控制下，用户如 何组织他的作业并控制作业的运行。
操作系统教程课件 页 第 15
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3.2.2 批处理作业的调度
提交状态
初始数据 初始数据 后备状态
运行状态
完成状态
…
源程序
操作系统与用户的接口
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2.1操作系统与用户的接口
4．用户接口的发展 随着个人计算机的不断普及，缺乏计算机专业知识的周户越
来越多，如何不断更新技术，提供形象直观、功能强大、使 用简便、容易掌握的新一代用户界面，便成为操作系统领域 的一个热门的课题。多媒体、多通道及智能化技术的发展与 应用，加速了新一代用户界面的开发进程，取得了较大的成 功。例如，具有沉浸式和临场感的虚拟现实( virtual reality) 应用环境已走向实用。有理由相信，在不久的将来，人们可 以用语音、自然语言、手势、面部表情、视线跟踪等更加自 然和方便的手段进行输入，而计算机的输-也会给用户带来立 体视觉、听觉和嗅觉等。总之，新一代用户界面具有以用户 为中心，自然、高效、无地点限制
2.3.2作业控制块 当建立一个作业时，操作系统必须为每个作业创建一个作业
控制块(JCB)。JCB包含了对作业进行管理控制所必需的信息， 它是作业存在与否的唯一标识，体现了一个作业的生命周期。 JCB在作业的整个运行中始终存在，且内容不断变化，当作 业完成后，系统会撤消其JCB，同时释放作业占用的资源。 JCB中所包含的信息因系统而异，但所包含的主要内容是一 样的。 JCB中的信息主要根据用户提供的作业控制信息及系统为作 业分配资源的情况来填写，并且根据作业运行情况动态改变。 JCB内容是作业调度的依据。一般JCB包含以下内容。
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2.1操作系统与用户的接口
操作系统负责管理这种通信的部分称为用户接口或用户界面。 用户通过操作系统使用和控制计算机，不再与裸机发生直接 关系，因而操作系统便成了用户和计算机之间的接口。该接 口通常是以命令或系统调用的形式呈现在用户面前的，前者 直接提供给用户在键盘终端上使用，后者提供给用户在编程 时使用，通常分别将它们称为命令接口和程序接口。
2.1操作系统与用户的接口
4．用户接口的发展 随着个人计算机的不断普及，缺乏计算机专业知识的周户越
来越多，如何不断更新技术，提供形象直观、功能强大、使 用简便、容易掌握的新一代用户界面，便成为操作系统领域 的一个热门的课题。多媒体、多通道及智能化技术的发展与 应用，加速了新一代用户界面的开发进程，取得了较大的成 功。例如，具有沉浸式和临场感的虚拟现实( virtual reality) 应用环境已走向实用。有理由相信，在不久的将来，人们可 以用语音、自然语言、手势、面部表情、视线跟踪等更加自 然和方便的手段进行输入，而计算机的输-也会给用户带来立 体视觉、听觉和嗅觉等。总之，新一代用户界面具有以用户 为中心，自然、高效、无地点限制
2.3.2作业控制块 当建立一个作业时，操作系统必须为每个作业创建一个作业
控制块(JCB)。JCB包含了对作业进行管理控制所必需的信息， 它是作业存在与否的唯一标识，体现了一个作业的生命周期。 JCB在作业的整个运行中始终存在，且内容不断变化，当作 业完成后，系统会撤消其JCB，同时释放作业占用的资源。 JCB中所包含的信息因系统而异，但所包含的主要内容是一 样的。 JCB中的信息主要根据用户提供的作业控制信息及系统为作 业分配资源的情况来填写，并且根据作业运行情况动态改变。 JCB内容是作业调度的依据。一般JCB包含以下内容。
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2.1操作系统与用户的接口
操作系统负责管理这种通信的部分称为用户接口或用户界面。 用户通过操作系统使用和控制计算机，不再与裸机发生直接 关系，因而操作系统便成了用户和计算机之间的接口。该接 口通常是以命令或系统调用的形式呈现在用户面前的，前者 直接提供给用户在键盘终端上使用，后者提供给用户在编程 时使用，通常分别将它们称为命令接口和程序接口。
第三章作业管理
第三章作业管理3. 1 学习指导操作系统为用户提供两个接口，一个是系统为用户提供的各种命令接口，用户利用这些操作命令来组织和控制作业的执行或管理计算机系统一个是程序接口，编程人员使用它们来请求操作系统服务。
按命令方式对作业控制方式的不同，可将命令接口分为联机命令接口和脱机命令接口。
联机命令接口又称交互式命令接口，它由一组键盘操作命令组成。
用户通过控制台或终端键入操作命令，向系统提出各种服务要求。
在微机系统中，通常把键盘命令分为内部命令和外部命令两大类。
脱机命令接口也称批处理命令接口，它是一组作业控制命令(或称作业控制语言)组成。
脱机用户是指不能直接干预作业运行的用户，他们事先用相应的作业控制命令写成一份作业操作说明书，连同作业一起提交给系统，当系统调度到该作业时，由系统中的命令解释程序对作业说明书上的命令或作业控制语句逐条解释执行。
程序接口由一组系统调用组成。
用户通过在程序中使用这些系统调用来请求操作系统提供的服务。
所谓系统调用就是用户在程序中调用操作系统所提供的一些子功能。
具体地讲，系统调用就是通过系统调用命令中断现行程序，而转去执行相应的子程序，以完成特定的系统功能。
对操作系统而言，其所提供的系统调用命令条数、格式以及所执行的功能等都不尽相同。
系统调用命令是为了扩充机器指令、增强系统功能、方便用户使用而提供的。
因此，在一些计算机系统中，把系统调用命令称为广义指令。
广义指令与机器指令在性质上是不同的，机器指令是用硬件线路直接实现的，而广义指令则是由操作系统提供的一个或多个子程序模块实现的。
用户使用操作系统的主要目的是作业处理。
一个作业进入系统到运行结束，一般需经历收容、运行、完成三个阶段，与这三个阶段对应的作业处于后备、运行和完成三种状态。
作业调度的主要功能是按照某种原则从后备作业队列中选取作业进入主存，并为作业做好运行前的准备工作和作业完成后的善后处理工作。
常用的作业调度算法有：先来先服务、短作业优先、响应比高者优先、优先数优先等调度算法。
