【正文】 作業(yè)與進程的關系 ?作業(yè)可被看作是用戶向計算機提交任務的任務實體，例如一次計算、一個控制過程等。 ?進程則是計算機為了完成用戶任務實體而設置的執(zhí)行實體，是系統(tǒng)分配資源的基本單位。顯然，計算機要完成一個任務實體，必須要有一個以上的執(zhí)行實體。也就是說， 一個作業(yè)總是由一個以上的多個進程組成的。 ?作業(yè)怎樣分解為進程呢？ (1)系統(tǒng)必須為一個作業(yè)創(chuàng)建一個根進程。 (2)在執(zhí)行作業(yè)控制語句時，根據任務要求，系統(tǒng)或根進程為其創(chuàng)建相應的子進程。 (3)為各子進程分配資源和調度各子進程執(zhí)行以完成作業(yè)要求的任務。 作 業(yè) 調 度 ?作業(yè)調度主要是完成作業(yè)從 后備狀態(tài)到執(zhí)行狀態(tài) 的轉變，以及從 執(zhí)行狀態(tài)到完成狀態(tài) 的轉變。 作業(yè)調度功能 (1) 記錄系統(tǒng)中各作業(yè)的狀況。 作業(yè)名 作業(yè)類型 資源要求 資源使用情況 優(yōu)先級 (數 ) 當前狀態(tài) 其他 作業(yè)控制塊 JCB (2) 從后備隊列中挑選出一部分作業(yè)投入執(zhí)行。作業(yè)調度程序根據選定的調度算法，從后備作業(yè)隊列中挑選出若干作業(yè)去投入執(zhí)行。 (3) 為被選中作業(yè)做好執(zhí)行前的準備工作。作業(yè)調度程序為選中的作業(yè)建立相應的進程，并為這些進程分配它們所需要的系統(tǒng)資源，如分配給它們內存、外存、外設等。 (4) 在作業(yè)執(zhí)行結束時做善后處理工作。主要是輸出作業(yè)管理信息，例如執(zhí)行時間等。再就是回收該作業(yè)所占用的資源，撤消與該作業(yè)有關的全部進程和該作業(yè)的作業(yè)控制塊等等。 作業(yè)調度中狀態(tài)的轉換過程 作業(yè)調度目標與性能衡量 ?作業(yè)調度的功能 最主要的是從后備作業(yè)隊列中選取一批作業(yè)進入執(zhí)行狀態(tài)。根據不同的目標，將會有不同的調度算法。 ?一般來說，調度目標主要是以下 4點： (1) 對所有作業(yè)應該是公平合理的； (2) 應使設備有高的利用率； (3) 每天執(zhí)行盡可能多的作業(yè)； (4) 有快的響應時間。 ?由于這些目標的相互沖突，任一調度算法要想同時滿足上述目標是不可能的。 ?必須指出，如果考慮的因素過多，調度算法就會變得非常復雜。其結果是系統(tǒng)開銷增加，資源利用率下降。因此，大多數操作系統(tǒng)都根據用戶需要，采用兼顧某些目標的簡單調度算法。 ?怎樣來衡量一個作業(yè)調度算法是否滿足系統(tǒng)設計的要求呢？ (1)對于批處理系統(tǒng)，由于主要用于計算，對于作業(yè)的周轉時間要求較高。因此，作業(yè)的平均周轉時間或平均帶權周轉時間，被作為衡量調度算法優(yōu)劣的標準。 (2)對于分時系統(tǒng)和實時系統(tǒng)來說，外加平均響應時間被作為衡量調度策略優(yōu)劣的標準。 1. 周轉時間： 作業(yè) i的周轉時間 Ti為 Ti=TeiTsi 其中 Tei為作業(yè) i的完成時間， Tsi為作業(yè)的提交時間。 ?對于被測定作業(yè)流所含有的 n（ n=1）個作業(yè)來說，其平均周轉時間為： ?一個作業(yè)的周轉時間說明了該作業(yè)在系統(tǒng)內停留的時間，包含兩部分：等待時間；執(zhí)行時間，即： Ti=Twi＋ Tri 其中， Twi主要指作業(yè) i由后備狀態(tài)到執(zhí)行狀態(tài)的等待時間，它不包括作業(yè)進入執(zhí)行狀態(tài)后的等待時間。 ?nii = 11T = Tn 2. 帶權周轉時間 ?作業(yè)的周轉時間包含了兩個部分，即等待時間和執(zhí)行時間。 ?帶權周轉時間是作業(yè)周轉時間與作業(yè)執(zhí)行時間的比： Wi=Ti/Tri ?對于被測定作業(yè)流所含有的幾個作業(yè)來說，其平均帶權周轉時間為： ?