第6章作業(yè)管理

第六章作業(yè)管理山東交通學(xué)院沈祥玖中國(guó)水利水電出版社

第六章作業(yè)管理

前面幾章我們?cè)敿?xì)討論了操作系統(tǒng)的文件管理、存儲(chǔ)管理、進(jìn)程管理和設(shè)備管理，這是操作系統(tǒng)對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟、硬件資源的管理。那么用戶如何來(lái)使用計(jì)算機(jī)呢？本章將對(duì)這方面的內(nèi)容加以介紹，也就是作業(yè)管理的相關(guān)知識(shí)說(shuō)明。

1.作業(yè)的概念2.作業(yè)調(diào)度3.用戶與操作系統(tǒng)的接口4.作業(yè)控制5.本章小結(jié)所謂作業(yè)，就是用戶在一次運(yùn)算過(guò)程中，或一次事務(wù)處理中要求計(jì)算機(jī)所做的全部工作。用戶在使用計(jì)算機(jī)運(yùn)算或處理信息時(shí)，往往先將自己想做的處理過(guò)程用某種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言表達(dá)出來(lái)，也就是編制源程序，然后把源程序和初始數(shù)據(jù)輸入到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)編譯、連接、運(yùn)行等步驟后，得到處理結(jié)果。

6.1.作業(yè)的概念例如用戶用C語(yǔ)言編了一個(gè)程序，在編輯完源程序之后，為得到程序的運(yùn)行結(jié)果，計(jì)算機(jī)將做如下處理：首先編譯源程序，進(jìn)行詞法、語(yǔ)法的檢查，得到相應(yīng)的目標(biāo)程序；然后將目標(biāo)程序連接生成可執(zhí)行文件；運(yùn)行這個(gè)可執(zhí)行文件，并輸出結(jié)果。作業(yè)就是嚴(yán)格按照上述次序執(zhí)行完成的。在處理作業(yè)過(guò)程中，所經(jīng)過(guò)的如編譯、連接、運(yùn)行等步驟等稱為作業(yè)步。一個(gè)作業(yè)的各作業(yè)步之間并非相互獨(dú)立，它們?cè)谶壿嬌鲜琼樞驁?zhí)行的：上一個(gè)作業(yè)步的輸出是下一個(gè)作業(yè)步的輸入，即前一作業(yè)步運(yùn)行所產(chǎn)生的結(jié)果，正好是下一作業(yè)步所需要的數(shù)據(jù)；只有上一個(gè)作業(yè)步順利完成，下一個(gè)作業(yè)步才可繼續(xù)運(yùn)行。

若源程序有錯(cuò)，系統(tǒng)在編譯過(guò)程中會(huì)給出編輯中出現(xiàn)的錯(cuò)誤，重新修改后，再重新進(jìn)行編譯，如此反復(fù)直至編譯成功為止。只有編譯無(wú)錯(cuò)誤時(shí)才能進(jìn)行連接裝配，連接成功后即可運(yùn)行程序輸出結(jié)果。在批處理系統(tǒng)中，常把一批作業(yè)安排在輸入設(shè)備上，然后按某種調(diào)度算法依次讀入系統(tǒng)中進(jìn)行相應(yīng)處理，從而形成一個(gè)作業(yè)流。作業(yè)流中的各作業(yè)用專門(mén)的標(biāo)志卡或語(yǔ)句隔開(kāi)。小系統(tǒng)一般有一個(gè)作業(yè)流，大系統(tǒng)可以同時(shí)有幾個(gè)作業(yè)流。

back作業(yè)調(diào)度又稱為高級(jí)調(diào)度，它是根據(jù)某種調(diào)度算法，從后備作業(yè)隊(duì)列中選出若干個(gè)作業(yè)，為它們分配必要的系統(tǒng)資源后，使之進(jìn)入內(nèi)存運(yùn)行。這個(gè)調(diào)度過(guò)程是由作業(yè)調(diào)度程序完成的。一旦某個(gè)作業(yè)被選中，系統(tǒng)就為該作業(yè)創(chuàng)建相應(yīng)的作業(yè)進(jìn)程，并把這些進(jìn)程交給進(jìn)程調(diào)度程序去調(diào)度執(zhí)行，即進(jìn)程調(diào)度。進(jìn)程調(diào)度又稱低級(jí)調(diào)度。6.2.作業(yè)調(diào)度

