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1、第第2 2章章 作业管理和用户接口作业管理和用户接口 第第2章章 作业管理和用户接口作业管理和用户接口 2.1 作业的组织和管理作业的组织和管理2.2 作业控制方式作业控制方式 2.3 系统功能调用系统功能调用 2.4 图形用户接口图形用户接口 2.5 用户管理用户管理 习题习题 第第2 2章章 作业管理和用户接口作业管理和用户接口 2.1.4 作业调度 1.作业调度算法的评价因素 作业调度又称为高级调度或宏观调度，它根据系统的情况和作业调度策略，将一些作业置为执行状态。作业调度按照某种算法把后备状态作业中的一个或一批作业调到主机上运行。第第2 2章章 作业管理和用户接口作业管理和用户接口 (
2、1)CPU利用率。希望获得较高的CPU的利用率。CPU的利用率可从0100。在实际的系统中，一般CPU的利用率从40(轻负荷系统)90(重负荷系统)。(2)吞吐量。它表示单位时间内CPU完成作业的数量。(3)周转时间。通常把周转时间或周转系数作为评价批处理系统的性能指标，下面给出它们的定义。第第2 2章章 作业管理和用户接口作业管理和用户接口 设作业Ji(i=1,2,n)的提交时间为tsi，执行时间为tri，作业完成时间为toi，则作业Ji的周转时间Ti和周转系数Wi可定义为 Ti=toi-tsi,i=1,2,n Wi=Ti/tri,i=1,2,n n个作业的平均周转时间T和平均周转系数W分别
3、定义为第第2 2章章 作业管理和用户接口作业管理和用户接口 2.如何选择调度算法 选择调度算法的依据：(1)选择的调度算法应与系统的整个设计目标一致。(2)注意系统资源的均衡搭配使用，使“I/O繁忙”的作业和“CPU繁忙”的作业搭配起来执行。(3)平衡系统和用户的要求。第第2 2章章 作业管理和用户接口作业管理和用户接口 3.作业调度算法 1)单道批处理系统的作业调度算法 对于单道批处理系统，常用的作业调度算法有：(1)先来先服务调度算法(FCFS)。先来先服务调度算法是一种比较简单的调度算法。(2)短作业优先调度算法(SJF)。短作业优先调度算法是指对短作业优先调度的算法，作业控制块按照作业
4、的估计运行时间串成作业队列，每次调度时从后备作业队列中选择队首的一个作业。第第2 2章章 作业管理和用户接口作业管理和用户接口 (3)最高响应比优先调度算法(HRP)。在批处理系统中，短作业优先算法是一个比较好的算法。其主要的缺点是长作业的运行得不到保证。如果能为每个作业设置一个优先权，并使它以速率a增加，则长作业在等待一定的时间后，必然有机会分配到处理机。该优先权的变化可描述为 优先权=(等待时间+要求服务时间)/要求服务时间第第2 2章章 作业管理和用户接口作业管理和用户接口 由于等待时间加上要求服务时间就是系统对该作业的响应时间，故该优先权又相当于响应比RP，因此可表示为 RP=第第2
5、2章章 作业管理和用户接口作业管理和用户接口 2)多道批处理系统的作业调度算法 在多道批处理系统中，为提高处理机的利用率，改善主存和I/O设备的利用情况，作业调度程序可以选择多个作业同时执行。在多道批处理系统中，通常采用以下两种作业调度算法：(1)优先级调度算法。在多道批处理系统中，为了照顾时间紧迫的作业或“I/O繁忙”的作业，可根据下述方法设置作业优先级，并根据优先级进行作业调度：第第2 2章章 作业管理和用户接口作业管理和用户接口 时间要求紧迫的作业获得高优先级。“I/O繁忙”的作业获得高优先级，以便充分发挥外设的效率。在一个兼顾分时操作和批处理的系统中，为了照顾终端会话型作业，给它以高优
6、先级，以便获得合理的响应时间。第第2 2章章 作业管理和用户接口作业管理和用户接口 (2)均衡调度算法。这种算法的基本思想是根据系统的运行情况和作业本身的特性对作业进行分类。作业调度程序轮流地从这些不同类别的作业中挑选作业执行。这种算法力求均衡地使用系统的各种资源，既注意发挥系统效率，又使用户满意。例如：把出现在输入井中的作业分成A、B、C 3类，每类作业再按照优先级排成1个队列：第第2 2章章 作业管理和用户接口作业管理和用户接口 A队：短作业队列，作业计算时间小于一定值，无特殊外设要求。B队：要用到磁带的作业队列，它们属于I/O繁忙的作业。C队：长作业队列，作业计算时间超过一定值。在作业调
