计算机操作系统教程(张尧学-史美林-张高)(第三版)第二章.ppt

制作者：郭平、王在模、何静媛重庆大学计算机学院重庆大学计算机学院 操作系统教程操作系统教程 精品课程系列精品课程系列-计算机学院版权所有计算机学院版权所有第二章第二章第二章第二章 作业管理作业管理作业管理作业管理从宏观上研究一个程序从录入到运行，最后获得运行结从宏观上研究一个程序从录入到运行，最后获得运行结果的全过程果的全过程用户接口用户接口作业的概念作业的概念作业的建立作业的建立作业的状态和调度作业的状态和调度作业管理在作业管理在OSOS中的地位中的地位制作者：郭平、王在模、何静媛重庆大学计算机学院重庆大学计算机学院 操作系统教程操作系统教程 精品课程系列精品课程系列-计算机学院版权所有计算机学院版权所有1111、用户接口、用户接口、用户接口、用户接口 操作系统为用户提供两种接口，其中一类是为一般用操作系统为用户提供两种接口，其中一类是为一般用户提供的操作命令接口，另一类为提供给编程人员的户提供的操作命令接口，另一类为提供给编程人员的系统调用（系统调用（system callsystem call）接口接口命令调用命令调用系统调用系统调用用户接口的发展用户接口的发展制作者：郭平、王在模、何静媛重庆大学计算机学院重庆大学计算机学院 操作系统教程操作系统教程 精品课程系列精品课程系列-计算机学院版权所有计算机学院版权所有命令调用方式命令调用方式命令调用方式命令调用方式命令形式命令形式内部命令内部命令系统启动时与操作系统一起装入内存系统启动时与操作系统一起装入内存OSOS的一部分的一部分例例DOSDOS：Type,Dir,copy,Type,Dir,copy,Windows:Windows:资源管理器中的菜单、按钮，资源管理器中的菜单、按钮，外部命令外部命令以文件形式存放，调用时装入内存以文件形式存放，调用时装入内存例例DOSDOS：Edit,Edit,Windows:Windows:桌面上的图标，快捷方式（图标），桌面上的图标，快捷方式（图标），制作者：郭平、王在模、何静媛重庆大学计算机学院重庆大学计算机学院 操作系统教程操作系统教程 精品课程系列精品课程系列-计算机学院版权所有计算机学院版权所有使用命令的方式使用命令的方式联机方式：单个命令，以交互方式通过联机方式：单个命令，以交互方式通过OSOS与计算机系统进行会话与计算机系统进行会话优点：用户直接参与控制，灵活优点：用户直接参与控制，灵活不足：重复输入命令，繁琐且效率低不足：重复输入命令，繁琐且效率低脱机方式：批命令，使用批处理命令或由命令编写的批处理文件脱机方式：批命令，使用批处理命令或由命令编写的批处理文件优点：系统按批处理要求自动执行，用户不干预，效率高优点：系统按批处理要求自动执行，用户不干预，效率高不足：不便于及时调整要执行的命令集合，灵活性差不足：不便于及时调整要执行的命令集合，灵活性差制作者：郭平、王在模、何静媛重庆大学计算机学院重庆大学计算机学院 操作系统教程操作系统教程 精品课程系列精品课程系列-计算机学院版权所有计算机学院版权所有命令分类（书命令分类（书P27P27）环境设置环境设置执行权限管理执行权限管理系统管理系统管理文件管理文件管理执行管理执行管理通信通信资源要求资源要求制作者：郭平、王在模、何静媛重庆大学计算机学院重庆大学计算机学院 操作系统教程操作系统教程 精品课程系列精品课程系列-计算机学院版权所有计算机学院版权所有系统调用系统调用系统调用系统调用系统调用的含义系统调用的含义系统调用是操作系统为编程人员提供的接口系统调用是操作系统为编程人员提供的接口，各种操作系统的，各种操作系统的核心中都设计有一组一组的用于实现各种系统功能的核心中都设计有一组一组的用于实现各种系统功能的子程序作子程序作为机器指令的扩充为机器指令的扩充。系统将这些子程序。系统将这些子程序“开放开放”给用户，方便给用户，方便用户可靠地调用系统有关的资源，而用户不必从头熟悉或重新用户可靠地调用系统有关的资源，而用户不必从头熟悉或重新编写子程序。每当用户在程序中需要操作系统提供某种服务时，编写子程序。每当用户在程序中需要操作系统提供某种服务时，便可利用一条条相应的系统调用命令，去调用所需的系统过程。便可利用一条条相应的系统调用命令，去调用所需的系统过程。