一個(gè)作業(yè)從提交給系統(tǒng)，一般需要經(jīng)歷“提交”、“收容”、“執(zhí)行”、“完成”四個(gè)階段，我們將作業(yè)在每一階段所處的狀態(tài)分別叫做“提交”、“后備”、“運(yùn)行”、“完成”。這四種狀態(tài)的轉(zhuǎn)換過(guò)程如圖6-2-1所示。6.2.1作業(yè)的狀態(tài)及其轉(zhuǎn)換一個(gè)作業(yè)被提交給機(jī)房后或用戶通過(guò)終端鍵盤(pán)向計(jì)算機(jī)中鍵入其作業(yè)時(shí)所處的狀態(tài)叫做提交狀態(tài)。1．提交狀態(tài)作業(yè)由輸入設(shè)備（如讀卡機(jī)）進(jìn)入外存儲(chǔ)器的過(guò)程叫做收容。輸入方式可以是脫機(jī)輸入或是假脫機(jī)輸入。當(dāng)作業(yè)的全部信息調(diào)入外存后，系統(tǒng)就要為該用戶作業(yè)建立一個(gè)作業(yè)控制塊（JCB）。JCB包含了對(duì)該作業(yè)管理控制的必要信息，是以后進(jìn)行作業(yè)調(diào)度的依據(jù)。一旦收容過(guò)程完成，系統(tǒng)就把JCB加入到后備作業(yè)隊(duì)列中等候作業(yè)調(diào)度程序調(diào)度。此時(shí)的作業(yè)就處于后備狀態(tài)。2．后備狀態(tài)在運(yùn)行過(guò)程中，系統(tǒng)對(duì)作業(yè)進(jìn)行管理的必要信息。作業(yè)名估計(jì)執(zhí)行時(shí)間優(yōu)先數(shù)（用于調(diào)度）作業(yè)說(shuō)明書(shū)文件名程序類型（需調(diào)用的系統(tǒng)程序）資源要求：（靜態(tài)，或中間可以隨作業(yè)步變化－－效率不高；動(dòng)態(tài)分配作業(yè)狀態(tài)：提交、后備、執(zhí)行、就緒、等待、完成；作業(yè)控制表(JCB,JobControlBlock)

作業(yè)調(diào)度Spooling輸入

運(yùn)行狀態(tài)

進(jìn)程調(diào)度完成狀態(tài)

執(zhí)行

就緒

阻塞圖

6-2-1作業(yè)狀態(tài)轉(zhuǎn)換過(guò)程

提交收容用戶進(jìn)程調(diào)度I/O等待進(jìn)程一個(gè)后備作業(yè)被作業(yè)調(diào)度程序選中，分配了必要的資源，建立一組相應(yīng)的進(jìn)程后，此作業(yè)就進(jìn)入執(zhí)行狀態(tài)。處于運(yùn)行狀態(tài)的作業(yè)以進(jìn)程的方式參與多道程序系統(tǒng)的并發(fā)執(zhí)行，它可以被進(jìn)程調(diào)度程序選中而在處理機(jī)上執(zhí)行；也可能在等待某種事件處于阻塞狀態(tài)；也可能一切就緒，只等進(jìn)程調(diào)度程序來(lái)調(diào)度。3．執(zhí)行狀態(tài)總之，從宏觀上看，它已處于運(yùn)行狀態(tài)。為了便于管理，對(duì)處于運(yùn)行狀態(tài)的作業(yè)根據(jù)其活動(dòng)情況又把它分為三種狀態(tài)：就緒狀態(tài)、執(zhí)行狀態(tài)和阻塞狀態(tài)。三種狀態(tài)間的轉(zhuǎn)換，前面進(jìn)程一章已經(jīng)介紹過(guò)，不再重復(fù)。作業(yè)就在進(jìn)程的狀態(tài)轉(zhuǎn)換過(guò)程中，以走走停停的方式前進(jìn)，直至運(yùn)行結(jié)束。值得注意的是，作業(yè)執(zhí)行過(guò)程中，每個(gè)作業(yè)步結(jié)束，作業(yè)調(diào)度程序都將檢查該作業(yè)步是否為正常結(jié)束。若是正常結(jié)束，則繼續(xù)把下一個(gè)作業(yè)步投入執(zhí)行，直到該作業(yè)的全部作業(yè)步執(zhí)行完畢。若其中某一個(gè)作業(yè)步是非正常結(jié)束，則停止執(zhí)行以后的作業(yè)步，并給出錯(cuò)誤信息。當(dāng)作業(yè)運(yùn)行結(jié)束或因發(fā)生錯(cuò)誤中途終止時(shí)，作業(yè)進(jìn)入完成狀態(tài)。這時(shí)，系統(tǒng)將它的JCB從現(xiàn)行作業(yè)隊(duì)列中刪除，并將作業(yè)占用的資源收回。然后，系統(tǒng)將作業(yè)運(yùn)行情況及作業(yè)輸出結(jié)果編制成輸出文件送入外存。最后，以脫機(jī)方式或假脫機(jī)方式將該作業(yè)的輸出文件打印輸出。4．完成狀態(tài)1、作業(yè)調(diào)度程序完成作業(yè)調(diào)度功能的程序稱為作業(yè)調(diào)度程序。它通常作為一個(gè)進(jìn)程在系統(tǒng)中執(zhí)行。6.2.2.作業(yè)調(diào)度作業(yè)調(diào)度程序通常具備以下功能：（1）按照某種調(diào)度算法從后備作業(yè)隊(duì)列中挑選作業(yè)投入運(yùn)行。（2）為選中的作業(yè)分配必要的資源（如主存和外設(shè)），并建立有關(guān)的進(jìn)程。（3）記錄進(jìn)入系統(tǒng)的作業(yè)情況。通常為每一個(gè)作業(yè)配置一個(gè)作業(yè)控制塊（JCB），用來(lái)記錄作業(yè)在其生命期各階段的狀況。（4）作業(yè)結(jié)束時(shí)，完成該作業(yè)的善后處理工作，如釋放資源，撤消該作業(yè)的全部進(jìn)程（PCB表）和作業(yè)控制塊JCB表等。其中，關(guān)鍵問(wèn)題是確定作業(yè)調(diào)度算法，即按照什么原則選取作業(yè)投入運(yùn)行。調(diào)度算法的選擇與系統(tǒng)追求的目標(biāo)聯(lián)系密切，而這些目標(biāo)往往是相互矛盾的。一般來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)所追求的目標(biāo)主要有如下幾個(gè)：（1）較高的系統(tǒng)吞吐率，即要求每天處理盡可能多的作業(yè)。（2）最高的資源利用率，即使處理機(jī)和外部設(shè)備得到最充分的利用。（3）使所有用戶都感到滿意，即對(duì)各種作業(yè)應(yīng)公平合理。