7、度时，从这3个作业队列的队首分别选择1个作业调度执行。第第2 2章章 作业管理和用户接口作业管理和用户接口 4.作业调度算法的性能分析 以上内容使我们对调度算法有了理论上的了解，下面给出具体的例子来分析几种算法的适用情况。1)单道程序环境下作业调度性能的分析 设有4个作业，它们的提交时刻、执行时间如表2.1所示。第第2 2章章 作业管理和用户接口作业管理和用户接口 表2.1 4个作业的提交时刻和执行时间作 业提 交 时 刻 执 行 时 间18.002.0028.500.5039.000.1049.500.20第第2 2章章 作业管理和用户接口作业管理和用户接口 (1)先来先服务调度算法。按照先
8、来先服务思想，4个作业的执行顺序是1，2，3，4。计算该作业序列的平均周转时间T和平均周转系数W，如表2.2所示。第第2 2章章 作业管理和用户接口作业管理和用户接口 表2.2 计算T和W(先来先服务调度算法)作 业提交时刻ts执行时间tr/小时开始时刻tls完成时刻to周转时间Ti/小时周转系数Wi18.002.008.0010.002.001.0028.500.5010.0010.502.004.0039.000.1010.5010.601.6016.0049.500.2010.6010.801.306.50平均周转时间T=1.725小时平均周转系数W=6.8756.9027.50第第2
9、2章章 作业管理和用户接口作业管理和用户接口 (2)最短作业优先调度算法。按最短作业优先调度算法，该作业序列的执行顺序为1，3，4，2。由于在8.00开始执行作业，当时仅有1，而作业2，3，4尚未到达，故作业1是最短作业。作业1执行完成后是10.00，此时作业2，3，4均已经到达，故选最短作业3，依此类推，平均周转时间和平均周转系数的计算结果如表2.3所示。第第2 2章章 作业管理和用户接口作业管理和用户接口 表2.3 计算T和W(最短作业优先调度算法)作 业提交时刻ts执行时间tr/小时开始时刻tls完成时刻to周转时间Ti/小时周转系数Wi18.002.008.0010.002.001.0
10、028.500.5010.3010.802.304.6039.000.1010.0010.101.1011.0049.500.2010.1010.300.804.00平均周转时间T=1.55小时平均周转系数W=5.156.2020.60第第2 2章章 作业管理和用户接口作业管理和用户接口 (3)最高响应比优先调度算法。按最高响应比优先调度算法，该作业序列的执行顺序为1，3，2，4。当作业1执行完成时，计算作业2，3，4的响应比分别为：4，11，3.5，因此，作业1执行完成后选中作业3执行。按此算法求得的平均周转时间和平均周转系数如表2.4所示。第第2 2章章 作业管理和用户接口作业管理和用户接
11、口 表2.4 计算T和W(最高响应比优先调度算法)作 业提交时刻ts执行时间tr/小时开始时刻tls完成时刻to周转时间Ti/小时周转系数Wi18.002.008.0010.002.001.0028.500.5010.1010.602.104.2039.000.1010.0010.101.1011.0049.500.2010.6010.801.306.50平均周转时间T=1.625小时平均周转系数W=5.6756.5022.72第第2 2章章 作业管理和用户接口作业管理和用户接口 2)多道程序环境下作业调度性能的分析 有一个具有两道作业的批处理系统，作业调度采用短作业优先调度算法，作业进驻内存
12、后，采用以优先数为基础的抢占式调度算法，即作业运行时间越短，其对应产生的优先数越大。如有4个作业序列，现已知它们的提交时刻和运行时间如表2.5所示。第第2 2章章 作业管理和用户接口作业管理和用户接口 表2.5 4个作业的提交时刻和运行时间作业号提交时刻运行时间/分钟110:0030210:0520310:1020410:2010第第2 2章章 作业管理和用户接口作业管理和用户接口 表2.6 计 算 结 果作 业提交时刻ts执行时间tr/分钟开始时刻tls完成时刻to 周转时间Ti/分钟周转系数Wi 110:003010:0011:20802.667210:052010:0510:25201310:102010:3510:55452.25410:201010:2510:35151.5平均周转时间T=40分钟平均周转系数W=1.8541607.417