例例DOSDOS：库函数，库函数，Windows:APIWindows:API，制作者：郭平、王在模、何静媛重庆大学计算机学院重庆大学计算机学院 操作系统教程操作系统教程 精品课程系列精品课程系列-计算机学院版权所有计算机学院版权所有系统调用的分类（书系统调用的分类（书P32P32）设备管理设备管理文件管理文件管理进程管理进程管理进程通信进程通信存储管理存储管理制作者：郭平、王在模、何静媛重庆大学计算机学院重庆大学计算机学院 操作系统教程操作系统教程 精品课程系列精品课程系列-计算机学院版权所有计算机学院版权所有调用中的几个概念调用中的几个概念陷陷入入（访访管管）指指令令把把由由于于系系统统调调用用引引起起的的处处理理机机中断的指令称为陷入（访管）指令。中断的指令称为陷入（访管）指令。广广义义指指令令利利用用陷陷入入指指令令来来定定义义的的指指令令称称为为广广义义指指令令。是是通通过过执执行行相相应应的的程程序序模模块块来来实实现现的的，它它是是机机器指令的扩充。器指令的扩充。用户态（目态）用户态（目态）处理机在用户程序中执行处理机在用户程序中执行系统态（管态）系统态（管态）处理机在系统程序中执行处理机在系统程序中执行制作者：郭平、王在模、何静媛重庆大学计算机学院重庆大学计算机学院 操作系统教程操作系统教程 精品课程系列精品课程系列-计算机学院版权所有计算机学院版权所有用户程序与陷入（访管）指令访问系统程序及数用户程序与陷入（访管）指令访问系统程序及数据的区别据的区别调用中若发生错误，用户程序的错误不影响系调用中若发生错误，用户程序的错误不影响系统，系统程序的错误可能引起系统崩溃统，系统程序的错误可能引起系统崩溃系统数据用于管理系统状态与系统资源，用户系统数据用于管理系统状态与系统资源，用户程序调用中若被修改可能引起系统管理的混乱程序调用中若被修改可能引起系统管理的混乱用户程序调用时现场保护在用户区内用户程序调用时现场保护在用户区内系统系统资源的变化不能修改其中的数据。资源的变化不能修改其中的数据。OSOS调用时现调用时现场保护在场保护在OSOS的内存区内或特定的寄存器中的内存区内或特定的寄存器中系统资源的变化不能修改其中的数据。系统资源的变化不能修改其中的数据。用户程序调用时控制权属于用户，用户程序调用时控制权属于用户，OSOS调用时控调用时控制权属于制权属于OSOS。制作者：郭平、王在模、何静媛重庆大学计算机学院重庆大学计算机学院 操作系统教程操作系统教程 精品课程系列精品课程系列-计算机学院版权所有计算机学院版权所有 系统调用原则系统调用原则为了保障操作系统的安全性，使得操作系统的程序不被用户程为了保障操作系统的安全性，使得操作系统的程序不被用户程序破坏，一般操作系统都不允许用户程序访问操作系统的系序破坏，一般操作系统都不允许用户程序访问操作系统的系统程序及数据。编程人员可以利用陷入（访管）指令来向操统程序及数据。编程人员可以利用陷入（访管）指令来向操作系统提出对系统程序及数据访问要求。作系统提出对系统程序及数据访问要求。制作者：郭平、王在模、何静媛重庆大学计算机学院重庆大学计算机学院 操作系统教程操作系统教程 精品课程系列精品课程系列-计算机学院版权所有计算机学院版权所有系统调用的处理过程系统调用的处理过程访管指令由访管指令由“参数区参数区”、“参数参数”和和“操作数操作数”组成。组成。“操操作数作数”用来表示请求操作系统所要干的工作，并说明是否要用来表示请求操作系统所要干的工作，并说明是否要有参数区和具体参数。参数或参数区的首址通常约定放在某有参数区和具体参数。参数或参数区的首址通常约定放在某个通用寄存器中个通用寄存器中CPUCPU执行到执行到“访管访管”指令时，将指令时，将“访管访管”指令存入主存中的约指令存入主存中的约定单元，然后产生定单元，然后产生“访管访管”中断，根据参数区、参数和操作中断，根据参数区、参数和操作数引出操作系统来处理数引出操作系统来处理“访管访管”中的具体要求。中的具体要求。制作者：郭平、王在模、何静媛重庆大学计算机学院重庆大学计算机学院 操作系统教程操作系统教程 精品课程系列精品课程系列-计算机学院版权所有计算机学院版权所有 用户程序用户程序 陷入处理机构陷入处理机构 系统子程序系统子程序制作者：郭平、王在模、何静媛重庆大学计算机学院重庆大学计算机学院 操作系统教程操作系统教程 精品课程系列精品课程系列-计算机学院版权所有计算机学院版权所有用户接口（界面）的发展用户接口（界面）的发展用户接口（界面）的发展用户接口（界面）的发展用户界面的发展用户界面的发展第第一一代代用用户户界界面面为为一一维维界界面面，主主要要有有命命令令行行界界面面和和编编程程人人员员在在程程序中的系统调用，如序中的系统调用，如DOSDOS及及UNIX UNIX 均采用此种界面方式。