操作系统教程 (陈向群 杨芙清 著) 北京大学出版社
防止用户程序中破坏性的活动等等 10.中断的一般处理过程是怎么样的？多个中断同时发生呢？ 答：1）如书图 2.9(简单的中断处理过程)
2）如书图 2.12(一个多优先级中断系统中多个中断的处理示例) 11.请简述中断和操作体统的关系，操作系统是如何利用中断机制的？ 答： 中断机制是操作系统得以正常工作的最重要的手段 它使得 OS 可以捕获普通程序发出的系统功能调用 及时处理设备的中断请求 防止用户程序中破坏性的活动等等 12. 常用的 I/O 控制技术有那些？各有什么特点？ 答：常用的 I/O 控制技术有以下几种：程序控制，中断驱动以及直接存储器存取（DMA） 以及通道。 程序控制 I/O 技术：由处理器提供 I/O 相关指令来实现 I/O 处理单元处理请求并设置 I/O 状态寄存器相关位 不中断处理器，也不给处理器警告信息 处理器定期轮询 I/O 单元的状态，直到处理完毕 I/O 软件包含直接操纵 I/O 的指令 控制指令: 用于激活外设，并告诉它做什么 状态指令: 用于测试 I/O 控制中的各种状态和条件 数据传送指令: 用于在设备和主存之间来回传送数据 主要缺陷：处理器必须关注 I/O 处理单元的状态，因而耗费大量时间轮询信息，严重地降 低了系统性能 中断驱动 I/O 技术：为了解决程序控制 I/O 方法的主要问题
通道：独立于中央处理器，专门负责数据 I/O 传输的处理机 它对外设实现统一管理 代替 CPU 对 I/O 操作进行控制 使 CPU 和外设可以并行工作 通道又称为 I/O 处理机 引入通道的目的: 为了使 CPU 从 I/O 事务中解脱出来 同时为了提高 CPU 与设备、设备与设备之间的并行度
13.时钟对操作系统有什么重要作用？ 时钟为计算机完成以下必不可少的工作： 在多道程序运行环境中，为系统发现陷入死循环（编程错误）的作业，防止机时的浪费 在分时系统中，间隔时钟实现作业间按时间片轮转 在实时系统中，按要求的间隔输出正确时间信号给实时的控制设备（如 A／D、D/A 转换设 备） 定时唤醒要求延迟执行的各外部事件（如定时为各进程计算优先数，银行中定时运行某类 结账程序等） 记录用户使用设备时间和记录某外部事件发生时间 记录用户和系统所需要的绝对时间，即年、月、日
操作系统与用户的接口
系统调用是操作系统向用户提供程序一级的服务，用户程序 借助于系统调用命令来向操作系统提出各种资源要求和服务 请求。
不同的操作系统所提供的系统调用命令的条数、调用格式和 所完成的功能都不尽相同。
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2.1操作系统与用户的接口
从用户程序进入系统调用的执行过程大致为：首先，把系统 调用命令所需的参数或参数区首选首地址装入指定的通用寄 存器；然后设置一条调用指令（如“访管”指令或“软中断” 指令）；当用户程序执行到该条调用指令时，就转到系统调 用的处理程序。其处理过程如图2-2所示。
2.1.2命令接口 1．联机命令接口 联机命令接口由一组键盘操作命令组成，是用户以交互方式
请求操作系统服务的手段。用户通过终端或控制台输入操作 命令，向系统提出服务请求。 用户每输完一条命令，控制就转入操作系统的命令解释程序， 系统对该命令解释执行，完成指定的操作。执行完毕，控制 又转回终端或控制台，用户可接着输入下一条命令。如此反 复，直到作业完成。 键盘操作命令的作业控制方式灵活方便，用户可根据运行情 况随时干预自己的作业，但是，系统的资源利用率不太高。
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2.1操作系统与用户的接口
所有计算机的用户都是通过上述接口与操பைடு நூலகம்系统发生联系的。 作业管理涉及的是作业控制级接口的管理。
3．图形用户接口 图形用户接口是近些年一种比较流行的交互式接口。 图形用户接口采用了图形化的操作界面，用非常容易识别的
各种图标来将系统的各项功能、各种应用程序和文件直观地 表示出来。用户可通过鼠标、菜单和对话框来完成对应用程 序和文件的操作，此时用户已完全不必像使用命令接口那样 去记住各种子命令名及格式，从而把用户从繁琐且单调的操 作中解放出来，使计算机成为一种非常有效且生动有趣的工 具。
不同的操作系统所提供的系统调用命令的条数、调用格式和 所完成的功能都不尽相同。
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2.1操作系统与用户的接口
从用户程序进入系统调用的执行过程大致为：首先，把系统 调用命令所需的参数或参数区首选首地址装入指定的通用寄 存器；然后设置一条调用指令（如“访管”指令或“软中断” 指令）；当用户程序执行到该条调用指令时，就转到系统调 用的处理程序。其处理过程如图2-2所示。
2.1.2命令接口 1．联机命令接口 联机命令接口由一组键盘操作命令组成，是用户以交互方式
请求操作系统服务的手段。用户通过终端或控制台输入操作 命令，向系统提出服务请求。 用户每输完一条命令，控制就转入操作系统的命令解释程序， 系统对该命令解释执行，完成指定的操作。执行完毕，控制 又转回终端或控制台，用户可接着输入下一条命令。如此反 复，直到作业完成。 键盘操作命令的作业控制方式灵活方便，用户可根据运行情 况随时干预自己的作业，但是，系统的资源利用率不太高。
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2.1操作系统与用户的接口
所有计算机的用户都是通过上述接口与操பைடு நூலகம்系统发生联系的。 作业管理涉及的是作业控制级接口的管理。
3．图形用户接口 图形用户接口是近些年一种比较流行的交互式接口。 图形用户接口采用了图形化的操作界面，用非常容易识别的
各种图标来将系统的各项功能、各种应用程序和文件直观地 表示出来。用户可通过鼠标、菜单和对话框来完成对应用程 序和文件的操作，此时用户已完全不必像使用命令接口那样 去记住各种子命令名及格式，从而把用户从繁琐且单调的操 作中解放出来，使计算机成为一种非常有效且生动有趣的工 具。
第三章作业管理
第三章作业管理3. 1 学习指导操作系统为用户提供两个接口，一个是系统为用户提供的各种命令接口，用户利用这些操作命令来组织和控制作业的执行或管理计算机系统一个是程序接口，编程人员使用它们来请求操作系统服务。