顯然，為了實(shí)現(xiàn)較高的系統(tǒng)吞吐率，系統(tǒng)該選擇處理短小的作業(yè)，而這勢(shì)必與目標(biāo)（3）沖突，因?yàn)榇笞鳂I(yè)的用戶肯定不滿意；如果讓大作業(yè)運(yùn)行，這使得CPU的利用率較高，但小作業(yè)的等待時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，用戶會(huì)有意見(jiàn)，并且這也與目標(biāo)（1）矛盾。

因此可以看出，設(shè)計(jì)一個(gè)能滿足所有目標(biāo)的調(diào)度算法是不可能的，我們只能根據(jù)系統(tǒng)的使用環(huán)境來(lái)確定使用何種調(diào)度算法。實(shí)際上，對(duì)于一個(gè)具體系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，如果考慮的因素過(guò)多，必然導(dǎo)致調(diào)度算法復(fù)雜化，增加系統(tǒng)的開(kāi)銷，這樣反而不利于提高資源利用率。因此，大多數(shù)操作系統(tǒng)都采用比較簡(jiǎn)單、有效的作業(yè)調(diào)度算法。操作系統(tǒng)使用的作業(yè)調(diào)度算法很多，但在實(shí)際的系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，一般將那些對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行影響較大的關(guān)鍵因素作為調(diào)度算法考慮的主要依據(jù)。下面只簡(jiǎn)單介紹幾個(gè)調(diào)度算法。

2、調(diào)度算法先來(lái)先服務(wù)算法是最簡(jiǎn)單的調(diào)度方法。其基本原則是按照作業(yè)到達(dá)系統(tǒng)的先后次序來(lái)選擇作業(yè)運(yùn)行。這種算法優(yōu)先考慮等待時(shí)間最長(zhǎng)的作業(yè)，不管作業(yè)運(yùn)行時(shí)間的長(zhǎng)短。FCFS策略是屬于不可搶占策略。表面看來(lái)，對(duì)所有作業(yè)是公平的，并且一個(gè)作業(yè)的等待時(shí)間是可預(yù)測(cè)的。但是如果一個(gè)大作業(yè)到達(dá)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，就會(huì)使許多小作業(yè)等待很長(zhǎng)時(shí)間，增加了平均的作業(yè)周轉(zhuǎn)時(shí)間，因而許多小作業(yè)來(lái)說(shuō)，就有失公平了。（1）先來(lái)先服務(wù)調(diào)度算法FCFS按照作業(yè)的優(yōu)先級(jí)高低來(lái)調(diào)度，使高優(yōu)先級(jí)作業(yè)優(yōu)先執(zhí)行的調(diào)度策略稱為優(yōu)先級(jí)調(diào)度算法。

作業(yè)的優(yōu)先級(jí)可以由系統(tǒng)自動(dòng)地按一定原則賦給它，也可以由系統(tǒng)外部來(lái)進(jìn)行安排，甚至可由用戶指定作業(yè)的優(yōu)先級(jí)。但在許多采用優(yōu)先級(jí)調(diào)度的系統(tǒng)中，通常采用可變優(yōu)先級(jí)策略，即作業(yè)的優(yōu)先級(jí)不是固定的，往往隨許多因素的變化而變化。（2）優(yōu)先級(jí)調(diào)度算法短作業(yè)優(yōu)先調(diào)度算法是從作業(yè)的后備隊(duì)列中挑選那些運(yùn)行時(shí)間（估計(jì)時(shí)間）最短的作業(yè)投入內(nèi)存運(yùn)行。這樣就減小了在后備隊(duì)列中等待作業(yè)數(shù)，同時(shí)也降低了作業(yè)的平均等待時(shí)間，提高了系統(tǒng)的吞吐量。