均采用此种界面方式。第第 二二 代代 用用 户户 界界 面面 为为 二二 维维 界界 面面 又又 称称 为为 图图 形形 界界 面面，以以 窗窗 口口（windowswindows）,图图标标（iconicon）、菜菜单单（menumenu）为为典典型型特特征征，由由APPLE APPLE 公公司司开开创创，以以Microsoft Microsoft 公公司司的的MS-WindowsMS-Windows为为里里程程碑碑，在在UNIXUNIX系统下有系统下有X-windowX-window。第第三三代代用用户户界界面面为为三三维维界界面面，又又称称为为虚虚拟拟现现实实（virtual virtual realityreality），），如三维动画设计、可视电话及网络视频会议等。如三维动画设计、可视电话及网络视频会议等。界面管理的任务界面管理的任务从面向最终用户的从面向最终用户的“作业作业”管理来看，用户界面已经成为计算机管理来看，用户界面已经成为计算机系统的一个重要组成部分，是计算机科学与心理学、图形艺术和系统的一个重要组成部分，是计算机科学与心理学、图形艺术和人类学的交叉研究领域。寻求最佳的人机通信方式已是多媒体、人类学的交叉研究领域。寻求最佳的人机通信方式已是多媒体、虚拟现实和科学计算、可视化等技术所追求的目标，也是界面管虚拟现实和科学计算、可视化等技术所追求的目标，也是界面管理的最终任务。理的最终任务。制作者：郭平、王在模、何静媛重庆大学计算机学院重庆大学计算机学院 操作系统教程操作系统教程 精品课程系列精品课程系列-计算机学院版权所有计算机学院版权所有界面管理的功能界面管理的功能实现高效的人机通信实现高效的人机通信将将人人的的听听、说说、手手和和眼眼等等协协同同动动作作，采采用用多多通通道道、以以自自然然的方式交互，可以实现高效的人机通信的方式交互，可以实现高效的人机通信改善计算机的可用性、可学性和有效性改善计算机的可用性、可学性和有效性要要求求计计算算机机能能理理解解人人的的要要求求，甚甚至至能能纠纠正正人人的的错错误误，智智能能化的界面是一个重要方向化的界面是一个重要方向支持三维及多媒体技术支持三维及多媒体技术需要有语音、图像和动画等多媒体支持需要有语音、图像和动画等多媒体支持为广大用户提供适应不同应用的众多界面构造工具及语言为广大用户提供适应不同应用的众多界面构造工具及语言现现有有的的GUIGUI的的开开发发工工具具有有Visual Visual BasicBasic、Visual Visual C+C+、Visual FoxProVisual FoxPro、X-windowX-window等等制作者：郭平、王在模、何静媛重庆大学计算机学院重庆大学计算机学院 操作系统教程操作系统教程 精品课程系列精品课程系列-计算机学院版权所有计算机学院版权所有用户界面研究用户界面研究WIMP WIMP 界面界面WIMPWIMP界界面面是是指指窗窗口口（windowswindows）、图图符符（iconsicons）、菜菜单单（menumenu）、指指点点装装置置（pointing pointing devicesdevices）,目目前前个个人人计计算算机机流流行行的的用用户户界界面面WYSIWYGWYSIWYG技术技术WYSIWYGWYSIWYGwhat you see is what you get what you see is what you get 即为即为“所见即所得所见即所得”多通道多通道多多通通道道multi-modal multi-modal user user interface,MMIinterface,MMI，人人与与机机器器被被看看成成主主动动参参与与者者,通通过过虚虚拟拟现现实实环环境境,人人机机以以自自然然的的交交互互方方式式,如如语语音音、手势、眼神、表情、指点等与系统进行协作工作。手势、眼神、表情、指点等与系统进行协作工作。