對于分時系統(tǒng)，除了要保證系統(tǒng)吞吐量大、資源利用率高之外，還應保證有用戶能夠容忍的響應時間。因此，在分時系統(tǒng)中，僅僅用周轉時間或帶權周轉時間來衡量調度性能是不夠的。 ?n ii = 11W = Wn 常見的作業(yè)調度算法 ? 先來先服務（ FCFS）。該算法按照各個作業(yè)進入系統(tǒng)（輸入井）的自然次序來調度作業(yè)。優(yōu)點：是實現簡單、公平；缺點：沒有考慮到系統(tǒng)各資源的使用情況。如短作業(yè)等待處理的時間比實際運行時間長得多。 ? 短作業(yè)優(yōu)先 (SJF)。該算法是根據輸入井中作業(yè)所需的運行時間，選擇那些運行時間較短的作業(yè)先運行。 SJF可以使作業(yè)流的平均周轉時間取值最小，但對長作業(yè)極其不“公平”，可能使它們長期得不到運行而被餓死。 常見的作業(yè)調度算法 ? 最高響應比優(yōu)先法（ HRN）。 HRN調度的原則是優(yōu)先選取響應比最大的作業(yè)。 響應比指作業(yè)響應時間與作業(yè)所需運行的時間的比值 ，即響應比 =作業(yè)的響應時間 /運行時間。其中，作業(yè)的響應時間為作業(yè)進入系統(tǒng)后的等候時間與作業(yè)的執(zhí)行時間之和，即響應比 =（作業(yè)等待時間 /作業(yè)執(zhí)行時間） +1。 ? 由于 FCFS可能造成短作業(yè)用戶不滿，最短作業(yè)優(yōu)先算法可能使長作業(yè)用戶不滿，所以為了克服上述兩種算法的缺點提出了最高響應比優(yōu)先算法。 常見的作業(yè)調度算法 ? 資源搭配法。此算法根據系統(tǒng)擁有某類稀少資源的具體情況，將欲使用此類資源的作業(yè)與不用或少用此類資源的作業(yè)搭配起來。常可將后備作業(yè)分成不同類，調度時，從不同類中分別選出一道作業(yè)搭配調入內存運行，這種算法能消除對稀少資源使用時的擁擠現象，并充分發(fā)揮其他資源的效率。 ? 優(yōu)先數。該算法為每一個作業(yè)規(guī)定一個表示該作業(yè)的優(yōu)先級別的整數，當需要將新的作業(yè)由輸入井調入內存處理時，優(yōu)先選擇優(yōu)先數最高的作業(yè)。 T=(T1+T2+T3+T4)/4= W=(W1+W2+W3+W4)/4= Wi=Ti/Tr FCFS算法 作業(yè) 提交時間 Ts 運行時間 Tr 開始時間 Tb 完成時間 Tc Ti Wi 1 2 3 4 作業(yè) 提交時間 Ts 運行時間 Tr 開始時間 Tb 完成時間 Tc Ti Wi 1 8 2 1 2 3 11 4 4 T= W= 注意： ，其余作業(yè)再按“最短作業(yè)優(yōu)先算法”執(zhí)行。 ，在選擇下一作業(yè)時，該作業(yè)必須已經提交，再按最短作業(yè)優(yōu)先策略 最短作業(yè)優(yōu)先 作業(yè) 提交時間Ts 運行時間Tr 開始時間Tb 完成時間Tc Rp Ti Wi 1 1 2 1 2 3 10 11 4 T= W= 響應比 Rp＝ （作業(yè)等待時間 +作業(yè)運行時間）／作業(yè)運行時間 ＝ １＋作業(yè)等待時間／作業(yè)運行時間 響應比高者優(yōu)先 例題 ? 在一個單道程序設計系統(tǒng)中，有 3個作業(yè) A、B、 C，他們分別在 7:50、 8： 00和 8： 30到達輸入井，它們需要執(zhí)行的時間分別是 個小時、 1小時和 。系統(tǒng)在 9： 00開始按響應比的最高者優(yōu)先算法，對它們進行調度。請回答下列問題： （ 1）作業(yè)被選中執(zhí)行的次序是多少？ （ 2）三個作業(yè)被選中時的響應比分別是什么？ 答案 ? 響應比 =（等待時間 /運行時間） +1。系統(tǒng)在 9:00時計算響應比。 A為 16/9。 B為 2， C為 9/4，因此首先調度 C運行 24分鐘（ 時）；在 9:24 時計算響應比， A為 ,B為 ，此時調度 B運行； 1小時后調度 A運行，此時 A的響應比為 。 作業(yè) ? P61 7