（3）短作業(yè)優(yōu)先調(diào)度算法但從另一方面來(lái)說(shuō)，由于各個(gè)作業(yè)調(diào)度的時(shí)間變化范圍較大，作業(yè)（尤其是大作業(yè)）的等待時(shí)間難以預(yù)先估計(jì)，因此，對(duì)用戶而言，作業(yè)的完成時(shí)間是不確定的。這種調(diào)度算法明顯偏向短作業(yè)，所以某些用戶有可能將運(yùn)行時(shí)間估計(jì)過(guò)低，以爭(zhēng)取優(yōu)先運(yùn)行。為糾正這一情況，當(dāng)一個(gè)作業(yè)的運(yùn)行時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出其預(yù)先估計(jì)時(shí)，系統(tǒng)將停止這個(gè)作業(yè)，或?qū)Τ瑫r(shí)部分加價(jià)收費(fèi)。針對(duì)短作業(yè)優(yōu)先調(diào)度策略的缺點(diǎn)，Hansen提出了最高響應(yīng)比優(yōu)先調(diào)度策略。這是一個(gè)非搶占的調(diào)度策略，按照此策略系統(tǒng)為每個(gè)后備作業(yè)隊(duì)列中的作業(yè)計(jì)算響應(yīng)比，挑選響應(yīng)比最高的作業(yè)投入運(yùn)行。4）最高響應(yīng)比優(yōu)先調(diào)度算法作業(yè)的響應(yīng)比計(jì)算公式如下：響應(yīng)比=(等待時(shí)間+要求的服務(wù)時(shí)間)/要求的服務(wù)時(shí)間由上式可以看出，作業(yè)的響應(yīng)比隨著等待時(shí)間的增長(zhǎng)而提高，只要作業(yè)在系統(tǒng)中等待時(shí)間足夠長(zhǎng)，那么它總會(huì)有機(jī)會(huì)獲得運(yùn)行。

這種調(diào)度算法，雖然從調(diào)度性能來(lái)說(shuō)不如短作業(yè)優(yōu)先的算法好，但是它既照顧了用戶到來(lái)的先后次序，又考慮了要求系統(tǒng)服務(wù)時(shí)間的長(zhǎng)短。所以，它是一種較好的調(diào)度算法。其缺點(diǎn)是，每當(dāng)調(diào)度作業(yè)時(shí)，要進(jìn)行響應(yīng)比的計(jì)算，算法相對(duì)復(fù)雜一些。back我們已經(jīng)知道，用戶是通過(guò)操作系統(tǒng)使用計(jì)算機(jī)的，操作系統(tǒng)是用戶和計(jì)算機(jī)之間的接口。那么用戶又是如何使用操作系統(tǒng)的呢？用戶是通過(guò)什么樣的手段和方法取得操作系統(tǒng)的服務(wù)呢？換句話說(shuō)，用戶和操作系統(tǒng)之間的接口是什么呢？6.3.用戶與操作系統(tǒng)的接口通過(guò)前面的學(xué)習(xí)我們知道，用戶為計(jì)算機(jī)配置操作系統(tǒng)的目的就是希望在操作系統(tǒng)的協(xié)助下，用戶能夠方便、靈活、安全有效地使用計(jì)算機(jī)，利用其系統(tǒng)資源來(lái)解決問(wèn)題。而要使操作系統(tǒng)提供有效的服務(wù)，它就必須支持與用戶的通信。這個(gè)通信就是指信息的交流：用戶請(qǐng)求系統(tǒng)得到特定的服務(wù)，而系統(tǒng)把服務(wù)的結(jié)果提供給用戶。

這種通信可以是直接的，如用戶可以在終端上以會(huì)話方式與系統(tǒng)交互；通信也可以是間接的，如在批處理方式下可以通過(guò)提交的作業(yè)或程序來(lái)實(shí)現(xiàn)與系統(tǒng)的通信。操作系統(tǒng)中負(fù)責(zé)管理這種通信的部分稱為用戶接口。用戶接口是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與用戶之間交互作用和通信的通路。對(duì)絕大多數(shù)用戶而言，一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是否好用，是否容易被接受，在很大程度上取決于這個(gè)用戶接口。操作系統(tǒng)提供了兩類接口：一類用于程序一級(jí)，就是操作系統(tǒng)提供了一組系統(tǒng)調(diào)用命令，用戶在程序中可直接用這些系統(tǒng)調(diào)用命令向操作系統(tǒng)各種資源要求和服務(wù)請(qǐng)求。操作系統(tǒng)則按用戶的要求進(jìn)行資源的分配、回收等一系列工作。另一類用于作業(yè)控制一級(jí)，就是操作系統(tǒng)提供作業(yè)控制語(yǔ)言或操作控制命令，讓用戶提出對(duì)他的作業(yè)進(jìn)行加工的步驟，操作系統(tǒng)按用戶的作業(yè)控制語(yǔ)句或操作控制命令來(lái)控制作業(yè)的執(zhí)行。下面我們分別加以介紹。1、什么是系統(tǒng)調(diào)用所謂系統(tǒng)調(diào)用，就是用戶在程序中調(diào)用操作系統(tǒng)所提供的一些子功能。它實(shí)際上是操作系統(tǒng)提供給用戶獲得系統(tǒng)服務(wù)的一種手段。系統(tǒng)調(diào)用是一種特殊的過(guò)程調(diào)用，這種調(diào)用通常是由特殊的機(jī)器指令實(shí)現(xiàn)的。6.3.1系統(tǒng)調(diào)用系統(tǒng)調(diào)用在程序一級(jí)上為用戶提供與操作系統(tǒng)的接口，使得用戶可以通過(guò)系統(tǒng)調(diào)用請(qǐng)求系統(tǒng)服務(wù)。系統(tǒng)調(diào)用屬于操作系統(tǒng)核心，一條系統(tǒng)調(diào)用命令對(duì)應(yīng)操作系統(tǒng)的一個(gè)功能模塊，做一次系統(tǒng)調(diào)用相應(yīng)地執(zhí)行一個(gè)子程序，這個(gè)子程序是屬于操作系統(tǒng)核心里的一個(gè)子程序。

