作业调度系统

作业调度流程进程调度作业调度流程是操作系统中的一个重要概念，它负责管理和调度各个进程的执行顺序和资源分配。

进程调度是作业调度的一部分，它决定了进程在系统中运行的时间和顺序。

本文将详细介绍作业调度流程和进程调度的相关内容。

一、作业调度流程作业调度是指根据一定的策略和算法，从作业队列中选取适当的作业，分配资源并将其提交给处理器执行的过程。

作业调度主要包括以下几个步骤：1. 作业提交：用户将作业提交给操作系统，操作系统将其加入作业队列中等待调度。

2. 作业选择：根据一定的调度策略，选择合适的作业进行调度。

常见的调度策略有先来先服务(FIFO)、最短作业优先(SJF)、最高响应比优先(HRN)等。

3. 资源分配：根据作业的资源需求，为其分配所需的资源，包括内存、磁盘、设备等。

4. 作业调度：根据作业的优先级、等待时间等因素，确定作业的执行顺序。

作业调度算法有多种，如优先级调度、时间片轮转调度、多级反馈队列调度等。

5. 作业执行：将作业提交给处理器执行，处理器按照作业的指令顺序执行，直至作业完成。

6. 作业完成：作业执行完成后，释放所占用的资源，并将结果返回给用户。

二、进程调度进程调度是作业调度的一部分，它负责决定哪个进程可以占用处理器并执行。

进程调度主要包括以下几个步骤：1. 进程就绪：当一个进程被创建或者从阻塞状态转换为就绪状态时，它将被加入就绪队列中等待调度。

2. 进程选择：根据一定的调度策略，从就绪队列中选择一个进程进行调度。

常见的调度策略有先来先服务(FIFO)、最短进程优先(SJF)、时间片轮转(RR)等。

3. 进程执行：将被选中的进程提交给处理器执行，处理器按照进程的指令顺序执行，直至进程完成或者被阻塞。

4. 进程阻塞：当一个进程等待某个事件的发生时，它将被阻塞，并从处理器中移除。

5. 进程唤醒：当某个事件发生时，阻塞的进程将被唤醒，并重新加入就绪队列中等待调度。

6. 进程完成：进程执行完成后，释放所占用的资源，并将结果返回给用户。

操作系统——作业调度实验⼆作业调度模拟程序⼀、⽬的和要求 1. 实验⽬的 （1）加深对作业调度算法的理解； （2）进⾏程序设计的训练。

2．实验要求 ⽤⾼级语⾔编写⼀个或多个作业调度的模拟程序。

单道批处理系统的作业调度程序。

作业⼀投⼊运⾏，它就占有计算机的⼀切资源直到作业完成为⽌，因此调度作业时不必考虑它所需要的资源是否得到满⾜，它所运⾏的时间等因素。

作业调度算法： 1) 采⽤先来先服务（FCFS）调度算法，即按作业到达的先后次序进⾏调度。

总是⾸先调度在系统中等待时间最长的作业。

2) 短作业优先 (SJF) 调度算法，优先调度要求运⾏时间最短的作业。

3) 响应⽐⾼者优先(HRRN)调度算法，为每个作业设置⼀个优先权(响应⽐)，调度之前先计算各作业的优先权，优先数⾼者优先调度。

RP (响应⽐)＝作业周转时间 / 作业运⾏时间=1+作业等待时间/作业运⾏时间每个作业由⼀个作业控制块JCB表⽰，JCB可以包含以下信息：作业名、提交（到达）时间、所需的运⾏时间、所需的资源、作业状态、链指针等等。

作业的状态可以是等待W（Wait）、运⾏R（Run）和完成F（Finish）三种之⼀。

每个作业的最初状态都是等待W。

⼀、模拟数据的⽣成 1．允许⽤户指定作业的个数（2-24），默认值为5。

2. 允许⽤户选择输⼊每个作业的到达时间和所需运⾏时间。

3.（**）从⽂件中读⼊以上数据。

4.（**）也允许⽤户选择通过伪随机数指定每个作业的到达时间（0-30）和所需运⾏时间（1-8）。

⼆、模拟程序的功能 1．按照模拟数据的到达时间和所需运⾏时间，执⾏FCFS, SJF和HRRN调度算法，程序计算各作业的开始执⾏时间，各作业的完成时间，周转时间和带权周转时间（周转系数）。

2. 动态演⽰每调度⼀次，更新现在系统时刻，处于运⾏状态和等待各作业的相应信息（作业名、到达时间、所需的运⾏时间等）对于HRRN算法，能在每次调度时显⽰各作业的响应⽐R情况。

