CHAPTER 3 用戶接口與作業(yè)管理

望

?:?用戶與操作系統(tǒng)的接口

批處理操作系統(tǒng)的作業(yè)管理

作業(yè)的基本概念：作業(yè)、作業(yè)步、作業(yè)流

?:?交互式系統(tǒng)作業(yè)管理

?:?系統(tǒng)調(diào)用

用戶程序提出服務(wù)請(qǐng)求的手段，基本思想，實(shí)

現(xiàn)方法

?:?操作系統(tǒng)安裝與啟動(dòng)

用戶接口與作業(yè)管理2

3.1概述

?:?程序的啟動(dòng):

?兩個(gè)前提條件：1)程序裝入內(nèi)存；2)

PC中已置入該程序在內(nèi)存的入口地址。

A程序啟動(dòng)方式:

，命令方式

，批處理方式

，EXEC方式

，由硬件裝入程序和啟動(dòng)程序執(zhí)行

自起程序

用戶接口與作業(yè)管理3

。程序的結(jié)束

?正常結(jié)束

,返回父程序并回送結(jié)果信息；

/釋放所用資源，記錄使用情況，記帳等

A異常結(jié)束

除了正常結(jié)束時(shí)所作的工作，還應(yīng)找出錯(cuò)

誤原因，并報(bào)告給用戶。

用戶接口與作業(yè)管理4

用戶與操作系統(tǒng)的接口

??>?■I??BI???<BI?11I?t■IB4?4?1?tB?Bfl?4BIB4

■**,■,-■?',■*<■??■?????-?，?????■?Mr,??-?????

?:?作業(yè)級(jí)接口

?:?程序級(jí)接口

1、作業(yè)級(jí)接口

操作系統(tǒng)為用戶對(duì)作業(yè)運(yùn)行全過程控制提供的功能

A聯(lián)機(jī)接口（交互式）

A脫機(jī)接口

■■

用戶接口與作業(yè)管理5

2.程序級(jí)接口

系統(tǒng)為用戶在程序一級(jí)提供有關(guān)服務(wù)而設(shè)置

由一組系統(tǒng)調(diào)用命令組成：

?:?負(fù)責(zé)管理和控制運(yùn)行的程序

。并在這些程序與系統(tǒng)控制的資源和提供的服務(wù)

間實(shí)現(xiàn)交互作用

?:?用匯編語言：在程序中直接用系統(tǒng)調(diào)用命令

。用高級(jí)語言：可在編程時(shí)使用過程調(diào)用語句

用戶接口與作業(yè)管理6

作業(yè)的基本概念

(1)作業(yè)

用戶在一次計(jì)算過程中，或者一次事務(wù)處理

過程中，要求計(jì)算機(jī)系統(tǒng)所做工作的總稱。

(2)作業(yè)步

一個(gè)作業(yè)可劃分成若干部分，稱為一個(gè)作業(yè)

步。典型的作業(yè)控制過程：

“編譯”、“連接裝配”、“運(yùn)行”

(3)作業(yè)流

用戶接口與作業(yè)管理7

典型的作業(yè)步

庫函數(shù)

動(dòng)態(tài)庫函

計(jì)算結(jié)果

用戶接口與作業(yè)管理8

3.2批處理系統(tǒng)的作業(yè)管理

(1)作業(yè)控制語言

。作業(yè)說明書一一用戶用于描述批處理作業(yè)處理過

程控制意圖的一種特殊程序。

。書寫作業(yè)說明書的語言稱為作業(yè)控制語言(JCL)

(2)作業(yè)控制語言的類別

包括：I/O命令、編譯命令、操作命令以及條件

命令等

匕

用戶接口與作業(yè)管理9

作業(yè)說明書：

表達(dá)用戶對(duì)作業(yè)的控制意圖。

內(nèi)容：

?:?作業(yè)的基本描述

?:?作業(yè)控制描述

。資源要求描述

用戶接口與作業(yè)管理10

作業(yè)控制塊與作業(yè)表

作業(yè)控制塊

(JCB：JobControlBlock)

?:?作業(yè)控制塊是批處理作業(yè)存在的標(biāo)志；

?:?保存有系統(tǒng)對(duì)于作業(yè)進(jìn)行管理所需要的全

部信息；

?:?位于磁盤區(qū)域中。

用戶接口與作業(yè)管理11

作業(yè)控制塊的內(nèi)容

作業(yè)控制塊中所包含的信息數(shù)量及內(nèi)容因系

統(tǒng)而異。

。較簡單的系統(tǒng)

。較復(fù)雜的系統(tǒng)