人机询问技术人机询问技术人人机机询询问问技技术术man-machine man-machine interrogation interrogation technique,MMITtechnique,MMIT，人机交互技术的新发展，使机器能象人一样地进行人机交互技术的新发展，使机器能象人一样地进行“交谈交谈”Post-WIMPPost-WIMP时代（后时代（后WIMPWIMP时代）时代）同同时时操操作作多多个个外外设设，例例如如多多个个传传感感器器、多多个个通通道道、多多个个人人同同时时使使用以至能识别人的双手及人的形体语言的多模式识别用以至能识别人的双手及人的形体语言的多模式识别制作者：郭平、王在模、何静媛重庆大学计算机学院重庆大学计算机学院 操作系统教程操作系统教程 精品课程系列精品课程系列-计算机学院版权所有计算机学院版权所有X-windowX-windowX-window X-window 是是19861986年由美国年由美国MITMIT的雅典娜工程开发小组为了提供的雅典娜工程开发小组为了提供一个独立于硬件的用户图形界面而开发成功的，广为流行的是一个独立于硬件的用户图形界面而开发成功的，广为流行的是19881988年年3 3月发行的月发行的X11.2X11.2版本。尤其与版本。尤其与UNIXUNIX操作系统结合，可运操作系统结合，可运行于行于IBM-PCIBM-PC到各种大中型机以及巨型机上，它又可运行在到各种大中型机以及巨型机上，它又可运行在X X终终端上。同时它也给程序员提供了工具箱（端上。同时它也给程序员提供了工具箱（toolkittoolkit）和事件驱和事件驱动型编程模型。动型编程模型。虚拟现实虚拟现实虚拟现实（虚拟现实（virtual reality,VRvirtual reality,VR）是用计算机技术来生成一个是用计算机技术来生成一个逼真的三维视觉、听觉、触觉、嗅觉等感觉世界，让用户可以逼真的三维视觉、听觉、触觉、嗅觉等感觉世界，让用户可以从自己的视点出发，利用自然的技能和某些设备对这一生成的从自己的视点出发，利用自然的技能和某些设备对这一生成的虚拟世界进行浏览和交互考察。实际应用的虚拟现实系统大体虚拟世界进行浏览和交互考察。实际应用的虚拟现实系统大体可分为：可分为：桌面虚拟现实系统桌面虚拟现实系统沉浸虚拟现实系统沉浸虚拟现实系统分布式虚拟现实系统分布式虚拟现实系统增强现实增强现实制作者：郭平、王在模、何静媛重庆大学计算机学院重庆大学计算机学院 操作系统教程操作系统教程 精品课程系列精品课程系列-计算机学院版权所有计算机学院版权所有用户界面的设计特点用户界面的设计特点计算机不断适应人的需求，以方便用户为目标。计算机不断适应人的需求，以方便用户为目标。用用户户界界面面设设计计是是计计算算机机科科学学与与心心理理学学、图图形形艺艺术术和和人类学的结合。人类学的结合。多多窗窗口口系系统统一一般般都都采采用用事事件件驱驱动动（event event drivedrive）的控制方式的控制方式制作者：郭平、王在模、何静媛重庆大学计算机学院重庆大学计算机学院 操作系统教程操作系统教程 精品课程系列精品课程系列-计算机学院版权所有计算机学院版权所有2222、作业的概念、作业的概念、作业的概念、作业的概念作业（作业（jobjob）用户角度用户角度我我们们把把一一次次应应用用业业务务处处理理过过程程中中，从从输输入入开开始始到到输输出出结结束束，用用户户要求计算机所做的有关该次业务处理的全部工作称为一个作业。要求计算机所做的有关该次业务处理的全部工作称为一个作业。系统角度系统角度从从计计算算机机系系统统的的角角度度看看，作作业业是是一一个个比比程程序序更更广广的的概概念念，它它由由程程序、数据和作业说明书三部分组成。序、数据和作业说明书三部分组成。系系统统通通过过作作业业说说明明书书控控制制文文件件形形式式的的程程序序和和数数据据，使使之之操操作作和和执执行行。在在批批处处理理系系统统中中，作作业业是是抢抢占占内内存存的的基基本本单单位位。也也就就是是说说，批处理系统是以作业为单位把程序和数据调入内存以便执行的。批处理系统是以作业为单位把程序和数据调入内存以便执行的。制作者：郭平、王在模、何静媛重庆大学计算机学院重庆大学计算机学院 操作系统教程操作系统教程 精品课程系列精品课程系列-计算机学院版权所有计算机学院版权所有作业步（作业步（job stepsjob steps）用用户户把把要要求求计计算算机机系系统统做做的的一一项项相相对对独独立立的的工工作作叫叫做做一一个个作作业步。例如图中编译、链接、执行就是作业步。业步。例如图中编译、链接、执行就是作业步。作作业业由由不不同同的的顺顺序序相相连连的的作作业业步步组组成成，一一般般来来说说，每每一一个个作作业步产生下一个作业步的输入文件。