在高級(jí)語(yǔ)言中，當(dāng)用戶程序執(zhí)行與系統(tǒng)調(diào)用相對(duì)應(yīng)的機(jī)器指令時(shí)，便轉(zhuǎn)入操作系統(tǒng)核心執(zhí)行，當(dāng)系統(tǒng)調(diào)用對(duì)應(yīng)的子程序執(zhí)行完后，就再返回用戶程序，接著執(zhí)行下面的部分。因此，執(zhí)行一條系統(tǒng)調(diào)用命令就好像執(zhí)行了一條功能很強(qiáng)的機(jī)器指令。

所不同的是，指令系統(tǒng)的指令是由機(jī)器硬件或固件（微程序）解釋執(zhí)行的，而系統(tǒng)調(diào)用命令由操作系統(tǒng)核心解釋執(zhí)行。從用戶的角度看，操作系統(tǒng)提供了系統(tǒng)調(diào)用命令之后，好像擴(kuò)大了機(jī)器的指令系統(tǒng)，使用戶感覺(jué)處理機(jī)的功能更強(qiáng)了，使用也更為方便。因此，人們常把系統(tǒng)調(diào)用命令稱為廣義指令，把包含有廣義指令的計(jì)算機(jī)稱為虛擬處理機(jī)。用戶程序通過(guò)程序中的系統(tǒng)調(diào)用命令去調(diào)用操作系統(tǒng)的服務(wù)，雖然系統(tǒng)調(diào)用只對(duì)應(yīng)了一條機(jī)器指令，但在操作系統(tǒng)內(nèi)部可能引起多個(gè)子程序的嵌套調(diào)用。系統(tǒng)調(diào)用及返回和系統(tǒng)調(diào)用中的子程序嵌套如下圖6-3-1所示：