用戶接口與作業(yè)管理12

作業(yè)控制塊JCB

作業(yè)標(biāo)知用戶名稱

用戶帳號(hào)調(diào)度信息

資源需求作業(yè)狀態(tài)

作業(yè)類別輸入井地址

輸出井地址進(jìn)入系統(tǒng)時(shí)間

開始處理時(shí)間作業(yè)完成時(shí)間

作業(yè)退出時(shí)間資源使用情況

用戶接口與作業(yè)管理13

■一■

作業(yè)控制塊的建立

。當(dāng)作業(yè)開始由輸入設(shè)備向磁盤的輸入井傳輸時(shí),

系統(tǒng)輸入程序?yàn)槠浣⒁粋€(gè)作業(yè)控制塊

。進(jìn)行初始化

?:?初始化的大部分信息取自作業(yè)說明書

用戶接口與作業(yè)管理14

作業(yè)控制塊的使用

需要訪問作業(yè)控制塊的程序

?:?系統(tǒng)輸入程序

?:?作業(yè)調(diào)度程序

。作業(yè)控制程序

?:?系統(tǒng)輸出程序等

用戶接口與作業(yè)管理15

作業(yè)控制塊的撤消

。作業(yè)完成后，其作業(yè)控制塊由系統(tǒng)輸出程

序撤消

?:?作業(yè)控制塊被撤消后其作業(yè)也不復(fù)存在

用戶接口與作業(yè)管理16

作業(yè)表

?:?每個(gè)作業(yè)有個(gè)作業(yè)控制塊

?：?所有作業(yè)JCB構(gòu)成一個(gè)作業(yè)表

?:?作業(yè)表存放在外存固定區(qū)域中，長度是固定

?:?限制了系統(tǒng)所能同時(shí)容納的作業(yè)數(shù)量

A系統(tǒng)輸入程序、作業(yè)調(diào)度程序、系統(tǒng)輸出程

序都需要訪問作業(yè)表

?因而存在互斥問題

用戶接口與作業(yè)管理17

批處理作業(yè)的狀態(tài)及轉(zhuǎn)換

一個(gè)作業(yè)從進(jìn)入系統(tǒng)到運(yùn)行結(jié)束,經(jīng)歷四個(gè)

不同的狀態(tài)：

“進(jìn)入”

后備

“運(yùn)行”

“完成”

用戶接口與作業(yè)管理18

進(jìn)入狀態(tài)A后備狀態(tài)A運(yùn)行狀態(tài)A退出狀態(tài)

數(shù)

據(jù)

數(shù)據(jù)

輸

作

輸

序

程

源

入

業(yè)

作業(yè)控制進(jìn)程出

程

調(diào)

程

序

度

作業(yè)說序

明書

輸

輸入設(shè)備入輸出設(shè)備

井

作業(yè)和進(jìn)程的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖

用戶接口與作業(yè)管理19

運(yùn)行狀態(tài)的作業(yè)

二種狀態(tài):

?:?就緒狀態(tài)

。執(zhí)行狀態(tài)

。等待狀態(tài)

用戶接口與作業(yè)管理20

作業(yè)的建立

?eBl??Ba?flfel-?4BIB4B4B

一個(gè)作業(yè)建立過程的兩個(gè)子過程:

作業(yè)的輸入

?：?JCB的建立

作業(yè)控制塊JCB和作業(yè)：一一對(duì)應(yīng)關(guān)系

用戶接口與作業(yè)管理21

蜜.......作業(yè)的輸入...........

Ia1BfB4Bfl?1B4B1■4???9>I?IBI?tBflBI?IB4B1?IBfl■1?4?IBt94BI?flBIBf?t?

....■…………...………....B

將作業(yè)程序、數(shù)據(jù)和作業(yè)說明書從輸入設(shè)備（例

如鍵盤）輸入到外存，并形成初始信息。

。聯(lián)機(jī)輸入

?:?脫機(jī)輸入

?:.SPOOLing系統(tǒng)

用戶接口與作業(yè)管理22

建JCB的建立

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A在系統(tǒng)把作業(yè)信息輸入到輸入井之后，根據(jù)作

業(yè)說明書和有關(guān)作業(yè)信息在外存的位置等，建

立作業(yè)控制表JCB。

JCB包含對(duì)作業(yè)進(jìn)行管理所必須的信息；

?:TCB表的數(shù)量是一個(gè)常數(shù)

。外存輸入井的大小有限

只有在獲得JCB表項(xiàng)和足夠輸入井空間后

作業(yè)才可能創(chuàng)建成功

用戶接口與作業(yè)管理23

批處理作業(yè)的調(diào)度

主要功能:

。審查系統(tǒng)能否滿足用戶作業(yè)的資源要求，只要通過調(diào)

用相應(yīng)的資源管理程序的有關(guān)部分，審核其表中是否

能滿足作業(yè)說明書中的要求即可。

作業(yè)調(diào)度：

?:?按照一定的算法從輸入井中的后備作業(yè)中選取作業(yè)

將其投入內(nèi)存運(yùn)行。

調(diào)度的關(guān)鍵在于選擇恰當(dāng)?shù)乃惴?/p>

用戶接口與作業(yè)管理24

H調(diào)度算法評(píng)價(jià)

■??，???M**M*■,'M??■，99**MV，■，■-Q，■'M?-M???M?■■vM*?M???，?OT(M?fB?

■

。調(diào)度實(shí)質(zhì)上是一個(gè)策略問題；

?:?設(shè)定的目標(biāo)往往是相互沖突的。

目標(biāo)：

/單位時(shí)間內(nèi)運(yùn)行盡可能多的作業(yè)

,使處理機(jī)盡可能保持“忙碌”

,使各種1/0設(shè)備得以充分利用

/對(duì)所有的作業(yè)都是公平合理的

用戶接口與作業(yè)管理25

要設(shè)計(jì)一個(gè)理想的調(diào)度算法是一件十分困難的事

在實(shí)際系統(tǒng)中，調(diào)度算法往往折衷考慮。

設(shè)計(jì)調(diào)度算法時(shí)應(yīng)考慮的因素：

?:?調(diào)度算法應(yīng)與系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)保持一致

?:?注意系統(tǒng)資源均衡使用

?:?保證提交的作業(yè)在截止時(shí)間內(nèi)完成

設(shè)法縮短作業(yè)平均周轉(zhuǎn)時(shí)間

大多數(shù)操作系統(tǒng)都采用比較簡單的調(diào)度算法

用戶接口與作業(yè)管理26

調(diào)度算法性能的衡量

1-??"■1*■9?4?ItflB|-BtBtBtI4?1?tB?■t■?B?■?■，■?

作業(yè)平均周轉(zhuǎn)時(shí)間:

假定某一作業(yè)進(jìn)入“輸入井”的時(shí)間為Si,

它被選中執(zhí)行，得到計(jì)算結(jié)果的時(shí)間為Ei

它的周轉(zhuǎn)時(shí)間為Ti=Ei-Si

則作業(yè)平均周轉(zhuǎn)時(shí)間為:

n

T=(zTi)X-

.?n

n為被測定作業(yè)流中的作業(yè)數(shù)

用戶接口與作業(yè)管理27

平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間

W=(y—)X1

n

』n

ri為某作業(yè)i的實(shí)際執(zhí)行時(shí)間

?T：衡量不同調(diào)度算法對(duì)同一個(gè)作業(yè)流的性能

?W：同一調(diào)度算法對(duì)不同作業(yè)流的性能衡量

用戶接口與作業(yè)管理28

常見的批處理作業(yè)調(diào)度算法

?■I?tIIBt?t??Bt??B4??-?I?fl?1*"■t?tB4B4B4?1?t-??"■4?4BIB??<-B1?tBI?IBf?

。先來先服務(wù)算法(FCFS：FirstComeFirst

Serve)

?:?最短作業(yè)優(yōu)先算法(SJF：ShortestJobFirst)

。最高響應(yīng)比優(yōu)先算法

(HRN：HighestResponseRatioNext)

響應(yīng)比區(qū)=作業(yè)周轉(zhuǎn)時(shí)間/作業(yè)處理時(shí)間

=(作業(yè)處理時(shí)間+作業(yè)等待時(shí)間)/作

業(yè)處理時(shí)間

=1+(作業(yè)等待時(shí)間/作業(yè)處理時(shí)間)

用戶接口與作業(yè)管理29

?

aBiB1IaBt?tB4Bt??B?B4?4tI?flBIBf?fBtB4B4B1?4???IB4???i?4BI?t?I■fl■f?