业步产生下一个作业步的输入文件。作业同步（作业同步（job synchronizationjob synchronization）所所谓谓作作业业同同步步是是指指在在一一个个作作业业中中，下下一一个个作作业业步步能能否否执执行行下下去，取决于前一个作业步是否成功完成。去，取决于前一个作业步是否成功完成。作业流（作业流（job streamjob stream）在在系系统统控控制制下下，将将一一批批作作业业依依此此输输入入到到后后援援存存储储器器中中等等待待运运行，这样就形成了一个作业流。行，这样就形成了一个作业流。制作者：郭平、王在模、何静媛重庆大学计算机学院重庆大学计算机学院 操作系统教程操作系统教程 精品课程系列精品课程系列-计算机学院版权所有计算机学院版权所有作业类型（作业类型（job typejob type）用户作业分为两大类用户作业分为两大类批量型作业批量型作业可分为两种，利用作业说明书实行自动控制方可分为两种，利用作业说明书实行自动控制方式的作业称为脱机作业；利用控制台键盘操作命令直接控式的作业称为脱机作业；利用控制台键盘操作命令直接控制的作业称为联机作业。制的作业称为联机作业。终端型作业终端型作业又称为交互型或会话型作业，通常在分时操作又称为交互型或会话型作业，通常在分时操作系统环境下运行，用户在终端上利用键盘命令控制和监督系统环境下运行，用户在终端上利用键盘命令控制和监督作业的运行，而系统把作业运行的情况和结果也及时反馈作业的运行，而系统把作业运行的情况和结果也及时反馈在用户终端上。在大型的操作系统中，常把终端用户作业在用户终端上。在大型的操作系统中，常把终端用户作业称为称为“前台前台”作业，把批量型作业称为作业，把批量型作业称为“后台后台”作业。作业。制作者：郭平、王在模、何静媛重庆大学计算机学院重庆大学计算机学院 操作系统教程操作系统教程 精品课程系列精品课程系列-计算机学院版权所有计算机学院版权所有作业说明书作业说明书作作业业说说明明书书主主要要包包括括三三方方面面的的内内容容，即即作作业业的的基基本本描描述述、作作业业控控制制描描述述和和资资源源要要求求，它它根根据据系系统统提提供供的的控控制制命命令令及及相相关关参数并按规定的语法书写。参数并按规定的语法书写。作业基本情况描述作业基本情况描述 用户名用户名 作业名作业名 使用语言名使用语言名 允许最大处理时间允许最大处理时间 等等等等作业控制描述作业控制描述 控制方式控制方式 操作顺序操作顺序 出错处理出错处理 等等等等作业资源要求描述作业资源要求描述 要求处理时间要求处理时间 内存空间内存空间 外存类型和数量外存类型和数量 处理机优先级处理机优先级 库函数或实用程序库函数或实用程序 等等等等制作者：郭平、王在模、何静媛重庆大学计算机学院重庆大学计算机学院 操作系统教程操作系统教程 精品课程系列精品课程系列-计算机学院版权所有计算机学院版权所有作业管理的任务作业管理的任务方便用户建立作业方便用户建立作业组织调用系统内部资源组织调用系统内部资源在完成作业后归还资源在完成作业后归还资源作业管理的功能作业管理的功能分门别类地组织控制作业的运行，解决作业的输入输出问题分门别类地组织控制作业的运行，解决作业的输入输出问题了解和申请机器资源了解和申请机器资源系统工作状态的记录、跟踪、监控及调试系统工作状态的记录、跟踪、监控及调试提供用户或程序员在程序工作模式下的服务功能提供用户或程序员在程序工作模式下的服务功能制作者：郭平、王在模、何静媛重庆大学计算机学院重庆大学计算机学院 操作系统教程操作系统教程 精品课程系列精品课程系列-计算机学院版权所有计算机学院版权所有3333、作业的建立、作业的建立、作业的建立、作业的建立作业的建立过程作业的建立过程一一个个作作业业的的建建立立过过程程一一般般是是作作业业的的输输入入和和系系统统建建立立起起作作业业控控制块（制块（JCBJCBjob control blockjob control block）两个子过程。两个子过程。作业输入作业输入作业建立作业建立建立建立JCBJCB作业管理程序作业管理程序作业注册程序作业注册程序制作者：郭平、王在模、何静媛重庆大学计算机学院重庆大学计算机学院 操作系统教程操作系统教程 精品课程系列精品课程系列-计算机学院版权所有计算机学院版权所有作业输入方式作业输入方式联机输入方式联机输入方式联联机机输输入入方方式式大大多多用用于于交交互互式式系系统统中中，用用户户和和系系统统通通过过交交互互会会话话方方式式输输入入作作业业。