┊系統(tǒng)調(diào)用命令

┊┊系統(tǒng)調(diào)用命令

┊┊系統(tǒng)調(diào)用命令┊

用戶程序

系統(tǒng)功能系統(tǒng)子功能系統(tǒng)子功能圖

6-3-1系統(tǒng)調(diào)用示意圖

對(duì)于不同的操作系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，它們所提供的系統(tǒng)調(diào)用的條數(shù)、格式和所完成的功能不盡相同，這正如不同型號(hào)的計(jì)算機(jī)有不同的指令系統(tǒng)一樣。而一旦一個(gè)操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成，那么它所提供的系統(tǒng)調(diào)用的條數(shù)、格式和所完成的功能就確定了。一般來(lái)說(shuō)，操作系統(tǒng)可提供數(shù)十條乃至上百條系統(tǒng)調(diào)用命令。這些命令用于完成不同的功能，如完成進(jìn)程控制的、文件管理的、設(shè)備操作的、訪問(wèn)系統(tǒng)的等等。1)設(shè)備管理：設(shè)備的讀寫(xiě)和控制；Ioctl 設(shè)備配置Open 設(shè)備打開(kāi)Close 設(shè)備關(guān)閉Read 讀設(shè)備Write 寫(xiě)設(shè)備系統(tǒng)調(diào)用的功能2)文件管理：文件讀寫(xiě)和文件控制；Open 文件打開(kāi)Close 文件關(guān)閉Read 讀文件Write 寫(xiě)文件seek 讀寫(xiě)指針定位Creat 文件創(chuàng)建Stat 讀文件狀態(tài)Mount 安裝文件系統(tǒng)chmod 修改文件屬性3)進(jìn)程控制：創(chuàng)建、中止、暫停等控制；Fork 創(chuàng)建進(jìn)程Exit 進(jìn)程自我終止Wait 阻塞當(dāng)前進(jìn)程Sleep 進(jìn)程睡眠Getpid 讀父進(jìn)程標(biāo)識(shí)4)進(jìn)程通信：消息隊(duì)列、共享存儲(chǔ)區(qū)、socket等通信渠道的建立、使用和刪除；5)存儲(chǔ)管理：內(nèi)存的申請(qǐng)和釋放；6)系統(tǒng)管理：設(shè)置和讀取時(shí)間、讀取用戶和主機(jī)標(biāo)識(shí)等；gtime 讀取時(shí)間Stime 設(shè)置時(shí)間getuid 讀取用戶標(biāo)識(shí)雖然不同的系統(tǒng)，系統(tǒng)調(diào)用命令格式可能有很大的差別，但從用戶程序到系統(tǒng)調(diào)用的步驟及其執(zhí)行過(guò)程卻是基本相同的。當(dāng)用戶程序執(zhí)行到系統(tǒng)調(diào)用命令時(shí)，系統(tǒng)就轉(zhuǎn)去執(zhí)行系統(tǒng)調(diào)用的處理程序。2、系統(tǒng)調(diào)用的執(zhí)行過(guò)程該處理程序主要完成如下任務(wù)：（1）做好執(zhí)行系統(tǒng)調(diào)用命令的準(zhǔn)備，將用戶程序的執(zhí)行“現(xiàn)場(chǎng)”保存起來(lái)，如各個(gè)寄存器的內(nèi)容，并將系統(tǒng)調(diào)用命令中的有關(guān)參數(shù)放入約定存儲(chǔ)單元等。（2）根據(jù)系統(tǒng)調(diào)用命令的功能號(hào)，訪問(wèn)系統(tǒng)調(diào)用入口表，找到入口地址，轉(zhuǎn)入執(zhí)行相應(yīng)的系統(tǒng)調(diào)用子程序。（3）系統(tǒng)調(diào)用命令執(zhí)行完后，把系統(tǒng)恢復(fù)到執(zhí)行系統(tǒng)調(diào)用指令之前的狀態(tài)。這包括恢復(fù)“現(xiàn)場(chǎng)”。把系統(tǒng)調(diào)用命令的返回參數(shù)或參數(shù)區(qū)首址放入指定的通用寄存器中，以供用戶使用。實(shí)際上系統(tǒng)調(diào)用語(yǔ)句本身是硬件提供的（機(jī)器指令），但其所調(diào)用的功能是操作系統(tǒng)提供的。每種機(jī)器的機(jī)器指令集中都有一條系統(tǒng)調(diào)用指令。系統(tǒng)調(diào)用命令是操作系統(tǒng)提供給用戶使用的程序一級(jí)的接口，這給用戶使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源帶來(lái)很大方便。另外，為了組織作業(yè)的工作流程和控制作業(yè)的運(yùn)行，操作系統(tǒng)又為用戶提供了作業(yè)控制級(jí)的接口。這類接口針對(duì)聯(lián)機(jī)用戶和脫機(jī)用戶又分別做了不同的設(shè)置。6.3.2作業(yè)級(jí)的用戶接口它是由一組鍵盤(pán)操作命令組成。用戶通過(guò)控制臺(tái)或終端打入操作命令，向系統(tǒng)提出要求。用戶每打完一條命令，控制就轉(zhuǎn)入操作系統(tǒng)的命令解釋程序，對(duì)該命令解釋執(zhí)行，完成指定的操作。之后，控制又轉(zhuǎn)回到控制臺(tái)或終端，用戶又可打入下一條命令。如此反復(fù)，直到完成一個(gè)作業(yè)為止。1．聯(lián)機(jī)用戶或交互式用戶的接口在微型機(jī)系統(tǒng)中，通常把這組鍵盤(pán)操作命令分成兩類：（1）內(nèi)部命令。這類命令的特點(diǎn)是程序短小，使用頻繁。因此，在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，這些命令的實(shí)現(xiàn)程序就被引導(dǎo)到內(nèi)存而且常駐于內(nèi)存中。命令解釋程序常以子程序調(diào)用方式來(lái)使用它們。（2）外部命令。這類命令的實(shí)現(xiàn)程序較長(zhǎng)，各自獨(dú)立地作為一個(gè)文件而駐留在磁盤(pán)上，只在需要時(shí)才從磁盤(pán)調(diào)入內(nèi)存后執(zhí)行。顯然，利用鍵盤(pán)操作命令用戶可以根據(jù)運(yùn)行情況隨時(shí)干預(yù)自己的作業(yè)。因此，這種作業(yè)控制方式具有靈活方便的特點(diǎn)，但是，這種方式下系統(tǒng)的資源利用率不太高。

它是由一組作業(yè)控制命令（或稱作業(yè)控制語(yǔ)言）組成。所謂脫機(jī)用戶，是指用戶不能直接干預(yù)作業(yè)的運(yùn)行，他必須事先用作業(yè)控制命令寫(xiě)成一份作業(yè)說(shuō)明書(shū)（或作業(yè)控制卡片），連同作業(yè)一起提交給系統(tǒng)。當(dāng)系統(tǒng)調(diào)度到該作業(yè)時(shí)，由操作系統(tǒng)的命令解釋程序?qū)ψ鳂I(yè)說(shuō)明書(shū)上的命令逐條解釋執(zhí)行，直至遇到“撤離”命令而停止該作業(yè)為止。2．脫機(jī)用戶或批處理用戶的接口作業(yè)說(shuō)明書(shū)主要包括作業(yè)情況和作業(yè)資源要求兩方面的內(nèi)容。前者主要指，用戶名、作業(yè)名、使用語(yǔ)言、作業(yè)控制方式、作業(yè)優(yōu)先級(jí)、完成作業(yè)的最遲時(shí)間等。后者包括內(nèi)存和外存的空間要求量、輸入輸出設(shè)備的類型、臺(tái)數(shù)、輸出量、估計(jì)的計(jì)算時(shí)間等。這種各用戶以作業(yè)控制命令（或稱作業(yè)控制語(yǔ)言）編寫(xiě)出作業(yè)說(shuō)明書(shū)，然后將各自的作業(yè)連同作業(yè)說(shuō)明書(shū)一起交給系統(tǒng)的作業(yè)控制方式，其優(yōu)點(diǎn)是作業(yè)的操作過(guò)程由系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)度或由系統(tǒng)操作員干預(yù)，因此系統(tǒng)的資源利用率高，系統(tǒng)運(yùn)行作業(yè)的效率高；其主要缺點(diǎn)是用戶與系統(tǒng)隔絕，由于用戶不可能對(duì)運(yùn)行中產(chǎn)生的所有問(wèn)題都預(yù)料到，因此即使是很小的錯(cuò)誤也往往使整個(gè)作業(yè)中途下機(jī)。這樣，用戶作業(yè)的調(diào)試周期會(huì)較長(zhǎng)。綜上所述，操作系統(tǒng)與用戶的接口有兩類：一類是程序級(jí)的，即系統(tǒng)調(diào)用或稱操作系統(tǒng)的編程界面；另一類是作業(yè)級(jí)的，即鍵盤(pán)操作命令和作業(yè)控制命令，或稱操作系統(tǒng)的用戶界面。