操作系统：作业调度和进程调度的理解操作系统：作业调度和进程调度的理解含义：作业调度：是指作业从外存调⼊到内存的过程进程调度：是指进程从内存到分配cpu执⾏的过程理解：当我们打开两个程序，不妨设为程序A和程序B，⾸先这两个程序都是在外存（硬盘）上存储的，想要打开并运⾏这两个程序就必须加载到内存上，但这两个程序加载到内存上的顺序是什么呢？是先加载A呢还是先加载B呢？这个时候就涉及到作业调度了，作业调度第⼀种就是先来先服务（FCFS），即先打开的哪个程序，就先在内存上加载哪个程序；第⼆种就是短作业优先调度，即如果程序A⽐较⼤，可能是某个⼤型游戏，但是程序B⽐较⼩，可能只是打开个图⽚，假设必须要等这个⼤型游戏打开了才能打开这个图⽚，这显然图⽚等待的时间太长了，这时就涉及到了短作业优先调度，即系统会先打开图⽚，再打开游戏；第三种就是作业优先权调度，系统为作业分配优先权，优先等级⾼的就先调⼊内存，低的则等待；第四种就是⾼响应⽐调度，假设还有⼀个程序C，⽽且程序C还要在A之前打开，但是C的优先级低于A和B，如果按照优先级调度，那么C就会等很长⼀段时间，这显然对C是不公平的，所以这时就涉及到了⾼响应⽐优先，响应⽐=1+作业等待时间/执⾏时间，即：等待的时间越长，响应⽐就越⾼，就会提前执⾏。

当通过作业调度进⼊到内存后，这些作业就变成了⼀个个进程，但是要想分得CPU进⾏执⾏，还需进程调度算法，即还需要再分配⼀个顺序，来确定到底谁先分得CPU，进程调度算法有：优先权调度、短作业优先等，即通过每个进程的优先权或者作业的长短来确定分得CPU 的执⾏顺序，顺序分好以后，就该真正的执⾏了，这时采⽤时间⽚原则，即：所有的进程都分⼀个相同的时间⽚，执⾏完时间⽚后，如果没有运⾏完，到队尾等待，不断重复，直到所有程序都执⾏完；当然，这种执⾏⽅式有缺点，就是轮换的次数太多了，费时间，所以有了反馈排队调度，这种算法是先分了好⼏个等级队列，最⾼等级的队列时间⽚最短，最低等级的时间⽚最长，假设有1、2、3、4四个队列，有程序A、B、C需要被执⾏，那么A、B、C先分别执⾏⼀个时间⽚，假如C在这⼀个时间⽚内执⾏完了，那就可以直接⾛了，⽽A和B就换到第2个队列中继续执⾏⼀个第2个队列的时间⽚，就此类推，直到全部执⾏完。