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?:?富于優(yōu)先數(shù)調(diào)度算法HPF：HighestPriorityFirst)

?：?(a)由用戶規(guī)定優(yōu)先數(shù)(外部優(yōu)先數(shù))

,用戶提交作業(yè)時(shí)，根據(jù)急迫程度規(guī)定適當(dāng)?shù)膬?yōu)先數(shù)

/作業(yè)調(diào)度程序根據(jù)JCB優(yōu)先數(shù)決定進(jìn)入內(nèi)存的次序

?：?(b)由系統(tǒng)計(jì)算優(yōu)先數(shù)(內(nèi)部優(yōu)先數(shù))

例：可按如下公式計(jì)算作業(yè)的優(yōu)先數(shù)：

優(yōu)先數(shù)=用戶規(guī)定優(yōu)先數(shù)-作業(yè)處理時(shí)間+作業(yè)等待

睛間-輸出量

用戶接口與作業(yè)管理30

?:?均衡調(diào)度算法（分類排隊(duì)算法）

基本思想：

?:?根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行情況和作業(yè)屬性將作業(yè)分類

?:?輪流從不同的作業(yè)類中挑選作業(yè)

目標(biāo)：

?:?力求均衡地利用各種系統(tǒng)資源，發(fā)揮資源使

用效率

?:?力求使用戶滿意

用戶接口與作業(yè)管理31

“.”批處理作她的調(diào)度y續(xù)充皿”也

例1：將待處理作業(yè)分成如下隊(duì)列：

隊(duì)列1：計(jì)算量大的作業(yè)

隊(duì)列2：I/O量大的作業(yè)

隊(duì)列3：計(jì)算量與I/O量均衡的作業(yè)

。調(diào)度時(shí)，在三個(gè)隊(duì)列中各取一些作業(yè)

在內(nèi)存中的作業(yè)有的使用處理機(jī)

有的使用外部設(shè)備

。使得系統(tǒng)的各種資源能得到充分利用

用戶接口與作業(yè)管理32

…一批處理作業(yè)的調(diào)度又續(xù)IO)………

例2：將待處理作業(yè)分成如下三個(gè)隊(duì)列:

隊(duì)列1：長作業(yè)

隊(duì)列2：中等長度作業(yè)

隊(duì)列3：短作業(yè)

。調(diào)度時(shí)

取隊(duì)列1一作業(yè)，隊(duì)列2一作業(yè)，隊(duì)列3一作業(yè)

?：?長作業(yè)用戶和短作業(yè)用戶均比較滿意

用戶接口與作業(yè)管理33

作業(yè)調(diào)度算法應(yīng)用例子1

?:?假設(shè)在單道批處理環(huán)境下有四個(gè)作業(yè)，已

知它們進(jìn)入系統(tǒng)的時(shí)間、估計(jì)運(yùn)行時(shí)間。

應(yīng)用先來先服務(wù)、最短作業(yè)優(yōu)先和最高響

應(yīng)比優(yōu)先作業(yè)調(diào)度算法，分別計(jì)算出作業(yè)

的平均周轉(zhuǎn)時(shí)間和帶權(quán)的平均周轉(zhuǎn)時(shí)間。

用戶接口與作業(yè)管理34

作業(yè)進(jìn)入時(shí)間估計(jì)運(yùn)行開始時(shí)間結(jié)束時(shí)間周轉(zhuǎn)時(shí)間帶權(quán)周轉(zhuǎn)

時(shí)間（分鐘）時(shí)間

（分鐘）

JOB18：001208：0010：001201

JOB28：505010：0010：501202.4

JOB39：001010：5011：0012012

JOB49：502011：0011：20904.5

作業(yè)平均周轉(zhuǎn)時(shí)間T=112.5

45019.9

作業(yè)帶權(quán)平均周轉(zhuǎn)時(shí)間W=4.975

先來先服務(wù)調(diào)度算法計(jì)算結(jié)果

用戶接口與作業(yè)管理35

作業(yè)進(jìn)入時(shí)間估計(jì)運(yùn)行開始時(shí)間結(jié)束時(shí)間周轉(zhuǎn)時(shí)間帶權(quán)周轉(zhuǎn)

時(shí)間（分鐘）時(shí)間

（分鐘）

JOB18：001208：0010：001201

JOB28：505010：3011：201503

JOB39：001010：0010：10707

JOB49：502010：1010：30402

作業(yè)平均周轉(zhuǎn)時(shí)間T=95

38013

作業(yè)帶權(quán)平均周轉(zhuǎn)時(shí)間W=3.25

最短作業(yè)優(yōu)先作業(yè)算法計(jì)算結(jié)果

用戶接口與作業(yè)管理36

作業(yè)進(jìn)入時(shí)估計(jì)運(yùn)開始時(shí)結(jié)束時(shí)周轉(zhuǎn)時(shí)帶權(quán)周

間行時(shí)間間間間轉(zhuǎn)時(shí)間

（分鐘）（分鐘）

JOB18：001208：0010：001201

JOB28：505010：1011：001302.6

JOB39：001010：0010：10707

JOB49：502011：0011：20904.5

作業(yè)平均周轉(zhuǎn)時(shí)間T

=102.5

41015.1

作業(yè)帶權(quán)平均周轉(zhuǎn)時(shí)

