操作系统东南大学滕至阳chapter2

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第二章,作业管理,2.1 什么叫作业,用户交给计算机做的工作称为作业,作业由程序、数据、作业说明书3部分组成,批处理作业和交互式作业,脱机是批处理作业的主要特征,交互式作业以联机为主要特征,1,第二章,作业管理,2.2 操作系统提供的用户界面,界面有时又称为接口,操作系统提供程序界面、联机用户界面、脱机用户界面,2.2.1 程序界面,它由一组系统调用命令,(,简称系统调用或广义指令或访 管指令,),组成。每条系统调用命令都对应一个由操作系统设计者事先编制好的、能完成某些特定功能的例行程序,系统调用在程序一级上为用户提供支持，所以称为程序界面,2,2.2.2 UNIX系统调用执行过程,第二章,作业管理,执行系统调用例行程序模块时涉及到处理机运行状态的改变：从用户态转到核心态，执行完例行程序后再返回用户态。UNIX的系统调用命令是通过中断机构“陷入”(trap)操作系统核心。,（,图2-1,图2-2,）,3,数据段,Trap,参数 1,参数 2,程序正文段,Trap,参数 1,参数 2,返回处,程序正文段,Trap,00,指针,返回处,(a) 直接自带参数,(b) 间接自带参数,图2-1 自带参数的两种形式,4,图2-2,编号,0,1,2,3,4,63,自带参数个数,例行程序入口地址,0,&nullsys,0,&renit,&fork,2,&write,2,&read,0,&nosys,&read,5,第二章,作业管理,由键盘命令和屏幕命令组成。键盘命令是由联机用户在,交互式终端上通过键盘键入的命令,屏幕命令的输入主要是靠鼠标器的点击，拖曳，移动,2.2.3 联机用户界面,6,2.2.4 键盘命令执行过程,“启动”终端处理程序中的命令解释程序,终端处理进程转回键盘监督程序，等待后续命令,的键入，如此循环直到终端被注销,第二章,作业管理,首先键入一个完整的命令,7,第二章,作业管理,2.2.5 屏幕命令执行过程,图2-3 Windows 95下多个消息队列的分派,8,/ Start of fragment,/ Acquire and dispatch messages until a WM_QUIT message is received.,while (GetMessage(&msg,/ Message structure,NULL / Handle of window receiving the message,0, / Lowest message to examine,0) / Highest message to examine,if (!TanslateAccelerator (msg.hwnd, hAccelTable, &msg) ,TranslateMessage(/ Translates virtual key codes,DispatchMessage(/ Dispatches message to window, /end of fragment,9,/ Start of fragment,switch (message),case WM_COMMAND: / Message:command,from application menu,#if defined (_WIN32),wmId =LOWORD(uParam);,wmEvent=HIWORD(uParam);,#else,wmId =uParam;,wmEvent=HIWORD(lParam);,#endif,10,switch (wmId) ,case IDM_ABOUT:,lpProcAbout=MakeProcInstance(FARPROC)About,hInst);,DialogBox(hInst ,/ Current instance,AboutBox,/ Dlg resource to use,hWnd,/ Parent handle,(DLGPROC)lpProcAbout):/ About() instance address,FreeProcInstance(lpProcAbout);,break;,11,case IDM_EXIT:,DestroyWindow (hWnd);,break;,default:,return (DefWindowProc(hWnd, message, uParam,lParam);,break;,12,case WM_DESTROY: / Message: window,being destroyed,PostQuitMessage(0);,break;,default: / Passes it on if unprocessed,return(DefWindowProc(hWnd, message,uParam, lParam);,return (0);,/end of fragment,13,2.2.6 脱机用户界面,它由一组作业控制命令组成。