按命令方式对作业控制方式的不同，可将命令接口分为联机命令接口和脱机命令接口。
联机命令接口又称交互式命令接口，它由一组键盘操作命令组成。
用户通过控制台或终端键入操作命令，向系统提出各种服务要求。
在微机系统中，通常把键盘命令分为内部命令和外部命令两大类。
脱机命令接口也称批处理命令接口，它是一组作业控制命令(或称作业控制语言)组成。
脱机用户是指不能直接干预作业运行的用户，他们事先用相应的作业控制命令写成一份作业操作说明书，连同作业一起提交给系统，当系统调度到该作业时，由系统中的命令解释程序对作业说明书上的命令或作业控制语句逐条解释执行。
程序接口由一组系统调用组成。
用户通过在程序中使用这些系统调用来请求操作系统提供的服务。
所谓系统调用就是用户在程序中调用操作系统所提供的一些子功能。
具体地讲，系统调用就是通过系统调用命令中断现行程序，而转去执行相应的子程序，以完成特定的系统功能。
对操作系统而言，其所提供的系统调用命令条数、格式以及所执行的功能等都不尽相同。
系统调用命令是为了扩充机器指令、增强系统功能、方便用户使用而提供的。
因此，在一些计算机系统中，把系统调用命令称为广义指令。
广义指令与机器指令在性质上是不同的，机器指令是用硬件线路直接实现的，而广义指令则是由操作系统提供的一个或多个子程序模块实现的。
用户使用操作系统的主要目的是作业处理。
一个作业进入系统到运行结束，一般需经历收容、运行、完成三个阶段，与这三个阶段对应的作业处于后备、运行和完成三种状态。
作业调度的主要功能是按照某种原则从后备作业队列中选取作业进入主存，并为作业做好运行前的准备工作和作业完成后的善后处理工作。
常用的作业调度算法有：先来先服务、短作业优先、响应比高者优先、优先数优先等调度算法。
第三章 作业管理
输入缓冲区和输出缓冲区：是在内存开辟的两大缓冲区。
输入缓冲区：暂存由输入设备送来的数据，以后再传送到输入
井。 输出缓冲区：暂存从输出井送来的数据，以后再传送给输出设 备。 预输入程序：模拟脱机输入时的外围控制机，将用户要求的数 据从输入机，通过输入缓冲区再送到输入井。当CPU需要输 入数据时，直接从输入井读入内存。
系统调用：是OS内提供的一些子程序，用户通
过称为特殊指令的命令调用这些子程序，以取
得OS的服务。
系统调用可以执行处理机的全部指令集。
系统调用命令：可看成是机器指令的扩充。机器指
令是由硬件执行，而系统调用命令由操作系统核心
解释执行。
用户程序只能执行处理机的非特权指令，用户程序
必须使用系统调用命令请求系统服务和进行资源请
2) 文件管理：创建、删除、打开、关闭、读/写文件，得 到和设置文件属性等。 3) 设备管理：请求、释放、读/写设备，得到的设置设备 属性，连接和卸下设备等。
4) 其他服务：得到和设置时间及日期，发送和接收消息
等。
2. 作业的控制方式
用户使用命令一级的接口来组织和控制作业运行： ① 脱机作业控制。主要用于批处理的作业控制。用户利
1. 后备状态：已送入外存输入井，建立作业控制块，并
把作业控制块放入作业后备队列。
2. 运行状态：一个作业被作业调度程序选中，且分配了
必要的资源和为其中的一个作业步建立了进程之后。 3. 完成状态：当作业运行完或错误中断时，作业进入完 成状态。 这三种状态的转换如图3.1所示。
进入状态
数据
后备状态
1. 系统保护
处理机的执行状态为竞争系统资源的各并发运行的进程提供保护 和共享的基础。 处理机的状态：管态(核心态)和目态(用户态)。 PSW：反映处理机硬件状态的处理机状态字，有一位指示CPU当前 状态（0为核心态，1为用户态）该状态的转换是在系统调用时由 硬件自动实现的。 处理机的指令： –特权级指令：是指关系系统全局的指令。如启动外部设备、设 置时钟、关中断、清主存等
操作系统作业管理和用户接口
操作系统作业管理和用户接口1. 引言操作系统是计算机系统中一种基本的软件系统，负责管理和协调计算机硬件和软件资源，为用户提供一个良好的用户接口。
作业管理和用户接口是操作系统的两个重要功能模块，本文将对这两个方面进行介绍和分析。
2. 作业管理作业管理是操作系统的重要功能之一，负责对计算机系统中的作业进行有效的管理和调度。
作业是用户提交给计算机系统执行的任务，包括程序、数据和作业控制信息等。
作业管理主要包括作业调度、作业状态管理和作业进程的管理。
2.1 作业调度作业调度是指决定哪个作业首先进入系统的过程。
常见的作业调度算法包括先来先服务（FCFS）、短作业优先（SJF）和时间片轮转等。
根据不同的调度算法，可以达到不同的调度目标，如最小化平均等待时间或最小化作业响应时间。
2.2 作业状态管理作业状态管理是指对作业状态的管理和控制。
常见的作业状态包括就绪状态、执行状态和完成状态。
操作系统通过作业控制块（JCB）来记录和管理作业的状态信息，包括作业标识、作业优先级、进程指针等。
2.3 作业进程管理作业进程管理是指对作业进程的管理和控制。
操作系统通过创建进程来执行作业，进程是程序在执行过程中的实体。
作业进程管理涉及到进程的创建、调度、同步和通信等操作。
3. 用户接口用户接口是操作系统与用户之间进行交互的接口，负责接收用户的命令和请求，并将相应的结果返回给用户。
用户接口通常包括命令行界面（CLI）和图形用户界面（GUI）两种形式。
3.1 命令行界面命令行界面是操作系统最早的用户接口形式，用户可以通过键盘输入命令来与操作系统进行交互。
命令行界面通常提供了一系列的命令和参数，用户可以根据需求来输入相应的命令，操作系统会执行相应的功能。
3.2 图形用户界面图形用户界面是一种使用图形化方式和图标进行操作的用户接口。
用户可以通过鼠标点击、拖拽等方式来与操作系统进行交互。
图形用户界面对于用户来说更加直观和易于使用，提供了丰富的图形和动画效果。
第三章 用户接口与作业调度
基本思想：以作业进入后备作业队列的先后次 序，作为作业调度程序挑选作业的依据。即哪个作 业在后备作业队列里等待的时间最长，下次调度即 是选中者，这当然是以其资源需求能够得到满足为 前提的。
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
2. 短作业优先作业调度算法
基本思想：要求每个用户对自己作业所需耗费的
3.3 交互式作业(Cont.)