近近年年来来由由于于多多媒媒体体技技术术（Multi-MediaMulti-Media）的的发发展展，逐逐步步形形成成了了手手写写输输入入、语语音音输输入入、光光电电输输入入等等输输入入方式。方式。脱机输入方式脱机输入方式脱脱机机输输入入方方式式又又称称为为预预处处理理方方式式，脱脱机机输输入入方方式式利利用用低低档档个个人人计计算算机机进进行行输输入入处处理理。在在低低档档个个人人机机上上，用用户户通通过过联联机机方方式式把把作作业业首首先先输输入入到到后后援援存存储储器器，如如磁磁盘盘或或磁磁带带上上；然然后后，用用户户把把装装有有输输入入数数据据的的后后援援存存储储器器拿拿到到主主机机的的高高速速外外围围设设备备上和主机相连，从而在较短的时间内完成作业的输入。上和主机相连，从而在较短的时间内完成作业的输入。脱脱机机输输入入方方式式的的优优点点是是解解决决了了作作业业的的快快进进快快出出，相相应应提提高高了了CPUCPU的利用率。但其缺点也是明显的，主要有：的利用率。但其缺点也是明显的，主要有：需要人工干预，出错率受人的因素影响需要人工干预，出错率受人的因素影响增加了作业周转时间增加了作业周转时间不易实现优先级调度算法不易实现优先级调度算法制作者：郭平、王在模、何静媛重庆大学计算机学院重庆大学计算机学院 操作系统教程操作系统教程 精品课程系列精品课程系列-计算机学院版权所有计算机学院版权所有直接藕合方式直接藕合方式它它用用一一个个大大容容量量的的共共用用存存储储器器，把把多多台台用用作作输输入入的的低低档档机机、共共用用存存储储器器和和主主机机固固定定连连接接起起来来，保保留留了了脱脱机机输输入入方方式式的的优点，又克服了该方式需人工干预的缺点。优点，又克服了该方式需人工干预的缺点。低档机低档机低档机低档机共用存储器共用存储器主机主机制作者：郭平、王在模、何静媛重庆大学计算机学院重庆大学计算机学院 操作系统教程操作系统教程 精品课程系列精品课程系列-计算机学院版权所有计算机学院版权所有假脱机输入方式假脱机输入方式假脱机技术假脱机技术(SPOOLingSPOOLing或或SPOOLerSPOOLer)SPOOLingSPOOLing技技术术实实际际上上是是一一种种外外围围设设备备同同时时联联机机操操作作技技术术（simultaneous simultaneous peripheral operation on-lineperipheral operation on-line）的缩写。又称为排队转储技术。的缩写。又称为排队转储技术。工作原理工作原理SPOOLingSPOOLing系系统统既既不不同同于于脱脱机机方方式式，也也不不同同于于直直接接藕藕合合方方式式。它它在在输输入入和和输输出出之之间间增增加加了了“输输入入井井”和和“输输出出井井”的的排排队队转转储储环环节节，以以消消除除用用户户的的“联联机机”等等待待时时间间。在在系系统统输输入入模模块块收收到到作作业业输输入入请请求求信信号号后后，输输入入管管理理模模块块中中的的读读过过程程负负责责将将信信息息从从输输入入装装置置中中读读入入输输入入井井缓缓冲冲区区。当当缓缓冲冲区区满满时时，由由写写过过程程将将信信息息从从缓缓冲冲区区写写到到外外存存的的输输入入井井中中，读读过过程程和和写写过过程程反反复复循循环环，直直到到一一个个作作业业输输入入完完毕毕。当当读读过过程程读读到到一一个个硬硬件件结结束束标标志志之之后后，系系统统再再次次驱驱动动写写过过程程把把最最后后一一批批信信息息写写入入外外存存输输入入井井并并调调用用中中断断处处理理程程序序结结束束该该次次输输入入。然然后后，系系统统为为该该作作业业建建立立作作业业控控制制块块，从从而而使使输输入入井井中中的的作作业业进进入入作作业业等等待待队队列列，等等待待作作业业调调度度程程序序选选中中后后进进入入内内存存运运行行。系系统统在在管管理理输输入入井井过过程程中中可可以以“不不断断”读读入入输输入入的的作作业业，直直到到输入结束或输入井满而暂停。输入结束或输入井满而暂停。