back盡管計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能夠按照程序自動(dòng)地運(yùn)行，但還是有必要對(duì)它進(jìn)行一些干預(yù)，這是因?yàn)椋海?）程序往往需要經(jīng)過(guò)反復(fù)調(diào)試才能糾正其語(yǔ)法錯(cuò)誤和邏輯錯(cuò)誤。因此，在作業(yè)的一次運(yùn)行周期內(nèi)，應(yīng)使系統(tǒng)盡可能多地和全面地暴露程序中的錯(cuò)誤，并把它們顯示出來(lái)，這樣就可以縮短程序的調(diào)試周期。6.4.作業(yè)控制（2）程序在運(yùn)行的過(guò)程中，用戶往往要對(duì)作業(yè)的執(zhí)行步驟進(jìn)行必要的指揮和干預(yù)，例如，如何輸入數(shù)據(jù)，如何進(jìn)行編譯、連接、運(yùn)行等。（3）在系統(tǒng)出現(xiàn)意外故障，例如出現(xiàn)死鎖時(shí)，往往需要操作員的干預(yù)。（4）程序運(yùn)行結(jié)束時(shí)，該如何處理，也需要用戶告知系統(tǒng)。用戶對(duì)作業(yè)的這種干預(yù)，就是所謂作業(yè)控制。作業(yè)控制主要有兩種方式：脫機(jī)作業(yè)控制和聯(lián)機(jī)作業(yè)控制。在批處理系統(tǒng)中，通常提供這兩種控制方式，系統(tǒng)可以通過(guò)某種命令在這兩種方式之間進(jìn)行切換。在分時(shí)系統(tǒng)中，一般只提供聯(lián)機(jī)控制方式。所謂脫機(jī)控制，就是用戶將自己對(duì)作業(yè)的控制意圖，連同源程序和數(shù)據(jù)，甚至包括發(fā)生故障時(shí)的處理手段，一起輸入到系統(tǒng)中去，讓系統(tǒng)根據(jù)用戶的控制意圖來(lái)控制作業(yè)的運(yùn)行而不再需要用戶的干預(yù)。6.4.1脫機(jī)控制方式實(shí)現(xiàn)脫機(jī)控制的方法一種是編寫(xiě)作業(yè)說(shuō)明書(shū)，另一種是使用作業(yè)控制卡。作業(yè)說(shuō)明書(shū)和作業(yè)控制卡都是用作業(yè)控制語(yǔ)言來(lái)書(shū)寫(xiě)的。作業(yè)控制卡是指用戶將其控制意圖用作業(yè)控制語(yǔ)言中的相關(guān)控制命令表達(dá)出來(lái)，穿孔在若干張卡片上（稱為作業(yè)控制卡），并把它們插入到用戶程序和數(shù)據(jù)卡片之中適當(dāng)?shù)奈恢蒙?，一起送入系統(tǒng)，從而控制作業(yè)的運(yùn)行。

從形式上看，控制卡同用戶程序和數(shù)據(jù)卡沒(méi)有什么不同，但為了區(qū)分，常把控制卡的第一列穿上一個(gè)標(biāo)志符，如：“//”或“$”。于是，系統(tǒng)將根據(jù)卡片上的信息，以及控制卡片在卡片疊中的位置控制作業(yè)的運(yùn)行。作業(yè)控制卡是早期的控制方式，其缺點(diǎn)是控制卡片的放置過(guò)于分散，使用不夠靈活方便，不便于修改控制要求。作業(yè)說(shuō)明書(shū)方式是指用戶借助于說(shuō)明書(shū)來(lái)表達(dá)其對(duì)作業(yè)的控制意圖的一種形式。如前面所述，說(shuō)明書(shū)就是用戶根據(jù)系統(tǒng)提供的作業(yè)控制語(yǔ)言，編寫(xiě)成用于作業(yè)控制的類似于源程序的程序。與控制卡方式不同，說(shuō)明書(shū)是集中輸入系統(tǒng)的，因此在使用上更加靈活一些，其功能也比控制卡強(qiáng)些。只要系統(tǒng)提供較好的JCL，就容易編制出控制有效的說(shuō)明書(shū)。作業(yè)控制語(yǔ)言通常包含以下幾類語(yǔ)句：（1）作業(yè)描述語(yǔ)句。它們用來(lái)向系統(tǒng)說(shuō)明一個(gè)新作業(yè)的開(kāi)始和上一個(gè)作業(yè)的結(jié)束，還給出了作業(yè)的屬性，如該作業(yè)的用戶名、用戶賬號(hào)、作業(yè)名、作業(yè)類別及作業(yè)優(yōu)先數(shù)等。