终端命令解释程序 提示符$
读入终端命令
分析
No Yes Logout? 建立子进程 后台命令？ Yes 输出子进程号 Yes
记账
终止
内部命令？
No No
处理
等子进程结束
3.4 系统调用(SYSTEM CALL)
系统调用是操作系统提供给软件开发人员的 唯一接口，开发人员可利用它使用系统功能。 OS核心中都有一组实现系统功能的过程（子 程序），系统调用就是对上述过程的调用。
作业的组成
作业由程序、数据和作业说明书三部分组成。 • 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；
. 3 响应比高者优先作业调度算法
基本思想：在进行作业调度时，先计算每个
作业当时的响应比：
响应比 = ( 已等待时间 ) / ( 所需CPU时间 )
然后从中挑选出响应比最高的作业作为调度的对
象。
– 优点: 公平，吞吐率大 – 缺点: 增加择最高的作业。优先数
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
2. 短作业优先作业调度算法
基本思想：要求每个用户对自己作业所需耗费的
3.3 交互式作业(Cont.)
终端命令解释程序 提示符$
读入终端命令
分析
No Yes Logout? 建立子进程 后台命令？ Yes 输出子进程号 Yes
记账
终止
内部命令？
No No
处理
等子进程结束
3.4 系统调用(SYSTEM CALL)
系统调用是操作系统提供给软件开发人员的 唯一接口，开发人员可利用它使用系统功能。 OS核心中都有一组实现系统功能的过程（子 程序），系统调用就是对上述过程的调用。
作业的组成
作业由程序、数据和作业说明书三部分组成。 • 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；
. 3 响应比高者优先作业调度算法
基本思想：在进行作业调度时，先计算每个
作业当时的响应比：
响应比 = ( 已等待时间 ) / ( 所需CPU时间 )
然后从中挑选出响应比最高的作业作为调度的对
象。
– 优点: 公平，吞吐率大 – 缺点: 增加择最高的作业。优先数
第3章 操作系统用户接口与作业管理
运行状态
成
完 I/O
阻塞
时间片完
I/O
请 求
进入状态
后备状态
就绪
执行
终止状态
作业建立
作业调度
进程调度
终止作业
图3.1 作业的状态及其转换
3.2.3 作业控制级的接口
为了便于用户直接或间接地控制自己的作业，操作系统 向用户提供了命令接口，用户可通过该接口向作业发出命令 以控制作业的运行。 1. 联机用户接口 联机用户接口是为联机用户提供的，它由一组键盘操作 命令及命令解释程序组成。
3.2 作业管理概述
3.2.1 作业及其类型
3.2.2 作业的状态及其转换
3.2.3 作业控制级的接口
3.2.1 作业及其类型
1. 作业、作业步和作业步任务 作业是指用户提交给计算机进行加工的一个任务，它 是由用户程序、数据以及某种形式的控制信息所组成的。 通常，一个作业又可分为若干个顺序处理的作业步。 例如，在对一个用某高级语言编制的源程序进行调试处理 时，往往要经过编辑、编译、运行等几个作业步。其中的 每一个作业步又可进一步细分为若干个作业步任务。
(2) 作业控制 这是指用户通过操作系统提供的用户与操作系统的接 口，向系统发出各种命令，以管理自己的作业和控制作业 的运行。根据作业性质的不同，又可把作业控制分为脱机 作业控制和联机作业控制两种。 脱机作业控制是指操作系统利用作业说明书，对用户 提交的批量型作业进行控制；而联机作业控制是指用户利 用操作系统提供的一组键盘命令，对自己的作业进行控制。
2. 作业的类型
从调度的角度分类：
(1) 计算型作业。 (2) I/O型作业 从控制的角度分类：
(1) 脱机作业（批量型作业）
第2章 用户接口和作业管理讲解
22
小结
本章主要讲述了操作系统与用户之间的接口、系统调用、作业的基本概念以及批处理 作业的管理等内容。 1. 操作系统与用户之间的接口可以分为命令接口、程序接口和图形接口。 命令接口分为交互式命令接口和脱机命令接口。交互式命令同操作系统的通信是通过一 个I/O装置来实现的。程序接口通常由各种各样的系统调用所组成。操作系统编制了许多不 同功能的子程序，这些子程序通常包含特权指令，用户程序可以调用这些子程序从而得到 特权指令提供的功能，并且没有使用特权指令。由操作系统提供的这些子程序称为“系统 功能调用”程序。系统调用是操作系统提供给编程人员的唯一接口。系统调用在本质上是 应用程序请求操作系统核心完成某一特定功能的一种过程调用，是一种特殊的过程调用。 2.作业是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做的工作 的集合。 用户使用操作系统提供的“作业控制语言”对作业执行的意图写好一份“作业控制说明 书”，连同该作业的源程序和初始数据一同提交给计算机系统，操作系统按照用户说明的 控制意图来控制作业的执行，作业执行过程中，用户不进行干预，一切由操作系统按作业 控制说明书的要求自动地控制作业的执行。在这种控制方式下执行的作业就是批处理作业。 一个作业的建立过程包括两个子过程：一个是作业控制块JCB的建立，一个是作业的输入。 作业调度算法确定了从后备作业中选取作业投入运行的策略，本章介绍了先来先服务算法、 最短作业优先算法、响应比最高者优先算法、优先级调度算法和分类调度算法。一个作业 从进入计算机系统到运行结束，处于不同的状态，一般可以将作业的状态分成：提交状态、 后备状态、运行状态、完成状态。本章还分析了进程调度和作业调度的关系。
操作系统(第三版)
第2章 用户接口 和作业管理
2010年6月22日 1
操作系统用户接口与作业管理
操作系统用户接口与作业管理简介操作系统是计算机系统中非常重要的一部分，它负责管理计算机硬件和软件资源，提供用户与计算机系统之间的接口。
操作系统用户接口与作业管理是操作系统的两个重要组成部分。
操作系统用户接口提供了用户与操作系统之间的交互方式，使用户能够方便地使用计算机系统；而作业管理则负责调度用户提交的任务，并分配系统资源以完成任务。