制作者：郭平、王在模、何静媛重庆大学计算机学院重庆大学计算机学院 操作系统教程操作系统教程 精品课程系列精品课程系列-计算机学院版权所有计算机学院版权所有外外 存存 输入井输入井 输出井输出井输入装置输入装置输入装置输入装置通通道道通通道道输出装置输出装置输出装置输出装置 通通 道道主机系统主机系统输入管理输入管理模块模块输出管理输出管理模块模块SPOOLINGSPOOLING系统系统制作者：郭平、王在模、何静媛重庆大学计算机学院重庆大学计算机学院 操作系统教程操作系统教程 精品课程系列精品课程系列-计算机学院版权所有计算机学院版权所有网络输入方式网络输入方式当当用用户户需需要要从从计计算算机机网网络络中中将将一一台台计计算算机机的的信信息息传传送送到到联联网网的的另另一一台台主主机机上上进进行行浏浏览览（BrowserBrowser）操操作作或或执执行行下下载载（DownloadDownload）等等任任务务要要求求时时，就就构构成成网网络络输输入入方方式式。主主要要涉及网络通信技术。涉及网络通信技术。制作者：郭平、王在模、何静媛重庆大学计算机学院重庆大学计算机学院 操作系统教程操作系统教程 精品课程系列精品课程系列-计算机学院版权所有计算机学院版权所有4444、作业的管理和调度、作业的管理和调度、作业的管理和调度、作业的管理和调度作业的状态和处理流程作业的状态和处理流程作业从录入到输出在计算机中经历不同的阶段，相应地处于作业从录入到输出在计算机中经历不同的阶段，相应地处于不同的状态。状态的变化反映了作业的处理流程不同的状态。状态的变化反映了作业的处理流程录入作业录入作业作业注册作业注册作业执行作业执行结果输出结果输出撤消作业撤消作业收容阶段收容阶段执行阶段执行阶段完成阶段完成阶段后后备备状状态态执执行行状状态态完完成成状状态态制作者：郭平、王在模、何静媛重庆大学计算机学院重庆大学计算机学院 操作系统教程操作系统教程 精品课程系列精品课程系列-计算机学院版权所有计算机学院版权所有收容阶段：作业录入并被注册收容阶段：作业录入并被注册后备状态：当作业注册程序为作业建立作业控制块（后备状态：当作业注册程序为作业建立作业控制块（JCBJCB）执行状态：后备作业经作业调度被装入内存，获得资源，占执行状态：后备作业经作业调度被装入内存，获得资源，占有有CPUCPU完成状态：作业的所有处理都结束完成状态：作业的所有处理都结束作业撤消：系统回收资源，撤消作业撤消：系统回收资源，撤消JCBJCB作业控制块作业控制块作业控制块（作业控制块（JCBJCB，Job Control Block)Job Control Block)是系统感知作业存在是系统感知作业存在的标志的标志制作者：郭平、王在模、何静媛重庆大学计算机学院重庆大学计算机学院 操作系统教程操作系统教程 精品课程系列精品课程系列-计算机学院版权所有计算机学院版权所有作业控制块的结构作业控制块的结构作业在作业管理中是系统分配资源的基本单位，对收容状态的作业，作业调度作业在作业管理中是系统分配资源的基本单位，对收容状态的作业，作业调度算法确定何时开始执行算法确定何时开始执行制作者：郭平、王在模、何静媛重庆大学计算机学院重庆大学计算机学院 操作系统教程操作系统教程 精品课程系列精品课程系列-计算机学院版权所有计算机学院版权所有作业调度功能作业调度功能采用作业控制块（采用作业控制块（JCBJCB）表格，记录系统中各作业工作状况；表格，记录系统中各作业工作状况；根根据据选选定定的的调调度度算算法法，从从后后备备作作业业中中选选出出一一部部分分（多多道道情情况况）或一个作业投入运行；或一个作业投入运行；为为被被选选中中的的作作业业做做好好运运行行前前的的准准备备，包包括括选选择择系系统统相相应应的的“进进程程”执执行行单单元元以以及及为为这这些些“进进程程”分分配配系系统统资资源源，首首先先判判断用户的资源要求是否能够满足；断用户的资源要求是否能够满足；作业处理后的善后处理工作，例如，回收资源和记帐等工作作业处理后的善后处理工作，例如，回收资源和记帐等工作制作者：郭平、王在模、何静媛重庆大学计算机学院重庆大学计算机学院 操作系统教程操作系统教程 精品课程系列精品课程系列-计算机学院版权所有计算机学院版权所有调度算法设计的目标调度算法设计的目标系统尽量大的吞吐量系统尽量大的吞吐量CPUCPU保持忙保持忙I/OI/O保持忙保持忙对所有类型的作业尽量公平对所有类型的作业尽量公平设计调度算法要考虑的主要因素设计调度算法要考虑的主要因素算法应符合系统的总目标算法应符合系统的总目标资源使用均衡，系统效率尽量高资源使用均衡，系统效率尽量高保证进入系统的作业在规定的时间内完成保证进入系统的作业在规定的时间内完成制作者：郭平、王在模、何静媛重庆大学计算机学院重庆大学计算机学院 操作系统教程操作系统教程 精品课程系列精品课程系列-计算机学院版权所有计算机学院版权所有常用的作业调度算法常用的作业调度算法先来先服务（先来先服务（first come first serve,FCFSfirst come first serve,FCFS）作业执行次序与作业进入输入井次序相同。