間W=3.775

最高響應(yīng)比優(yōu)先作業(yè)算法計(jì)算結(jié)果

用戶接口與作業(yè)管理37

在兩道環(huán)境下有四個(gè)作業(yè)

0已知它們進(jìn)入系統(tǒng)的時(shí)間、估計(jì)運(yùn)行時(shí)間，

系統(tǒng)采用短作業(yè)優(yōu)先作業(yè)調(diào)度算法，作業(yè)被

調(diào)度運(yùn)行后不再退出。

。但是，當(dāng)一新作業(yè)投入運(yùn)行后，可按照作業(yè)

運(yùn)行時(shí)間長短調(diào)整作業(yè)執(zhí)行的次序。

。請(qǐng)給出這四個(gè)作業(yè)的執(zhí)行時(shí)間序列，并計(jì)算

出平均周轉(zhuǎn)時(shí)間及帶權(quán)平均周轉(zhuǎn)時(shí)間。

用戶接口與作業(yè)管理38

作業(yè)進(jìn)入時(shí)間估計(jì)運(yùn)行開始時(shí)間結(jié)束時(shí)間周轉(zhuǎn)時(shí)間帶權(quán)周轉(zhuǎn)

時(shí)"間（分鐘）時(shí)間

（分鐘）

JOB110：003010：0011：05652.167

JOB210：052010：0510：25201

JOB310：10510：2510：30204

JOB410：201010：3010：40202

作業(yè)平均周轉(zhuǎn)時(shí)間T=31.25

1259.167

作業(yè)帶權(quán)平均周轉(zhuǎn)時(shí)間W=2.292

兩道批處理系統(tǒng)中

最短作業(yè)優(yōu)先作業(yè)算法計(jì)算結(jié)果

用戶接口與作業(yè)管理39

四個(gè)作業(yè)的執(zhí)行時(shí)間序列為:

J0B1：10：00—10：05,10：40—11：05

JOB2：10：05—10：25

JOB3：10：25—10：30

JOB4：10：30—10：40

兩道批處理系統(tǒng)中

最短作業(yè)優(yōu)先作業(yè)算法計(jì)算結(jié)果

用戶接口與作業(yè)管理40

兩道批處理系統(tǒng)中

最短作業(yè)優(yōu)先作業(yè)算法分析過程

1???1?J?t?II)?1I??：?t?????1t>???it????)i1?i>irii)1???>ii?i

■3W**m'O*■*■,.?，*Mr■.■,??-■?..，■.'flB*.■??■,■?

10：00,J0B1進(jìn)入，只有一作業(yè)，JOB1被調(diào)入執(zhí)行

10：05,JOB2到達(dá)，最多允許兩作業(yè)同時(shí)進(jìn)入

所以JOB2也被調(diào)入

?:?內(nèi)存中有兩作或，哪一個(gè)執(zhí)行？題目規(guī)定當(dāng)一新

作業(yè)運(yùn)行后，可按作業(yè)運(yùn)行時(shí)間長短調(diào)整執(zhí)行次

序

?:?即基于優(yōu)先數(shù)可搶占式調(diào)度策略

優(yōu)先數(shù)是根據(jù)作業(yè)估計(jì)運(yùn)行時(shí)間大小來決定的

由于JOB2運(yùn)行時(shí)間（20分）比JOB1少

（到10：05,JOB1還需25分鐘）

所以JOB2運(yùn)行，而JOB1等待

用戶接口與作業(yè)管理41

10：10,JOB3到達(dá)輸入井，內(nèi)存已有兩作業(yè)

JOB3不能馬上進(jìn)入內(nèi)存；

10：20,JOB4也不能進(jìn)入內(nèi)存

10：25,JOB2運(yùn)行結(jié)束，退出，內(nèi)存中剩下JOB1

輸入井中有兩作業(yè)JOB3和JOB4,如何調(diào)度?