这组作业控制命令,带有浓厚的编程语言特征，所以又被称为作业控,制语言,用C-Shell语言编写的作业说明书(,图2-4,),第二章,作业管理,14,86% nroff,-,mm glossary glossary.out &,1 26025,87% date &,2 26026,Sat May 4 22:07:03 NDT 1997,2 Done date,88% find /,-,name ace,-,print findout &,2 26041,89% jobs,1,-,running nroff,-,mm glossary glossary.out,2 +running find /,-,name ace,-,print findout,图,2-4,用,C-Shell,编写的作业说明书：,15,2.2.7 用户界面现状与发展,屏幕的功能将更丰富,屏幕命令的接受部件将更加智能化,第二章,作业管理,16,第二章,作业管理,2.3 交互式作业管理,交互式作业有一个输入(编辑)、编译、运行、,调试、再编译、再运行的反复过程,17,2.4 批处理作业管理,图2-5 批处理作业的状态变换,第二章,作业管理,18,2.4.1 SPOOLing,输入与输出,SPOOLing(Simultaneous Peripheral Operations On Line),的含义是外围设备同时联机操作,带有SPOOLing的系统示意图（,图2-6,）,第二章,作业管理,19,图2,6,带有SPOOLING的系统示意图,20,2.4.2 作业登录,作业登录程序负责为作业建立,JCB,作业名、作业类别,(,多,CPU,或多,I/O),、作业估计运行时间,作业优先级、作业说明书内部名、程序语言类型,主存需求量、外存需求量、作业状态,第二章,作业管理,21,作业外存地址,(,输入井，输出井,),、作业登录时间,2.4.2 作业登录,第二章,作业管理,撤离时间等用于管理该作业的全部信息, JCB,是作业在系统内存在与否的唯一标记,所有作业的,JCB,被链接在一起，习惯上称为作业队列,22,2.4.3 作业撤离,从作业队列上取下该作业的,JCB,，释放,JCB,中,指明的各种资源,第二章,作业管理,释放,JCB,本身所占的主存区域,启动作业调度程序新选下一道作业,本程序休止,23,2.4.4 作业调度,通常对调度算法的性能有如下评估公式：,(1)CPU,利用率,U,p,CPU,有效工作时间,CPU,总的,运行时间,(2),吞吐量完成的作业道数完成的时间,(,小时,),(3),作业平均周转时间,T,和带权平均周转时间,W,第二章,作业管理,T=,n,1,_,i=1,n,T,i,，其中Ti=作业i的完成时刻-作业提交时刻,n为进入运行状态的作业道数,W=,n,1,_,i=1,n,W,i,，其中Wi=Ti/作业实际运行时间,24,2.4.4 作业调度,常见的作业调度算法有：,(1),先来先服务,(FCFS),(2),短作业优先,(SJF),(3),响应比高者优先,(HRN),(4),优先级法,（,举例,）,作业调度举例（,图2-7,）,第二章,作业管理,25,（优先级算法举例）,作业号,进入输入井时间,要求计算时间,要求主存大小,1,8:00,25分钟,15KB,1台,1台,2,8:20,10分钟,30KB,0,1台,3,8:20,20分钟,60KB,1台,0,4,8:30,20分钟,20KB,1台,0,5,8:35,15分钟,10KB,1台,1台,申请磁带机数量,申请打印机数量,26,2.4.5 作业控制,作业控制程序实际上是作业控制命令的解释执,行程序，它根据用户作业说明书，逐条解释执,行其命令,第二章,作业管理,27,2.4.5 作业控制,某作业说明书的一个片段：,cc f1.c /*编译f1模块，生成f1.obj文件*/,cc f2.c /*编译f2模块，生成f2.obj文件*/,link f1.obj f2.obj f.exe -lib,第二章,作业管理,28,2.4.5 作业控制,在多处理机环境下，作业控制程序有识别,作业 步并行关系的能力和任务分派能力,作业控制程序同样要能控制并发程序,作业控制程序被启动后以进程的方式运行，称为作业控制进程，它是运行态作业的祖先进程，再由祖先进程创建子孙进程，形成作业的进程家族,第二章,作业管理,29,2.4.6 作业与进程,进程,(process),就是为描述任务的动态行为而提出的,第二章,作业管理,作业,(,任务,),是由多个进程组成的，作业的资源需求,量等于它的进程拥有的资源数量之和,现代操作系统把进程作为申请资源的基本单位，把,线程作为任务执行的基本单位,30,