作业执行次序与作业进入输入井次序相同。优点优点实现简单实现简单对相同的或均衡的作业较为合理对相同的或均衡的作业较为合理缺点缺点不利于运行时间短的作业。不利于运行时间短的作业。最短作业优先法（最短作业优先法（shortest job fist,SJFshortest job fist,SJF）最短作业优先法也就是选最短作业优先法也就是选t ti i值小的优先，也就是只考虑运行时间。值小的优先，也就是只考虑运行时间。优点优点短作业得到了优先执行，提高了系统的效率。短作业得到了优先执行，提高了系统的效率。缺点缺点当作业不断进入时，长的作业有可能长时间等待当作业不断进入时，长的作业有可能长时间等待制作者：郭平、王在模、何静媛重庆大学计算机学院重庆大学计算机学院 操作系统教程操作系统教程 精品课程系列精品课程系列-计算机学院版权所有计算机学院版权所有最高响应比优先法（最高响应比优先法（highest response-ratio next,HRNhighest response-ratio next,HRN）最最高高响响应应比比优优先先法法（HRNHRN）是是对对FCFSFCFS方方式式和和SJF SJF 方方式式的的一一种种综综合合平平衡衡。HRN HRN 调调度度策策略略调调度度同同时时考考虑虑每每个个作作业业的的等等待待时时间间长长短短和和估估计计需需要要的的执执行行时间长短，从中选出响应比最高的作业投入执行。时间长短，从中选出响应比最高的作业投入执行。响应比或称响应系数比响应比或称响应系数比R R定义下：定义下：R=R=（W+TW+T）/T=1+W/T/T=1+W/T其中：其中：T T为该作业估计需要的执行时间，为该作业估计需要的执行时间，W W为作业在后备状态队列中的等待时间。为作业在后备状态队列中的等待时间。优点优点同时具有同时具有FCFSFCFS算法及算法及SJF SJF 算法的优点算法的优点缺点缺点实现复杂，每次调度前要对所有作业扫描一遍，比较以后再调度。实现复杂，每次调度前要对所有作业扫描一遍，比较以后再调度。制作者：郭平、王在模、何静媛重庆大学计算机学院重庆大学计算机学院 操作系统教程操作系统教程 精品课程系列精品课程系列-计算机学院版权所有计算机学院版权所有定时轮转法定时轮转法按按时时间间片片轮轮转转，可可分分为为短短时时间间的的固固定定时时间间片片（如如，UNIX UNIX 操操作作系系统统时时间间片片为为几几毫毫秒秒至至几几十十毫毫秒秒）和和长长时时间间的的不不固固定定时时间间片片（如如：WindowsWindows操作系统的抢占式多任务方式）。操作系统的抢占式多任务方式）。优先数法优先数法按按优优先先数数排排队队次次序序工工作作。分分静静态态和和动动态态：静静态态是是在在排排队队前前计计算算优优先先数数，动动态态是是在在调调度度时时计计算算优优先先数数。又又可可分分为为用用户户给给定定优优先先数数（反反映映用用户户要要求求）和和系系统统给给定定的的优优先先数数，例例如如，系系统统给给定定前前台台和和后台工作的优先级，一般前台优先。后台工作的优先级，一般前台优先。事件驱动法事件驱动法MS-Windows MS-Windows 采采用用的的任任务务驱驱动动方方式式，采采用用不不固固定定的的时时间间片片分分配配来来完完成成多多任任务务。每每当当发发生生一一些些事事件件（eventevent）就就进进入入相相应应的的事事件件调调度程序。系统通过事件驱动程序执行任务。度程序。系统通过事件驱动程序执行任务。制作者：郭平、王在模、何静媛重庆大学计算机学院重庆大学计算机学院 操作系统教程操作系统教程 精品课程系列精品课程系列-计算机学院版权所有计算机学院版权所有各种不同类型作业搭配调度算法各种不同类型作业搭配调度算法一一个个操操作作系系统统的的作作业业调调度度往往往往是是综综合合性性的的，作作业业调调度度的的原原则则主主要要要要考考虑虑的的因因素素有有CPUCPU的的运运行行时时间间、对对内内存存