操作系统用户接口操作系统用户接口是用户与操作系统之间的桥梁，用户通过用户接口来使用和操作计算机系统。
用户接口的种类多种多样，每种用户接口都有各自的特点和适用场景。
常用的用户接口包括命令行接口（CLI），图形用户接口（GUI），和Web用户接口（WebUI）等。
命令行接口（CLI）命令行接口是操作系统最基本的用户接口形式，用户通过在命令行输入命令来与操作系统交互。
命令行接口通常以文本形式出现，用户需记忆特定的命令语法并手动输入命令。
命令行接口的优点是灵活性和效率高，但对用户来说学习成本较高。
图形用户接口（GUI）图形用户接口是一种使用图形元素（如窗口、菜单、按钮等）来表示和操作的用户接口。
与命令行接口相比，图形用户接口更加直观和易于理解，用户可以通过鼠标操作和图形化界面完成各种任务。
图形用户接口的优点是易于使用和操作，但相对于命令行接口而言，效率稍低。
Web用户接口（WebUI）Web用户接口是基于Web技术构建的用户接口，用户可以通过浏览器访问Web页面与操作系统交互。
Web用户接口的优点是跨平台和易于部署，用户只需通过浏览器即可访问系统，无需安装额外的客户端软件。
Web用户接口在云计算等场景中得到广泛应用。
作业管理作业管理是操作系统的重要功能之一，它负责处理用户提交的任务，并按照一定的调度算法分配系统资源以完成任务。
作业管理的目标是高效地利用系统资源，提高系统吞吐量和响应速度。
作业调度作业调度是作业管理的核心，它负责为提交到系统的作业分配合适的资源并按照一定的调度策略进行调度。
2作业管理和用户接口
《操作系统》
二、作业管理和用户接口
J. X. Yang 信息与计算科学
内容回顾
一、操作系统引论
操作系统的定义
操作系统的特征
操作系统的发展 操作系统的分类 操作系统的结构(包括内核体系结构) 介绍了几种常用的操作系统： DOS、Windows、Unix及
Linux
第2页
内容回顾
SPOOLing系统
输入进程
输入设备
缓冲区
输出进程
输入井 输出井
CPU
输出设备
第11页
缓冲区
一、作业的组织和管理
SPOOLing系统的优点
提高了I/O速度。类似脱机输入/输出，缓和CPU和I/O
速度之间的矛盾。
将独占设备改造为共享设备。 SPOOLing 系统中所谓
的设备分配只是在输入输出井中分配一个存储区和建
作业输入
作业注册
作业调度 运行
作业终止
Job
输入
后备
就绪 执行 进程调度
等待
完成
第16页
一、作业的组织和管理
作业调度
系统调度一般分三种：高级调度，中级调度，低级调度。
作业调度属于“高级调度”，也称为宏观调度，其功能 为：检查系统是否满足作业的资源要求，并按一定算法
选取作业。
当作业调度程序选择到一个作业时，作业只是有资格获
教材中的定义：作业是用户在一次算题过程中或者一个
事务处理过程中要求计算机系统所做工作的总和，它是 用户向计算机系统提交一项工作的基本单位。为理解方 便我们可以将作业看作是一个任务。
第4页
一、作业的组织和管理
例子：到ATM机取款（作业）
可能的步骤
二、作业管理和用户接口
J. X. Yang 信息与计算科学
内容回顾
一、操作系统引论
操作系统的定义
操作系统的特征
操作系统的发展 操作系统的分类 操作系统的结构(包括内核体系结构) 介绍了几种常用的操作系统： DOS、Windows、Unix及
Linux
第2页
内容回顾
SPOOLing系统
输入进程
输入设备
缓冲区
输出进程
输入井 输出井
CPU
输出设备
第11页
缓冲区
一、作业的组织和管理
SPOOLing系统的优点
提高了I/O速度。类似脱机输入/输出，缓和CPU和I/O
速度之间的矛盾。
将独占设备改造为共享设备。 SPOOLing 系统中所谓
的设备分配只是在输入输出井中分配一个存储区和建
作业输入
作业注册
作业调度 运行
作业终止
Job
输入
后备
就绪 执行 进程调度
等待
完成
第16页
一、作业的组织和管理
作业调度
系统调度一般分三种：高级调度，中级调度，低级调度。
作业调度属于“高级调度”，也称为宏观调度，其功能 为：检查系统是否满足作业的资源要求，并按一定算法
选取作业。
当作业调度程序选择到一个作业时，作业只是有资格获
教材中的定义：作业是用户在一次算题过程中或者一个
事务处理过程中要求计算机系统所做工作的总和，它是 用户向计算机系统提交一项工作的基本单位。为理解方 便我们可以将作业看作是一个任务。
第4页
一、作业的组织和管理
例子：到ATM机取款（作业）
可能的步骤
第三章用户接口及交互式技术
3.2：逻辑输入设备与输入处理
逻辑输入设备
笔划设备：
笔划设备的输入等于多次调用定位设备，产生一系列的坐 标值，根据产生的坐标值可产生多边形和曲线等。 可以看成是对定位设备的连续调用。 许多用来定位的图形输入设备都可以作为笔划设备，如鼠 标、跟踪 球、操纵杆的连续移动都可以 输入一系列坐标位臵。 数字化仪是一种最典型的笔划设备， 选择流工作方式后并按下游标上的输入键， 数字化仪进入连续工作模式，当游标在数 字化板上移动时，可以产生一连串的坐标 值。这种功能在画不规则图形时特别有用。
3.2：逻辑输入设备与输入处理
逻辑输入设备
根据图形输入信息的不同性质，GKS和PHIGS把输入设备在逻 辑上分为六种逻辑输入设备。 对于这些设备可以从三个层次上来评价： ⒈设备层：关注设备的 名称 基本功能 硬件性能； 定位设备(Locator) 指定一个点的坐标位臵(x,y) ⒉任务层：这一层对相 笔划设备(Stroke) 指定一系列点的坐标 同的交互任务用不同的交互 数值设备(Valuator) 输入一个整数或实数 设备来比较交互技术； 字符串设备(String) 输入一串字符 ⒊对话层：不对单个交 选择设备(Choice) 选择某个菜单项 互任务进行比较，而是对一 拾取设备(Pick) 选择显示着的图形的组成部分 系列的交互任务进行比较；
3.2：逻辑输入设备与输入处理
逻辑输入设备
字符串设备：
