【操作系统学习笔记（一）】之作业管理和用户接口

Myth丶恋晨 2023-10-07 15:55 11阅读 0赞

#### 文章目录 ####

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     *  一． 作业管理和用户接口
     *   *  （一） 作业的组织和管理
         *   *  1. 作业
             *  2. 作业的分类
             *   *  （1） 脱机作业
                 *  （2） 联机作业
             *  3. 作业的组成
             *  4. 作业的处理过程
             *  5. 作业的输入输出方式
             *   *  （1） 联机输入输出
                 *  （2） 脱机输入输出
                 *  （3） SPOOLING系统
                 *  （4） SPOOLING优势
             *  6. 作业控制块
             *   *  （1） 概述
                 *  （2） 作业后备队列
             *  7. 作业调度
             *   *  （1） 高级调度（作业调度）
                 *  （2） 中级调度（对换调度）
                 *  （3） 低级调度（进程级调度）
             *  8. 作业调度算法的评价标砖
             *   *  （1） CPU利用率
                 *  （2） 吞吐量
                 *  （3） 周转时间
             *  9. 作业调度算法
             *   *  （1） 先来先服务（FCFS）
                 *  （2） 短作业优先调度（SJF）
                 *  （3） 最高响应比优先调度（HRP）
         *  （二） 作业控制方式
         *   *  1. 脱机作业控制
             *  2. 联机作业控制
         *  （三） 系统功能调用
         *   *  1. 概述
             *  2. 程序状态
             *  3. 特权指令
             *  4. 访管指令
             *  5. 系统调用和普通过程调用的区别

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### 一． 作业管理和用户接口 ###

#### （一） 作业的组织和管理 ####

##### 1. 作业 #####

作业是用户在一次事务请求过程中要求计算机系统所做工作的综合，它是用户向系统提交工作的基本单位。

##### 2. 作业的分类 #####

根据系统作业处理方式的不同，分为：

###### （1） 脱机作业 ######

用户不能直接与计算机交互，中间需要操作员控制和干预，用于批处理系统。

###### （2） 联机作业 ######

用户直接与计算机交互，用于单用户微机操作系统。

##### 3. 作业的组成 #####

作业由程序，数据以及作业控制信息组成。当系统调用该作业时，调用命令解释程序，对作业说明书中的命令逐行解释执行

##### 4. 作业的处理过程 #####

一个作业从进入系统到执行结束，都要经过“输入”，“后备”，“执行”和“完成”四个阶段，因此作业有四个状态。

##### 5. 作业的输入输出方式 #####

###### （1） 联机输入输出 ######

由主机直接控制输入输出，由于主机和外设速度相差过大，会降低CPU利用率。

###### （2） 脱机输入输出 ######

专门设置一台外围处理机将作业线输入到辅助存储器中，然后与主机相连。

###### （3） SPOOLING系统 ######

在多道程序系统中，用程序模拟脱机输入输出时外围控制机的功能，便可以在主机的直接控制下实现脱机输入输出的功能，外设的I/O操作与CPU对数据的处理同时进行，这种在联机情况下实现的外设同时操作称为SPOOLONG，也叫伪脱机。

核心是利用磁盘来模拟独占设备的操作，是一台设备变为多台可并行使用的虚拟设备。SPOOLING技术是在通道技术和多道程序设计基础上产生的，由主机和相应的通道共同完成作业的输入输出。SPOOLING系统由专门负责I/O的常驻内存的进程以及输入井，输出井组成。输入井和输出井是在磁盘中的两大存储空间，输入井模拟脱机输入时的磁盘，暂存I/O设备输入的数据；输出井模拟脱机输出的磁盘，暂存用户程序的输出数据，作用是调节CPU和IO设备的速度差异。输入缓冲区和输出缓冲区是在内存中的，输入缓冲区用于暂存从输入设备送来的数据，再传给输入井；输出缓冲区用于暂存从输出井送来的数据，再送给输出设备。输入进程和输出进程是系统进程，优先级高于用户进程。

###### （4） SPOOLING优势 ######

提高了IO速度，对于低速IO设备，演变为了对输入井和输出井数据的读取；

将独占设备改造为共享设备，其实并没有为任何作业分配设备，只是在输入井和输出井中分配了一个存储区和IO请求表；

实现了虚拟设备功能，每个线程都认为自己独占了一个设备，其实只是逻辑上的而已；

##### 6. 作业控制块 #####

###### （1） 概述 ######

每个作业进入系统时，系统会自动为其建立作业控制块（Job Control Block，JCB），用来存放管理和控制作业所需的信息。当作业退出系统时，JCB才撤销，因此JCB是一个作业存在的唯一标志。

###### （2） 作业后备队列 ######

作业建立完成后，形成一个后备队列，存放在输入井中。

##### 7. 作业调度 #####

一个作业从提交到完成会经过高级，中级和低级三级调度。

###### （1） 高级调度（作业调度） ######