（2）資源說(shuō)明語(yǔ)句。它們用來(lái)說(shuō)明作業(yè)（或作業(yè)步）所用設(shè)備的邏輯名和對(duì)應(yīng)的物理設(shè)備類型，說(shuō)明作業(yè)所用文件的組織方式以及作業(yè)對(duì)CPU的使用時(shí)間限制、存儲(chǔ)空間和輸出行數(shù)的限制。當(dāng)作業(yè)（或作業(yè)步）所用的CPU時(shí)間或要求的內(nèi)存量或輸出行數(shù)超過(guò)說(shuō)明中的最大值時(shí)，則系統(tǒng)中斷該作業(yè)（或作業(yè)步）的執(zhí)行。（3）執(zhí)行語(yǔ)句。它們用來(lái)說(shuō)明一個(gè)作業(yè)步的開(kāi)始，以及該作業(yè)步所要執(zhí)行的程序名及使用的參數(shù)，例如進(jìn)行編譯的作業(yè)步要指定編譯程序名。（4）作業(yè)流程控制語(yǔ)句。它們用來(lái)說(shuō)明某個(gè)作業(yè)步在執(zhí)行時(shí)的流程控制，像發(fā)生某事件后應(yīng)做何處理等，如IF-THEN語(yǔ)句。（5）其他說(shuō)明。例如是否周期或定時(shí)地運(yùn)行作業(yè)等等。不同的操作系統(tǒng)，提供的作業(yè)控制語(yǔ)言在語(yǔ)句的格式和種類及其實(shí)現(xiàn)等方面各不相同。用戶需要使用某個(gè)系統(tǒng)來(lái)脫機(jī)運(yùn)行作業(yè)時(shí)，應(yīng)該仔細(xì)閱讀該系統(tǒng)的作業(yè)控制語(yǔ)言使用說(shuō)明，針對(duì)所要使用的系統(tǒng)編寫(xiě)出正確的作業(yè)說(shuō)明書(shū)。所謂聯(lián)機(jī)控制就是采用人機(jī)對(duì)話的方式來(lái)控制作業(yè)的運(yùn)行。由于聯(lián)機(jī)控制能及時(shí)地反映作業(yè)的運(yùn)行情況和系統(tǒng)的狀態(tài)，因此，用戶可以根據(jù)當(dāng)前的情況決定下一步應(yīng)該采取的行動(dòng)。不同的系統(tǒng)提供的聯(lián)機(jī)控制方式不同，但一般可以提供如下一種或幾種方式：即命令驅(qū)動(dòng)方式、菜單驅(qū)動(dòng)方式、會(huì)話式程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言方式。6.4.2聯(lián)機(jī)控制方式用戶通過(guò)終端設(shè)備輸入一條條命令來(lái)控制自己的作業(yè)的運(yùn)行。系統(tǒng)接到用戶的指令后，執(zhí)行系統(tǒng)提供的命令處理程序，對(duì)輸入的命令進(jìn)行解釋、執(zhí)行。當(dāng)命令執(zhí)行完畢后，顯示輸出執(zhí)行的結(jié)果，并準(zhǔn)備好接收下一條命令。如此反復(fù)執(zhí)行，直到作業(yè)運(yùn)行結(jié)束。

1．命令驅(qū)動(dòng)方式命令驅(qū)動(dòng)方式雖然可使用戶靈活地控制作業(yè)運(yùn)行，但對(duì)初次使用系統(tǒng)的用戶來(lái)說(shuō)，需要盡快地熟悉各種命令的格式和功能。近幾年許多系統(tǒng)提供了菜單驅(qū)動(dòng)方式，使用菜單驅(qū)動(dòng)方式的好處是：用戶可以不用事先記住各種命令的格式、功能以及使用方法，用戶可以按照屏幕的提示，像在飯館選菜一樣，控制系統(tǒng)完成各種任務(wù)。2．菜單驅(qū)動(dòng)方式菜單驅(qū)動(dòng)方式的缺點(diǎn)是：

由于一個(gè)系統(tǒng)中可供選擇的功能很多，不可能把所有的功能都列在屏幕上，因此，用戶選擇一個(gè)功能往往要經(jīng)過(guò)多級(jí)屏幕。這樣不僅系統(tǒng)為屏幕更換付出了較大的時(shí)間開(kāi)銷，而且使熟練的用戶感到麻煩。因此，有些系統(tǒng)同時(shí)提供了命令驅(qū)動(dòng)和菜單驅(qū)動(dòng)這兩種方式供用戶選擇：熟悉系統(tǒng)的用戶用命令方式，初學(xué)者用菜單方式。上面我們講的命令驅(qū)動(dòng)方式可以通過(guò)鍵入命令來(lái)達(dá)到控制作業(yè)運(yùn)行的目的，但是，在某些情況下，用戶會(huì)需要反