字符串设备用来输入一串字符。 最常用的字符串设备是键盘，手 写体识别输入及语音识别输入也是极 有前途的字符串输入方法。 后两种方法涉及到模式识别技术。 首先需要有各种字符特征的字典或通 过用户说一段话建立用户的语音字典， 然后进行书写或朗读，利用模式识别 提取字符或语音的特征，再到相应的 字典中找出字符来。
操作系统》第2章作业管理和用户接口ppt课件
2019/3/8
HZAU 理学院计算机系 姚娟
14
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 On Line)：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；
2019/3/8
HZAU 理学院计算机系 姚娟
2
操作系统的用户界面（或称接口）是操作 系统提供给用户与计算机打交道的外部机 制。用户能够借助这种机制和系统提供的 手段来控制用户所在的系统。
命令接口，是为用户提供的直接使用接口，用
户利用这些命令可以组织和控制作业的执行或 管理计算机系统； 程序接口，是为用户提供的间接使用接口，用 户利用这个接口在设计程序时调用操作系统的 相应功能。
陷
入 指
令
2019/3/8
HZAU 理学院计算机系 姚娟
7
系统调用与普通过程调用的相同点和不同 点 相同点
改变指令流程 重复执行和公用 改变指令流程后需要返回原处
不同点
执行状态不同
进入方式不同
返回不同 嵌套或递归调用
2019/3/8 HZAU 理学院计算机系 姚娟 8
交给计算中心（或机房），隔一段时间去机房
取结果。
是描述批处理作业控制执行的标准，是对用户
作业组织和管理命令的集合，是系统提供给用 户用来描述其作业控制意图的工具。
2019/3/8 HZAU 理学院计算机系 姚娟 10
操作系统-第2章作业管理和用户接口
联机命令接口处理的是交互式作业，它的控制方式有 三种，即键盘命令、菜单控制和窗口控制。
脱机命令接口
也称批处理用户接口，它用于脱机作业控制。 脱机作业控制又分为作业控制卡和作业说明书两种方
式。由一组作业控制命令组成 。
2019/11/26
HZAU 理学院计算机系 姚娟
9
作业控制语言
源，输出必要的信息，撤消该作业的全部进程 (PCB) 和作业控制块 JCB。
2019/11/26
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18
调度原则：
公平，合理，使用户满意 提高系统资源利用率，如提高系统吞吐量
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
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。
2019/11/26
HZAU 理学院计算机系 姚娟
22
先来先服务调度算法和短作业优先调度算法
作业存在的唯一标志，是系统为管理作业所设 置的一个数据结构，存放了管理和控制作业所 必需的信息
内容简介：作业名、当前状态、资源要求清单 （外设号、内存大小、文件量）、资源使用情 况（时间记录：进入、开始运行、已运行时间、 内存地址）、作业类型（占CPU时间、I/O吞 吐量、响应时间要求）、优先权等
2019/11/26
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2
操作系统的用户界面（或称接口）是操作 系统提供给用户与计算机打交道的外部机 制。用户能够借助这种机制和系统提供的 手段来控制用户所在的系统。
脱机命令接口
也称批处理用户接口，它用于脱机作业控制。 脱机作业控制又分为作业控制卡和作业说明书两种方
式。由一组作业控制命令组成 。
2019/11/26
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作业控制语言
源，输出必要的信息，撤消该作业的全部进程 (PCB) 和作业控制块 JCB。
2019/11/26
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18
调度原则：
公平，合理，使用户满意 提高系统资源利用率，如提高系统吞吐量
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
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。
2019/11/26
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22
先来先服务调度算法和短作业优先调度算法
作业存在的唯一标志，是系统为管理作业所设 置的一个数据结构，存放了管理和控制作业所 必需的信息
内容简介：作业名、当前状态、资源要求清单 （外设号、内存大小、文件量）、资源使用情 况（时间记录：进入、开始运行、已运行时间、 内存地址）、作业类型（占CPU时间、I/O吞 吐量、响应时间要求）、优先权等
2019/11/26
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操作系统的用户界面（或称接口）是操作 系统提供给用户与计算机打交道的外部机 制。用户能够借助这种机制和系统提供的 手段来控制用户所在的系统。
第二张 用户接口与作业管理
• 执行状态：一个作业被作业调度程序选中，并分配了必要 的资源，建立了相应的进程后就进入了执行状态。
• 完成状态：当作业正常运行结束或因发生错误而终止时作 业就进入了完成状态。
2020/7/12
1. 作业的状态和处理流程
spooling输入
spooling输出
后备状态
作业登录
作业调度
运行状态 作业控制
2020/7/12
• 单道批处理系统的作业调度算法 • （1）先来先服务（FCFS）调度算法 • (2) 最短作业优先（SJN）调度算法 • （3）响应比高者优先（HRN）调度算法 • （4）优先数调度算法 • （5) 均衡调度算法
2020/7/12
2．2．4 批处理作业的控制