?:?作業(yè)調(diào)度算法：最短作業(yè)優(yōu)先

因此JOB3進(jìn)入內(nèi)存

比較JOB1和JOB3運(yùn)行時(shí)間

JOB3運(yùn)行時(shí)間短，故JOB3運(yùn)行

同樣，JOB3退出后，下一個(gè)是JOB4

JOB4結(jié)束后，JOB1才能繼續(xù)運(yùn)行

用戶接口與作業(yè)管理42

o多道程序?qū)ζ骄苻D(zhuǎn)時(shí)間的影響

作業(yè)流在多道環(huán)境下運(yùn)行

。平均周轉(zhuǎn)時(shí)間、帶權(quán)平均周轉(zhuǎn)時(shí)間

比單道環(huán)境下都有明顯改善

。但是，不是任意作業(yè)組合都能改善調(diào)度性能

有時(shí)甚至可能變壞

用戶接口與作業(yè)管理43

畬......................................

....■…………...………....B

例：四個(gè)各需兩小時(shí)作業(yè)同時(shí)投入運(yùn)行，I/O等待時(shí)間均占

25%,即占CPU時(shí)間各為1.5小時(shí)

根據(jù)計(jì)算公式，CPU的空轉(zhuǎn)率為0

采用簡單輪轉(zhuǎn)法調(diào)度，每小時(shí)各作業(yè)分別占用25%的CPU時(shí)間，

算得該作業(yè)組合的平均周轉(zhuǎn)時(shí)間約為6小時(shí)，而平均帶權(quán)周

轉(zhuǎn)時(shí)間約為3

但是，若以單道程序方式運(yùn)行：

*平均周轉(zhuǎn)時(shí)間T=(2+4平均)/4=5小時(shí)

*平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間W=(1+2+3+4)/4=2,5

用戶接口與作業(yè)管理44

作業(yè)調(diào)度與進(jìn)程調(diào)度

9BIa4B????9tI?1BI?aBfl■IB414Bt?tB?B1■4BI1<

A作業(yè)能否占用處理器？什么時(shí)間能夠占用處理器?

由進(jìn)程調(diào)度來決定

進(jìn)程的初始狀態(tài)為就緒狀態(tài)

進(jìn)程調(diào)度選擇當(dāng)前可占用CPU處理進(jìn)程，當(dāng)它讓

出處理器時(shí)，進(jìn)程調(diào)度就再選另一作業(yè)的進(jìn)程

作業(yè)調(diào)度與進(jìn)程調(diào)度相互配合，實(shí)現(xiàn)作業(yè)的并行

用戶接口與作業(yè)管理45

批處理作業(yè)的控制

?:?當(dāng)作業(yè)為執(zhí)行態(tài)時(shí)，作業(yè)調(diào)度程序?yàn)槠浣⒁蛔?/p>

業(yè)控制進(jìn)程，由該進(jìn)程控制作業(yè)運(yùn)行。

。作業(yè)控制進(jìn)程：主要負(fù)責(zé)控制作業(yè)的運(yùn)行，具體

解釋執(zhí)行作業(yè)說明書的每一個(gè)作業(yè)步，并創(chuàng)建子

進(jìn)程來完成相應(yīng)步驟。

一個(gè)作業(yè)步的處理：

（1）建立子進(jìn)程（2）為其申請(qǐng)資源

（3）訪問該作業(yè)的JCB（4）釋放占有資源

（5）撤消子進(jìn)程等

?:?作業(yè)控制程序只有一個(gè)

對(duì)應(yīng)每一處于執(zhí)行狀態(tài)的作業(yè)有一作業(yè)控制進(jìn)程

用戶接口與作業(yè)管理46

作業(yè)退出

?:?把輸出結(jié)果送到輸出設(shè)備上（啟動(dòng)緩輸

出進(jìn)程完成）

?:?回收各種資源

用戶接口與作業(yè)管理47

SPOOLing系統(tǒng)工作原理

全稱：SimultaneousPeripheral

OperationsOn-Line

含義：

同時(shí)的外圍設(shè)備聯(lián)機(jī)操作（假脫機(jī)技術(shù)）。

包括：

*輸入程序模塊

*輸出程序模塊

米作業(yè)調(diào)度程序

用戶接口與作業(yè)管理48

SPOOLing系統(tǒng)工作示意圖

通道

輸入管輸出管

理模塊理模塊

主機(jī)系統(tǒng)

用戶接口與作業(yè)管理49

雷.................................

