操作系统教程-补充(作业管理).ppt

时钟页面置换算法（Clock） * * 作 业 管 理 2.7.1 概念 所谓作业，就是用户在一次解题过程中要求计算机系统所做工作的总和。在多道程序系统中，一个作业就是独立于其它作业的计算工作的一个单位，它是由若干个相对独立、但又彼此关联的作业步组成的。在批处理系统中，通常把一批作业按照某种先后顺序或优先原则依次收容到外存中，形成一个作业流。 根据计算机系统对作业处理方式的不同，可以把用户作业分为两类：批处理型作业和终端交互型作业。 2.7.2 作业状态 批处理作业从进入系统到运行结束，一般要经历提交、收容、运行、完成四个阶段，而交互式作业要经历提交、运行、完成三个阶段。 1．提交状态 批处理作业从输入设备进入外存储器的过程为其提交状态。输入方式可以是脱机或伪脱机输入。处于提交状态的作业，因它的信息尚未全部进入系统，不受作业管理调度。而交互型作业经用户终端输入后，直接进入内存储器，准备接受进程调度。 2．收容状态 当批处理作业的全部信息进入外存后，系统将它们加入后备作业队列，为每个作业建立一个作业控制表（JCT），记录该作业的资源请求、运行状态等信息。 3．运行状态 作业被作业调度程序选中，并分配到它需要的资源时，调入内存运行，即作业进入运行状态。作业管理程序将按其作业步组织的顺序依次为每个作业步建立一个主进程，并为它分配必要的资源交给进程调度模块管理。每个主进程又可以建立若干子进程来实现主进程承担的工作。这些子进程有的正占用CPU处于执行状态，有的阻塞等待某事件，有的处于就绪状态。从宏观上看，该作业处于运行状态。 4．完成状态 当作业运行结束或非正常结束而停止运行时，作业进入完成状态。作业调度程序收回与它有关的主进程和子进程占用的全部资源，撤消该作业的作业控制表JCT。 批处理作业状态转换过程和交互式作业状态转换过程分别如图2-57(a)、2-57(b)所示。 图2-57 作业状态转换 (a) 批处理系统作业状态转换；(b) 交互式作业状态转换 2.7.3 作业调度 作业调度是对批处理作业从收容到运行状态的转变，所以批处理作业需要作业调度。而分时与实时作业是交互型作业，用户提交给系统后直接进入内存运行，所以不需要进行作业调度。 1．作业调度功能 实现作业从收容到运行的状态变换，具体工作是按照一定算法从后备队列中选出作业，为其分配内存等必要资源，创建进程，挂到就绪队列上，使该作业进入运行状态。 2．算法评价与衡量标准 1) 确定调度算法的准则 (1) 批处理系统侧重于系统的吞吐量，所以选择调度算法时应该与此目标一致； (2) CPU繁忙的作业与I/O繁忙的作业搭配进行，以保持系统资源的均衡性； (3) 算法要尽可能易于实现。 2) 作业调度性能的衡量 (1) 周转时间Ti：作业从提交到完成所经历的时间，是等待时间与运行时间之和。 (2) 带权周转时间Wi：作业周转时间Ti与作业运行时间Tsi之比。 Wi=Ti/Tsi (3) 平均周转时间T：是n个作业运行时间的平均衡量尺度，是整个系统的一个指标和用户追求的目标，个别用户不一定满意，可以用它来衡量不同调度算法对同一作业流的调度性能。 作业平均周转时间短，意味着这些作业从提交到结束（完成）在系统中滞留时间短，资源利用率高，多数用户比较满意，总的是比较合理。 (4) 平均带权周转时间：是作业被延误的平均衡量尺度，是系统及用户关注的另一个调度性能指标，可以用它来比较某一调度算法对不同作业流的调度性能。 W越大说明延迟越大，W→1说明延迟影响越小。 3．单道批处理系统的调度算法 1) 先来先服务（FCFS）调度算法 先来先服务（FCFS）调度算法按照作业提交的先后次序进行调度，即优先调度在系统中等待时间最长的作业，而不管它要求运行时间的长短，如表2-1所示。 表2-1 FCFS的作业调度 平均周转时间T=2.34时间单位，平均带权周转时间W=7.6 14.5 1.45 13.35 13.25 0.1 11.90 4 12 3.00 13.25 13.00 0.25 10.25 3 2.9 2.90 13.00 12.00 1.00 10.10 2 1 2.00 12.00 10.00 2.00 10.00 1 Wi Ti 完成时刻 开始运行