• 一个批处理控制方式的作业被作业调度程序选中 后，操作系统按照用户组织作业时所规定的控制 要求去控制作业的执行。一个作业往往要分几个 作业步执行，一般来说，总是按作业步的顺序控 制作业的执行，即一个作业步执行结束后，就顺 序取下一个作业步继续执行，直到最后一个作业 步完成，整个作业就执行结束。
2020/7/12
2．1．1 作业的定义
2020/7/12
• 作业步 • 任何一个作业都要经过若干加工步骤才能得到
结果，我们把作业中的每一个相对独立的加工 步骤称为一个“作业步” 。 • 作业流 • 在批处理系统中，把若干个作业按某种次序合 成一批而形成作业流。 • 作业这一概念一般用于早期批处理系统和现在 的大型机、巨型机系统中，对于广为流行的微 机和工作站系统，人们一般不太使用作业的概 念。
I/O繁忙的作业，即I/O型作业。 • ④ 对所有的作业都是公平合理的。这就
要求对每个作业公平对待，不无故地或 无限期地拖延一个作业的执行。
• 完成状态：当作业正常运行结束或因发生错误而终止时作 业就进入了完成状态。
2020/7/12
1. 作业的状态和处理流程
spooling输入
spooling输出
后备状态
作业登录
作业调度
运行状态 作业控制
2020/7/12
• 单道批处理系统的作业调度算法 • （1）先来先服务（FCFS）调度算法 • (2) 最短作业优先（SJN）调度算法 • （3）响应比高者优先（HRN）调度算法 • （4）优先数调度算法 • （5) 均衡调度算法
2020/7/12
2．2．4 批处理作业的控制
• 一个批处理控制方式的作业被作业调度程序选中 后，操作系统按照用户组织作业时所规定的控制 要求去控制作业的执行。一个作业往往要分几个 作业步执行，一般来说，总是按作业步的顺序控 制作业的执行，即一个作业步执行结束后，就顺 序取下一个作业步继续执行，直到最后一个作业 步完成，整个作业就执行结束。
2020/7/12
2．1．1 作业的定义
2020/7/12
• 作业步 • 任何一个作业都要经过若干加工步骤才能得到
结果，我们把作业中的每一个相对独立的加工 步骤称为一个“作业步” 。 • 作业流 • 在批处理系统中，把若干个作业按某种次序合 成一批而形成作业流。 • 作业这一概念一般用于早期批处理系统和现在 的大型机、巨型机系统中，对于广为流行的微 机和工作站系统，人们一般不太使用作业的概 念。
I/O繁忙的作业，即I/O型作业。 • ④ 对所有的作业都是公平合理的。这就
要求对每个作业公平对待，不无故地或 无限期地拖延一个作业的执行。
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5.批处理作业的控制
• 作业调度程序将该选择好的作业交给作业控制进 程, 由该进程控制作业运行 • 作业控制进程：主要负责控制作业的运行，具体 解释执行作业说明书的每一个作业步，并创建子 进程来完成相应步骤 • 对应每一处于执行状态的作业有一作业控制进程 • 作业的执行结果（输出数据）被送到磁盘上的输 出井
JO B1 JO B2 JO B3 JO B4
最高响应比优先作业算法计算结果
批处理作业的调度（5/9）
例子2
在两道环境下有四个作业 已知它们进入系统的时间、估计运行时间 系统采用短作业优先作业调度算法，作业被调度 运行后不再退出 当一新作业投入运行后，可按照作业运行时间长 短调整作业执行的次序（进程调度层） 请给出这四个作业的执行时间序列，并计算出 平均周转时间及带权平均周转时间
平均带权周转时间
1 Ti W＝（ ∑ ）× n i =1 ri
n
ri 为某作业i的实际执行时间
T：衡量不同调度算法对同一个作业流的性能 W：同一调度算法对不同作业流的性能衡量
批处理作业的调度（4/6）
（3）常见的批处理作业调度算法
• 先来先服务算法（FCFS：First Come First Serve） • 最短作业优先算法（SJF：Shortest Job First） • 最高响应比优先算法 （HRN：Highest Response Ratio Next）
作业和进程的状态转换图
3.作业的建立
（1）作业的输入
将作业的程序、数据和作业说明书从输入 设备（例如键盘）输入到磁盘上的输入井 典型作业输入方式
– SPOOLing技术——预输入
（2）建立数据结构JCB
在系统把作业各部分内容输入到磁盘上的输入井之后 根据作业说明书和作业各部分在磁盘的位置等信息 建立作业控制块JCB
批处理作业的调度（2/6）
（2）调度算法性能的衡量
作业平均周转时间 假定某一作业进入“输入井”的时间为Si， 它被选中执行，得到计算结果的时间为Ei 它的周转时间为Ti ＝Ei – Si 则作业平均周转时间为： T＝（ ∑ Ti ）×
i =1 n
1 n
n为被测定作业流中的作业数
批处理作业的调度（3/6）
JO B1 JO B2 JO B3 JO B4
8： 00 10： 10： 00 10： 10： 50 11： 11： 00 11： = 112. 5 W = 4. 975
先来先服务调度算法计算结果
批处理作业的调度（3/9）
作业 估计运 开始时 结束时 行时间 间 间 （分钟） 8： 00 120 8： 00 10： 00 50 10： 30 11： 20 8： 50 9： 00 10 10： 00 10： 10 9： 50 20 10： 10 10： 30 作业平均周转时间 T = 95 作业带权平均周转时间 W = 3. 25 进入时 间 周转时 带权周 间 转时间 （分钟） 120 1 3 150 70 7 40 2 380 13
1、终端处理程序
• 交互式命令接口：用户同操作系统的通信通过一个 输入/输出装置来实现 • I/O装置一般是显示终端 输入通过键盘：在有的系统中，可通过指示装置（ 例如鼠标）输入 系统输入呈现在显示屏幕上，一次显示若干正文行 某些系统中，提供图形显示功能 • 不管哪种I/O方式，这个终端装置是由一个终端处 理程序管理和控制
作业调度算法应用例子（1/9）
例子1
• 假设在单道批处理环境下有四个作业，已知它 们进入系统的时间、估计运行时间 应用先来先服务、最短作业优先和最高响应 比优先作业调度算法，分别计算出作业平均周 转时间和带权的平均周转时间