??■??”?■?*■??■，，■，■■*?**??，***<ar■'?■，1?■?-■?-■?*ar?，?，?■，，■--■??ar?■，

。作業(yè)執(zhí)行前用慢速設(shè)備將作業(yè)預(yù)先輸入到后援存儲(chǔ)器

（如磁盤、磁鼓，稱為輸入井）中，稱為預(yù)輸入

?:?作業(yè)運(yùn)行后，使用數(shù)據(jù)時(shí)，從輸入井中取出

?:?作業(yè)執(zhí)行不必直接啟動(dòng)外設(shè)輸出數(shù)據(jù)，只需將這些數(shù)

據(jù)寫入輸出井中

。作業(yè)全部運(yùn)行完畢，再由外設(shè)輸出全部數(shù)據(jù)和信息，

稱為緩輸出

實(shí)現(xiàn)了對(duì)作業(yè)輸入、組織調(diào)度和輸出的統(tǒng)一管理

。使外設(shè)在CPU直接控制下，與CPU并行工作（稱為假脫

機(jī)）

用戶接口與作業(yè)管理50

3.3交互式系統(tǒng)的作業(yè)管理

?aI■?>fl?fl?tB?Bt????■??4BIfrtBI?I?IBIB4a4B1?tB?Bt?4BI■■?4BI?tB?BIBf?

1、概述

(1)命令接口

在操作系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)用戶之間提供易于理解

的雙向通信機(jī)制。

基本任務(wù)：

?:?解釋命令，傳送命令以便執(zhí)行

?:?接受系統(tǒng)信息，提交給用戶(以響應(yīng)語言的

形式)

用戶接口與作業(yè)管理51

。交互式命令的接口復(fù)雜

含功能結(jié)構(gòu)，可能問題的處理，如各種約定、前端

處理、命令日志、命令注解、宏命令及命令組等

?:?交互式控制靈活方便，可以隨時(shí)進(jìn)行各種處理，排

除問題，方便調(diào)試；系統(tǒng)利用率低

。接口包括：一組聯(lián)機(jī)命令，終端處理程序，命令解

釋程序

用戶接口與作業(yè)管理52

終端處理程序

。交互式命令接口：用戶同操作系統(tǒng)的通信通過一個(gè)輸入/輸

出裝置來實(shí)現(xiàn)

。I/O裝置一般是顯示終端

/輸入通過鍵盤：在有的系統(tǒng)中，可通過指示裝置（例如鼠

標(biāo)）輸入

/系統(tǒng)輸入呈現(xiàn)在顯示屏幕上，一次顯示若干正文行

/某些系統(tǒng)中，提供圖形顯示功能

不管哪種I/O方式，這個(gè)終端裝置是由一個(gè)終端處理程序管

理和控制

用戶接口與作業(yè)管理53

?:?終端處理程序提供的輸入輸出方式對(duì)整個(gè)用

戶命令接口有重大影響

?:?也確定了用戶與其應(yīng)用程序之間的通信方式

?:?終端處理程序必須作為用戶接口的一個(gè)組成

部分來考慮

即，直接影響命令接口的一些問題須由終端

處理程序解決

用戶接口與作業(yè)管理54

直接影響命令接口的一些問題

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(a)回送顯示(Echoing)

通常，每從鍵盤打入一個(gè)字符，終端處理

程序回送響應(yīng)的字符到顯示屏上，有時(shí)用

戶要求其顯示一個(gè)不同的字符或不顯示(例

如，用戶鍵入口令時(shí))

對(duì)于通過遠(yuǎn)程通信線路訪問的終端，可能

需要抑制這種回送，回送顯示委托給遠(yuǎn)程

終端來實(shí)現(xiàn)

用戶接口與作業(yè)管理55

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(b)提前打入(Typeahead)

假定輸入字符在一程序準(zhǔn)備處理它們之前打入，則

由“提前打入進(jìn)程”把它們保存在緩沖區(qū)中

緩沖區(qū)容量是有限，當(dāng)其存滿后，再有輸入時(shí)，或

者漏掉，或者將破壞緩沖區(qū)原有的內(nèi)容

(c)字符變換

有些情況下，需要對(duì)打入的字符進(jìn)行代碼變換

如，把小寫字母轉(zhuǎn)換成大寫字母，或者反之

(d)行緩沖

打入的字符在送到程序前，由終端接口保存，直到

整個(gè)命令行打入為止，為用戶提供了校驗(yàn)、編輯，

甚至取消命令的機(jī)會(huì)

用戶接口與作業(yè)管理56

(e)中斷字符(BreakCharacters)

