【软件测试】操作系统篇：第二章 作业管理

第二章 作业管理

1、基本概念

1）作业(Job)是让计算机完成一件事或任务，可大可小，可多可少。

2）作业步(Job steps) ：作业顺序执行的工作单元。

3）作业流(Job Stream) ：作业步的控制流程。

4）作业类别分为终端型作业和批量型作业。

 

2、三代用户界面

1）第一代用户界面：操作命令和系统调用（一维空间）

2）第二代用户界面：图形界面（二维空间）

3）第三代用户界面：虚拟现实的界面元素（三维空间）

 

3、界面管理的功能

1）实现高效的人机通信

2）改善计算机的可用性、可学性和有效性

3）支持三维及多媒体技术

4）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

 

4、作业调度

1）作业调度功能

（1）采用JCB（作业控制块）表格，记录各作业状况；

（2）按选定的算法，从后备作业队列中选出一部分（多道）或一个作业投入运行；

（3）为被选中的作业做好运行前的准备工作，例如建立相应的执行进程和分配系统资源；

（4）作业运行结束的善后处理工作。

2）作业调度算法

（1）先来先服务（FCFS）

作业平均周转时间=å（作业完成时刻i-作业提交时刻i）/n个作业

（2）最短作业优先：在作业内容参差很不均衡时有合理性

（3）最高响应比优先

响应比(系数)＝作业响应时间（等待＋运行）/作业运行时间

（4）定时轮转法：按时间片分为固定时间片和不固定时间片

（5）优先数法：急事先办的原则

（6）事件驱动法：MS-Windows采用此算法

 

5、Shell命令解释和控制语言

Shell是用户与操作系统交互作用的界面。作为命令解释程序它接收用户输入的命令，进行分析，创建子进程实现命令的功能，等子进程终止工作后，发出提示符。此外，Shell还是一种高级程序设计语言，有变量、关键字、各种控制语句，支持函数模块，有自己的语法结构。

 

6、例题解析

【例1】下表给出作业l，2，3的提交时间和运行时间。采用先来先服务调度算法和短作业优先调度算法，试问平均周转时间各为多少？（时间单位：小时，以十进制进行计算 。）

作业号

提交时间

运行时间

1

2

3

0.0

0.4

1.0

8.0

4.0

1.0

分析 解这样的题关键是要根据系统采用的调度算法，弄清系统中各道作业随时间的推进情况。我们用一个作业执行时间图来形象地表示作业的执行情况，帮助我们理解此题。

采用先来先服务调度算法，是按照作业提交的先后次序挑选作业，先进入的作业优先被挑选。然后按照“排队买票”的办法，依次选择作业。其作业执行时间图如下：

 

采用短作业优先调度算法，作业调度时根据作业的运行时间，优先选择计算时间短且资源能得满足的作业。其作业执行时间图如下：

 

 

由于作业1，2，3是依次到来的，所以当开始时系统中只有作业1，于是作业1先被选中。在8.0时刻，作业1运行完成，这时系统中有两道作业在等待调度，作业2和作业3，按照短作业优先调度算法，作业3只要运行1个时间单位，而作业2要运行4个时间单位，于是作业3被优先选中，所以作业3先运行。待作业3运行完毕，最后运行作业2。作业调度的次序是1，3，2。

另外，要记住以下公式：

作业i的周转时间T_i＝作业完成时间－作业提交时间

系统中n个作业的平均周转时间 ，其中Ti为作业i的周转时间。

解：

采用先来先服务调度策略，则调度顺序为l、2、3。

作业号  提交时间    运行时间    开始时间    完成时间    周转时间  

1         0.0         8.0         0.0         8.0         8.0

2         0.4         4.0         8.0         12.0        11.6

3         1.0         1.0         12.0        13.0        12.0

平均周转时间T＝（8＋11.6＋12）/3＝10.53

采用短作业优先调度策略，则调度顺序为l、3、2。

作业号  提交时间    运行时间    开始时间    完成时间    周转时间

1            0.0         8.0         0.0         8.0         8.0

3            1.0         1.0         8.0         9.0         8.0

2            0.4         4.0         9.0         13.0        12.6

平均周转时间T＝（8＋8＋12.6）/3＝9.53

 

【例2】在一个单道的程序设计系统中，有3个作业J1、J2、J3，它们到达输入井的时间分别为8：50、9：00、9：30，它们需要执行的时间分别为1.5小时、0.4小时、1小时。系统在10：00按响应比高者优先算法对它们进行调度，请回答：

（1）作业被选中执行的次序是什么？

（2）三个作业被选中时的响应比分别是多少？

分析 响应比＝作业周转时间/作业运行时间

＝1＋作业等待时间/作业运行时间

系统在10：00，计算作业的响应比：

以J1为例，它的作业计算时间是1.5小时，即90分钟；J1从8：50到达输入井，在10：00时刻，J1的等待时间为70分钟，因此作业J1的响应比为：1＋70分钟/90分钟=1.77  

同理，J2：1＋60分钟/24分钟=3.5    J3：1＋30分钟/60分钟=1.5

因此按照响应比高者优先算法，优先调度J2。

在10：24，J2完成。这时计算J1、J3的响应比：

J1：1＋（70＋24）分钟/90分钟=2.04    J3：1＋（30＋24）分钟/60分钟=1.9  

按照响应比高者优先算法，优先调度J1。

在11：54，J1完成，系统调度J3，J3的响应比为1＋（30＋24＋90）分钟/60分钟=3.4 因此，作业被选中执行的次序是J2、J1、J3。

三个作业被选中时的响应比分别是：J1，2.04；J2，3.5；J3，3.4。

解：

（1）作业被选中执行的次序是J2、J1、J3。

（2）三个作业被选中时的响应比分别是：J1，1.04；J2，2.5；J3，2.4。

 

【例3】设有进程A、B、C、D依次进入就绪队列（相隔一个时间单位），它们的优先级（优先数大的优先级较高）如下表所示：

进程

CPU时间

优先数

A

20

3

B

15

1

C

8

4

D

10

3

试问采用“先来先服务”、“静态优先数法”调度算法（注：优先数大的优先级高），选中进程的执行次序。

解：采用先来先服务调度算法，按照进程进入就绪队列的先后次序占有CPU，其执行次序是A-B-C-D。

采用静态优先数法，进程A最先就绪，在0时刻先占有CPU运行，随后1时刻进程B进入就绪队列，2时刻进程C进入就绪队列，3时刻进程D进入就绪队列。由于采用静态优先数法，不容许随时间的推移改变进程的优先级，所以当进程A运行结束时，系统的就绪队列中有B、C、D三个进程，而进程C优先级最高，于是选中C；这样分析下去，进程的执行次序是A-C-D-B。

 

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