批处理作业的调度（2/9）
作业 估计运 行时间 （分钟） 8： 00 120 8： 50 50 9： 00 10 9： 50 20 作业平均周转时间 T 作业带权平均周转时间 进入时 间 开始时 间 结束时 间 00 50 00 20 周转时 带权周 间 转时间 （分钟） 120 1 120 2. 4 120 12 90 4. 5 450 19. 9
2、命令解释程序
命令解释程序有两种处理方法： （1）由终端命令解释程序直接处理 在没有创建子进程功能的系统中 终端命令通常由对应的命令解释程序处理 在这样系统中，仅有一个进程对应一个终端用户 （2）由子进程代为处理 • 在具有创建子进程功能的系统中，对于较为单纯的 命令，如列目录，拷贝文件等，命令解释程序本身 便能完成，此时由命令解释程序直接处理 • 对较复杂命令，如对于C源程序进行编译，命令解 释程序本身不能处理，此时创建一个子进程，并由 该子进程运行C编译程序
批处理作业的调度（6/9）
作业 估计运 开始时 行时间 间 （分钟） 10： 00 30 10： 00 10： 05 20 10： 05 10： 10 5 10： 25 10： 20 10 10： 30 作业平均周转时间 T = 31. 25 作业带权平均周转时间 W = 2. 3 进入时 间 结束时 间 11： 10： 10： 10： 05 25 30 40 周转时 带权周 间 转时间 （分钟） 2. 167 65 20 1 20 4 20 2 125 9. 167
4.批处理作业的调度（1/6）
作业调度 • 按照一定的算法从输入井中的后备作业队列中选取 作业，将其投入内存运行 调度的关键 在于 选择恰当的算法
（1）调度算法评价
调度实质上是一个策略问题 设定的目标往往是相互冲突的
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
作业的基本概念（4/5）
（6）作业控制块
（JCB：Job Control Block） • 记录系统管理作业所需要的全部信息 • 作业控制块是批处理作业存在的标志 • 位于磁盘固定区域中（长度固定）
作业的基本概念（5/5）
• 作业控制块的内容 作业控制块中所包含信息 的数量及内容因系统而异 • 作业控制块的建立 初始化的大部分信息取自 作业说明书 • 作业控制块的撤消 作业完成后，其作业控制 块由系统输出程序撤消
批处理作业的调度（9/9）
例子2的解题分析过程（2/2）
10：10，JOB3到达输入井，内存已有两作业 JOB3不能马上进入内存； 10：20，JOB4也不能进入内存 10：25，JOB2运行结束，退出，内存中剩下JOB1 输入井中有两作业JOB3和JOB4，如何调度？ • 作业调度算法：最短作业优先 因此JOB3进入内存 比较JOB1和JOB3运行时间 JOB3运行时间短，故JOB3运行 同样，JOB3退出后，下一个是JOB4 JOB4结束后，JOB1才能继续运行
作业的基本概念（2/5）
（3）典型的作业步
库函数 动态库函 数 子程序 源程序 输入数据
编译
目标 程序 段
连接装配
目标 程序
运行
计算结果
作业的基本概念（3/5）
（4）作业说明书 表达用户对作业的 控制意图 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 内容： • 作业的基本描述 • 作业控制描述 • 资源要求描述 （5）作业控制语言 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
6.作业退出
• 把输出结果从磁盘上的输出井送到输出设备上 （启动缓输出进程完成） • 回收各种资源 典型作业输入方式
– SPOOLing技术——缓输出
三、 交互式系统的作业管理
命令接口
在操作系统与计算机用户之间提供易于理解的双向 通信机制 基本任务： • 解释命令，传送命令以便执行 • 接受系统信息，提交给用户（以响应语言的形式） 接口包括： 一组联机命令，终端处理程序，命令解释程序
2.程序级接口
系统为用户在程序一级提供有关服务而设置 由一组系统调用命令组成 (1)负责管理和控制运行的程序 (2)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
二、批处理系统作业处理
1.基本概念（1/5）
（1）作业 用户在一次计算过程中，或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”
JO B1 JO B2 JO B3 JO B4
最短作业优先作业算法计算结果
批处理作业的调度（4/9）
作业 估计运 开始时 行时间 间 （分钟） 8： 00 120 8： 00 8： 50 30 10： 10 9： 00 10 10： 00 9： 50 20 11： 00 作业平均周转时间 T = 102. 5 作业带权平均周转时间 W = 4. 2 进入时 间 结束时 间 10： 11： 10： 11： 00 00 10 20 周转时 带权周 间 转时间 （分钟） 120 1 130 4. 3 70 7 90 4. 5 410 16. 8
3、命令语言
命令语言规定由OS执行的一系列操作 • 在一般的命令语言中，用户通过打入称为命令行 的一行指令来规定每一个动作 • 每一命令行以命令开始，它标识所要执行的操作 • 大多数命令是用运行一个程序来执行所请求的操 作 多数命令行中要给出一些参数, 每一命令语句实 际上是带有参数的一个过程调用
批处理作业的调度（8/9）
例子2的解题分析过程（1/2）
10：00，JOB1进入，只有一作业，JOB1被调入执行 10：05，JOB2到达，最多允许两个作业同时进入 所以JOB2也被调入 • 内存中有两道作业，要执行哪一个？ 题目规定当一个新的作业投入运行后，可按作业运行时 间长短调整执行次序，即基于优先数可抢占式调度策略 优先数是根据作业估计运行时间大小来决定的 由于JOB2运行时间（20分）比JOB1少 （到10：05，JOB1还需25分钟） 所以JOB2运行，而JOB1等待