用户接口和作业管理

操作系统课件。

操作系统(第三版)

第2章 用户接口 和作业管理《操作系统》主讲教师 刘前1

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第2章用户接口和作业管理2-1 2-2 2-3 2-4 概述 命令接口 系统调用 作业管理

《操作系统》主讲教师 刘前

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2.1 概述2-1-1 作业的基本概念 概念 -作业通常是指用户在一次计算过程中或者一次事物处理过程中要 求计算机系统所作的工作的集合 -任何一个作业都要经过若干加工步骤才能得到结果，作业的每一 个加工步骤称为一个作业步 -一次有一批作业进入系统，并在操作系统控制下，一个接一个地 进行处理，称之为作业流 -作业的两种基本类型：批处理作业、交互式作业

2-1-2 用户接口-命令接口 -程序接口 -图形接口《操作系统》主讲教师 刘前3

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2.2 命令接口2-2-1 联机命令接口 命令的格式和分类 - 一般格式为：命令名 参数，参数，…, 参数 - 操作控制命令类型有：系统访问命令 ，文 件、目录管理命令，编辑修改命令，编译、连接和 执行命令，询问命令，操作员专用命令 - 命令的接收和解释执行 交互式系统主要包括：一组联机命令，终 端处理程序，命令解释程序《操作系统》主讲教师 刘前4

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2.2 命令接口 终端处理程序 配置在终端上的终端处理程序主要用于实现人机交 互，具有以下功能： -接收用户从终端上输入的字符 -字符缓冲管理 -回送显示 - 屏幕编辑 -特殊字符处理 命令解释程序 -主要功能：对用户输入的命令进行解释，并转入 相应的命令处理程序去执行 -对命令的处理方法：由命令解释程序直接处理 或由子进程代为处理《操作系统》主讲教师 刘前5

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2.2 命令接口2-2-2脱机命令接口作业控制语言是对用户作业的进行组织和管理的各 种控制命令的集合 作业控制说明书是用户用于描述批处理作业处理过 程控制意图的一种特殊程序 作业控制说明书主要包括内容 作业的基本描述、作业控制描述和资源要 求描述 作业的组成 程序、数据和作业控制说明书

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2.3 系统调用系统调用是操作系统提供给编程人员的唯一接口

2-3-1 系统调用的概念由操作系统提供，用户程序可以调用的包含特权指令 的子程序称为“系统功能调用”程序，或简称为“系统调 用”。

系统调用分类文件操作类、进程控制类、资源申请类、进程通信类、 信息维护类

系统调用与一般过程调用的区别-系统调用通过非特权指令——访管指令调用

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2.3 系统调用-系统调用与一般过程调用的区别： *通过软中断进入 一般的过程调用可直接由调用过程转向被调用过 程；系统

调用通常都是通过软中断机制转向相应的命令处 理程序 *运行在不同的处理器状态 一般的过程调用，其调用程序和被调用程序都运 行在相同的处理器状态 ；系统调用调用程序运行在目态， 而被调用程序则运行在管态 *处理器状态的转换 一般的过程调用不涉及系统状态的转换；系统调 用需要系统状态转换

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2.3 系统调用*返回问题 一般的过程调用在被调用过程执行完后，将返回到 调用过程继续执行；系统调用不一定返回原调用过程 *嵌套调用 像一般过程一样，系统调用也允许嵌套调用，但对 嵌套调用的深度都有一定的限制

2-3-2 系统调用的处理过程 基本概念常处理机构 -由于系统调用引起处理机中断的指令称为陷入或 异常指令(或称访管指令) -每个系统调用都对应一个事先给定的功能号《操作系统》主讲教师 刘前

-在系统中为控制系统调用服务的机构称为陷入或异

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2.3 系统调用-为了实现系统调用，系统设计人员还必须为实现各 种系统调用功能的子程序编写入口地址表，每个入口地址都 与相应的系统程序名对应起来

系统调用的执行过程大体上分成以下三步-设置系统调用号和参数

-系统调用命令的一般性处理 -系统调用命令处理程序做具体处理

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2.4 作业管理2-4-1 批处理作业的管理 作业控制块和作业表 作业控制块 批处理作业存在的标志，其中保存了系统对于作业 进行管理所需要的全部信息，它们被保存于磁盘区域中 作业控制块中包括的内容 -作业本身的内容，如作业的名字、程序作者名字、创建 时间等 -为实现作业调度所而的信息，如作业本身的优先数、现 在所处的状态处理机的时间等 -作业使用的资源要求，如作业所需内存的大小、打印机、 磁带机等 -系统指示单元，如该作业外存中的起址和长度等信息《操作系统》主讲教师 刘前

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2.4 作业管理作业标知 用户名称 用户帐号 调度信息 资源需求 作业状态 作业类别 输入井地址 输出井地址 进入系统时间 开始处理时间 作业完成时间 作业退出时间 资源使用情况

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2.4 作业管理 作业表每个作业有一个作业控制块，所有作业的作业控制块 构成一个表，称为作业表 作业表存放在外存固定区域中，其长度是固定的， 这就限制了系统所能同时容纳的作业数量

2-4-2 作业的建立一个作业的建立过程包括两个子过程：—个是JCB的 建立，一个是作业的输入 作业控制块的建立 建立作业的作业控制块就是申请分得和填写一张空白 的JCB表的过程

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2.4 作业管理 作业的输入常用的作业的输入方式有三种： -脱机输入方式 -SPOOLING系统的输入方式 -直接耦合方式

2-4-3 批处理作业的调度-作业调度：操作系统根据允许并行工作的道数和一

定的算法从等待的作业(后备作业)中选取若干作业装入主 存储器，使它们可以去获得处理器运行 -作业调度程序：完成作业调度工作的程序

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2.4 作业管理 作业调度的基本概念 选取调度算法应考虑的主要因素 公平性、均衡使用资源、吞吐率、平衡系统和用户要求 作业调度性能衡量的指标 - CPU利用率 - 吞吐量 - 周转时间:假定作业i进入“输入井”的时间为Si,若 它被选中执行，得到计算结果的时间为Ei,它的周转时间定义 为 Ti=Ei-Si n 1 - 平均周转时间。所有作业的周转时间的平均值。假定 T ( Ti ) 作业i的周转时间定义为Ti,平均周转时间定义为

i 1

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2.4 作业管理- 带权周转时间。作业的带权周转时间为作业 的周转时间与作业的运行时间之比。

Ti 1 W ( ) n i 1 ri 作业调度算法 先来先服务算法(FCFS) 算法：按照作业进入系统的先后次序来挑选 作业，先进入系统的作业优先被挑选 优点：算法容易实现 缺点：效率不高、不利于短作业《操作系统》主讲教师 刘前16

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