处理器管理和调度.ppt

第三章 处理器调度 第三章 处理器调度 作业的概念 作业：作业由一组统一管理和操作的进程集合构成，是用户要求计算机系统完成的一项相对独立的工作。 分类：按需要处理工作的类型分计算型作业和I/O型作业；按作业提交的方式不同分为批处理作业和终端型作业 作业的概念 在多道程序环境下，用户的批处理作业被提交到系统的磁盘上，以批处理后备队列的形式进行组织，这样的作业为批处理作业。批处理作业需要作业调度将后备队列上的作业调度到内存才能执行。 对终端型作业用户通过终端登录到系统，直接将作业置于内存中。终端型作业不需要作业调度便能执行。 作业和进程的关系 进程：已提交完毕并选中运行的作业（程序）的执行实体，也是为完成作业任务向系统申请和分配资源的基本单位。 作业得到调度后必须为其生成相应的用户进程才能真正执行完成计算任务 一个作业往往由多个父子关系的进程并发完成 作业和进程的关系 因此： 批处理作业的相关概念 1、作业：用户在一次计算过程中，或者一次事务处理过程中，要求计算机系统所做工作的总称 2、作业步：一个作业可划分成若干部分，称为一个作业步典型的作业控制过程：“编译”、“连接装配”、“运行” 3、作业控制语言：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??书写作业说明书的语言称为作业控制语言（JCL） 4、作业说明书：表达用户对作业的控制意图内容，如作业的基本描述，作业控制描述，资源要求描述 作业=程序+数据+作业说明书 5、作业控制块（JCB） 作业控制块是批处理作业存在的标志 保存有系统对于作业进行管理所需要的全部信息 位于磁盘区域中 JCB和作业一一对应 （1）JCB的建立 当作业开始由输入设备向磁盘的输入井传输时系统输入程序为其建立一个作业控制块进行初始化 初始化的大部分信息取自作业说明书 （2）JCB的使用 需要访问作业控制块的程序 系统输入程序 作业调度程序 作业控制程序 系统输出程序等 （3）JCB的撤消 作业完成后，其作业控制块由系统输出程序撤消,作业控制块被撤消后其作业也不复存在 （4）作业表 每个作业有个作业控制块 所有作业JCB构成一个作业表 作业表存放在外存固定区域中，长度是固定 限制了系统所能同时容纳的作业数量 注意：系统输入程序、作业调度程序、系统输出程序都需要访问作业表，因而存在互斥问题 批处理作业的组织和管理 批处理作业的输入（输入井） 批处理作业的建立（JCB） 批处理作业的调度(按照某种调度算法从输入井的后备作业队列中选取作业，使其进入内存运行。) (1)选择作业; (2) 分配资源 (3)创建进程;(4)作业控制 (5)后续处理 批处理作业的调度 作业调度——按照某种调度算法从输入井的后备作业队列中选取作业，使其进入内存运行。 作业调度程序的主要功能是审查系统是否能满足用户作业的资源要求以及按照一定的算法选取作业。 批处理作业的状态 提交状态:用户将作业提交给操作系统，等待输入程序和数据到磁盘。 后备状态:系统接收输入的用户作业，并将其放入计算机磁盘。作业在磁盘上以后备队列形式进行组织，等待作业调度程序将作业调度到内存。 执行状态:作业被调度到内存，为作业分配资源并为其创建与之对应的进程，进程获得CPU，开始运行。 完成状态:从作业的第一个进程完成开始，直到作业所有的进程完成，释放作业所占用的资源，退出系统的整个进程。 批处理作业状态及其转换 终端型作业 为每个终端创建一个终端进程，接受用户的输入，执行命令解释程序，并把结果返回给用户 等待键盘中断，申请中断； CPU响应中断，将控制权交给命令解释程序 创建子进程，执行命令处理文件代码 处理结束，再次输出命令提示符 例如分时操作系统 命令解释程序的作用和JCL解释程序类似 总结 批处理作业需要作业调度，特别是在批处理操作系统中 在分时操作系统和实时操作系统中，终端用户的作业直接送入到内存，不需要作业调度。操作系统需要完成的功能是决定是否能够为作业创建进程。 分时操作系统和实时操作系统也支持批处理作业，在批处理作业存在时，也能够完成作业调度。 第三章 处理器调度 在多道程序环境下，进程的数目往往多于处理器的数目，多个进程共享处理器资源就必然引起对处理机的竞争。 如需要考虑： 按照何种原则挑选批处理作业进入主存？ 能否继续接纳分时用户？ 如何在多进程之间分配处理器？等等 处理器调度的层次 按照层次分为三级： （1）高级调度 （作业调度、长程调度） （2）中级调度 （平衡负载调度、中程调度） （3）低级调度 （进程/线程调度、短程调度） 高级调度 高级调度（作业调度、长程调度、宏观调度）—— 按一定原则对外存输