slurm的原理Slurm是一种用于管理超级计算机集群的开源作业调度系统。

它的设计目标是在多用户、多任务的环境中高效地分配计算资源，以实现最佳的系统利用率和作业性能。

Slurm的核心原理是基于作业调度和资源管理。

它通过一个中央控制节点（controller）和多个计算节点（compute nodes）之间的协作，实现对作业的提交、调度和执行的管理。

在Slurm中，用户可以通过向控制节点提交作业描述文件来请求计算资源，包括指定需要的节点数量、运行时间、内存需求等。

控制节点根据预定义的调度策略和系统资源状况，将作业分配给计算节点进行执行。

Slurm的调度算法是其原理的核心部分。

它采用了先进的资源分配算法，如Backfilling和负载平衡算法，以最大程度地减少作业的等待时间和系统的负载不均衡。

Backfilling算法允许较短的作业在等待队列中插队执行，以便更好地利用系统资源。

负载平衡算法则根据节点的负载情况，动态地将作业分配给最适合的节点，以实现整个集群的负载均衡。

Slurm还具有高可用性和容错性的特性。

它支持多个控制节点的冗余配置，以防止单点故障导致的系统中断。

当一个控制节点失效时，其他节点会接管其功能，保证系统的持续运行。

此外，Slurm还提供了详细的日志记录和错误处理机制，以便管理员对系统进行监控和管理。

除了基本的作业调度和资源管理功能，Slurm还提供了丰富的扩展功能和插件机制。

用户可以通过自定义插件来扩展Slurm的功能，如添加新的调度策略、资源限制规则等。

这使得Slurm能够适应不同的应用场景和需求，满足各种复杂的计算任务的要求。

Slurm作为一种高效灵活的作业调度系统，通过合理的资源分配和调度算法，实现了对超级计算机集群的有效管理。

它的原理基于作业调度和资源管理，通过中央控制节点和计算节点的协作，实现作业的提交、调度和执行。

同时，Slurm还具有高可用性和容错性的特性，支持插件扩展，使其适用于各种复杂的计算任务。

PBS提交作业介绍PBS（Portable Batch System）是一种用于提交、管理和调度作业的系统。

它是一个开放源代码的作业调度系统，在大规模的并行计算环境中被广泛使用。

本文将详细介绍如何使用PBS提交作业，包括作业的准备、提交、管理和调度等方面。

准备作业在使用PBS提交作业之前，我们需要准备好作业的相关内容。

包括作业的脚本、输入数据和输出路径等。

编写作业脚本作业脚本是用于告诉PBS系统如何运行作业的脚本文件。

它通常是一个批处理脚本，可以使用各种编程语言编写，比如Shell脚本、Python脚本等。

作业脚本需要包括作业的运行命令、输入参数、输出路径等信息。

以下是一个示例的PBS作业脚本：#PBS -N MyJob#PBS -l nodes=1:ppn=8#PBS -l walltime=1:00:00#PBS -o output.log#PBS -e error.logcd $PBS_O_WORKDIRecho "Job started on `hostname` at `date`"# 运行作业命令./myjob.exe -input input.txt -output output.txtecho "Job ended at `date`"上述脚本中的PBS指令用于设置作业的相关参数，包括作业名称、使用节点数量、运行时间限制、标准输出和错误输出文件等。

在作业脚本的末尾，我们可以定义具体的作业运行命令。

准备输入数据在提交作业之前，我们需要确保有足够的输入数据供作业使用。

可以将输入数据存放在本地文件系统或者分布式文件系统中，根据实际情况来选择。

设置输出路径作业运行结束后，输出的结果需要保存在一个确定的路径上。

可以将输出数据存放在本地文件系统或者指定的网络存储中。

提交作业准备完作业相关内容后，我们可以使用PBS提交作业。

在PBS环境下，通过使用qsub命令来提交作业。

16、SGE作业调度系统的简介SGE作业调度系统的简介⼀、常见的⼏种作业调度系统Condor是⼀个资源管理和作业调度系统，是来⾃Wisconsin-Madison⼤学的研究项⽬。

充分利⽤⼯作站的空闲时间是Condor的最显著特征。

Condor管理的机群由⽹络中的⼯作站组成，⼯作站可以⾃愿加⼊或退出。

Condor监测⽹络中所有⼯作站的状态，⼀旦某台计算机被认为空闲，便把它纳⼊到资源池中。

在资源池中的⼯作站被⽤来执⾏作业。

Sun⽹格引擎（Sun Grid ，SGE）是⼀种来⾃于SUN Microsystem的分布式资源管理和调度系统，它⽤来在基于UNIX的计算环境中优化软件和硬件资源的使⽤。

SGE能⽤于查找资源池内的闲置资源并利⽤这些资源；它同样⽤于通常的⼀些事务中，例如管理和调度作业到可⽤资源中。

负载共享设施（Load Sharing Facility，LSF）是由加拿⼤平台计算公司研制与开发的，由Toronto⼤学开发的Utopia系统发展⽽来。

在使⽤范围上，LSF不仅⽤于科学计算，也⽤于企业的事务处理。

功能上，除了⼀般的作业管理特性外，它还在负载平衡、系统容错、检查点操作、进程迁移等⽅⾯作了很好的努⼒，并⼒图使之实⽤化。

便携式批处理系统（Portable Batch System，PBS）是⼀个资源管理和调度系统，它接受批处理作业（具有控制属性的shell脚本），保留和保护作业直到它开始运⾏。

因为⼀个批处理作业是⼀个⽆需⽤户⼲预的，在计算机系统后台运⾏的程序，在批处理作业运⾏过程中，⽤户⽆法实时地得到作业运⾏结果，所以PBS只能在作业执⾏后，将作业结果返回给提交者。

⽬前，PBS包含开源免费的OpenPBS、商业付费的PBS Pro、Torque三种分⽀。

⼆、SGE 常见指令1. qsub 提交任务-cwd#从当前⼯作路径运⾏作业-wd working_dir#定义⼯作⽬录-o path定义标准输出⽂件路径、⽂件名-e path#定义标准错误输出⽂件路径、⽂件名-j y[es]|n[o]#定义作业的标准错误输出是否写⼊到输出⽂件中-now y[es]|n[o]#⽴即执⾏作业-a date_time#作业开始运⾏时间-b y[es]|n[o]#指定运⾏程序是⼆进制⽂件还是脚本⽂件，默认n-m b|e|a|s|n#定义邮件发送规则。