多數(shù)交互式命令接口可以接受一些稱為中斷字

符的特殊字符，并立即采取相應(yīng)的行動(dòng)。

如，在許多系統(tǒng)中，同時(shí)打入CTRL—C字符鍵,

立即終止當(dāng)前程序執(zhí)行，并使命令處理程序重

新初始化。

用戶接口與作業(yè)管理57

2、命令解釋程序

*

命令解釋程序有兩種處理方法：

(a)由終端命令解釋程序直接處理

在沒有創(chuàng)建子進(jìn)程功能的系統(tǒng)中

終端命令通常由對(duì)應(yīng)的命令解釋程序處理

在這樣系統(tǒng)中，僅有一個(gè)進(jìn)程對(duì)應(yīng)一個(gè)終端用戶

(b)由子進(jìn)程代為處理

?:?在具有創(chuàng)建子進(jìn)程功能的系統(tǒng)中，對(duì)于較為單純的

命令，如列目錄，拷貝文件等，命令解釋程序本身

便能完成，此時(shí)由命令解釋程序直接處理

。對(duì)較復(fù)雜命令，如對(duì)于C源程序進(jìn)行編譯，命令解

釋程序本身不能處理，此時(shí)創(chuàng)建一個(gè)子進(jìn)程，并由

該子進(jìn)程運(yùn)行C編譯程序

用戶接口與作業(yè)管理58

3、命令接口的結(jié)構(gòu)

?:?命令接口由命令處理器來實(shí)現(xiàn)

?:?命令處理器的實(shí)現(xiàn)方式：

(a)作為OS的一個(gè)部分

如，0S/MVT或VAX/VMS

(b)作為OS的一個(gè)獨(dú)特模塊，能方便地修改或替換

如，RT-11或CP/M

(O作為一易于被替換的普通程序

如，UNIX操作系統(tǒng)

(d)在某些系統(tǒng)中，可能用專門設(shè)計(jì)的命令接口替

代標(biāo)準(zhǔn)的命令接口

如，多用戶UNIX,用戶可有不同命令接口

用戶接口與作業(yè)管理59

?4、命令語言

,'.1"!i*i1-1?-?1*?1*??-??*!|-B1*■I*B.?1…-1f…l-i1…"?…?…"■1…*■f.l-B，?!,"?—t"?4"?l.".?，1*一?1"■1"■?1.*?

命令語言規(guī)定由OS執(zhí)行的一系列操作

?:?在一般的命令語言中，用戶通過打入稱為命令行

的一行指令來規(guī)定每一個(gè)動(dòng)作

?:?每一命令行以命令開始，它標(biāo)識(shí)所要執(zhí)行的操作

?:?大多數(shù)命令是用運(yùn)行一個(gè)程序來執(zhí)行所請(qǐng)求的操

作

多數(shù)命令行中要給出一些參數(shù)，每一命令語句實(shí)

際上是帶有參數(shù)的一個(gè)過程調(diào)用

用戶接口與作業(yè)管理60

*

一個(gè)命令語言通常提供下列幾組命令:

(1)系統(tǒng)訪問命令

登錄命令，如，login等

撤離命令，如，logout等

(2)文件管理命令

(3)編輯、編譯和執(zhí)行命令

(4)詢問命令

(5)操作員專用命令

用戶接口與作業(yè)管理61

命令行：規(guī)定由操作系統(tǒng)執(zhí)行的一系列操作

?:?力令行：一行可有一個(gè)或多個(gè)命令，每次一行，包含一個(gè)

或多個(gè)命令。

米shell給出提示符時(shí)可輸入，以回車鍵提交。如：

米列出當(dāng)前目錄文件列表；

米ngunzipmpl.tar.gz;tar-xvfmpl.tar;\rm-r-fmpl.tarn

為解壓縮后再展開。

?:?命令格式：一個(gè)拿g可有命令參數(shù)，格式包括選項(xiàng)/開關(guān)

(option/switch)或參數(shù)(argument)。

親如UNIX系統(tǒng)：cp-rdoc/tmp-----argv[0],argv[l],...

(含子目錄的文件復(fù)制：/tmp為目標(biāo)地址)

用戶接口與作業(yè)管理62

t

。力令分類：內(nèi)部命令和外部命令

米內(nèi)部命令：『X接由Shell本身完成，功能簡單、使用頻繁；

如：DOS的copy命令。

米外部命令：運(yùn)行相應(yīng)的可執(zhí)行文件，在使用時(shí)加載。如：

DOS的xcopy命令

?:?命令簡化：利用參數(shù)替換可簡化命令輸入，通配符(?,*)用

于匹配一組文件名

米如：UNIX的cp命令：當(dāng)前目錄上有兩個(gè)叮?tar”和，2tar"

時(shí)，"cp*.tar/tmp”等同于"cpl.tar/tmp;cp2.tar/tmpn

用戶接口與作業(yè)管理63

?:?命令的附加功能

命令的附加功能用以擴(kuò)大命令的功能性、

選擇性、適應(yīng)