模拟批处理多道操作系统的作业调度

操作系统问答题总结1.什么是多级反馈队列？1)设置多个就绪队列，每个队列拥有不同的优先级，第⼀级队列优先级最⾼，逐渐降低；对应于每个队列中进程获得不同的时间⽚，第⼀级时间⽚最⼩，逐渐增⼤。

2)新进程进⼊内存后，先放⾄第⼀级队列的末尾，按FCFS的原则等待调度，如果在单位时间⽚内执⾏完毕则结束，否则转⼊下⼀级队列的末尾；对于很长的作业在第n级队列中按照时间⽚轮转的⽅式运⾏。

3)仅当第1⾄第i-1级队列中没有进程的时候，系统才执⾏第i级队列的进程，当进程在执⾏第i级队列中的某个进程，原来新进程或有原来阻塞的进程重新恢复就绪状态出现在前⾯队列中，则处理机转⽽去执⾏新进程，⽽把当前进程放在该队列的末尾。

2.操作系统的基本特性有哪些？1)并发性：操作系统的特性是并发性⽽不是并⾏性，并⾏性是两个或多个事件在同⼀时刻发⽣，⽽并发性是两个或多个事件在同⼀时间间隔内发⽣。

所谓程序的并发性实质上是进程的并发，多个进程在内存中同时存在，并发性运⾏。

2)共享性：系统中的资源可供内存中多个并发执⾏的进程共同使⽤。

根据资源本⾝的特性，进程对资源的共享分为互斥共享与同时访问两类。

3)虚拟性：操作系统中所谓的虚拟，是指通过某种技术把⼀个物理实体变成若⼲逻辑上的对应物。

4)异步性：多个进程在内存中何时执⾏，何时中断，何时继续执⾏都是不可预知的。

5)注意：并发性和共享性是操作系统的两个最基本的特性，两者是互为存在条件的。

3.简述⽂件系统的主要功能所谓⽂件系统是指操作中实现对⽂件的组织、管理和存取的⼀组系统程序，它实现对⽂件的共享和保护，⽅便⽤户“按名存取“。

⽂件系统的主要功能如下：1)⽂件及⽬录的管理。

如打开、关闭、读、写等；2)提供有关⽂件⾃⾝的服务。

如⽂件共享机制、⽂件的安全性等；3)⽂件存储空间的管理。

如分配和释放，主要针对可改写的外存如磁盘；4)提供⽤户接⼝。

为⽅便⽤户使⽤⽂件系统所提供的服务，称为接⼝。

通常有两种接⼝：命令接⼝和程序接⼝。

1.什么是操作系统，它有哪些基本特征和基本功能？操作系统是用于控制和管理计算机系统内各种软硬件资源、合理有效地组织协调计算机系统的工作流程、提供友好的用户接口以方便用户使用计算机的程序集合。

基本特征：⑴并发性（Concurrence）⑵共享性（Sharing）⑶异步性（Asynchronism）⑷虚拟性（Virtual）基本功能：⑴处理机管理⑵存储管理⑶设备管理⑷文件管理⑸网络与通信管理⑹用户接口2.操作系统的基本类型有哪几种？各有什么特征？多道批处理操作系统；特征：多道性无序性宏观上并行、微观上串行调度性：一道作业从提交给系统开始直至完成，需要经过以下两次调度：作业调度：进入内存进程调度：分配处理机优缺点：优点：资源利用率高、系统吞吐量大缺点：平均周转时间长、无交互能力分时系统的特征：多路性:即同时性独立性:即独占性及时性:用户的请求能在很短的时间内获得响应,以人们所能接受的等待时间来确定.交互性:用户可以通过终端与系统进行广泛的人机对话.多道程序和分时系统的出现，标志着操作系统的发展进入了一个成熟的阶段。

实时系统的特征：提供即时响应和高可靠性。

一个操作系统如果具有批处理、分时、实时系统的功能，我们就将其称之为通用操作系统。

3.操作系统向用户提供了哪几种形式的用户接口？(1)命令接口(2)图像用户接口(3)程序接口4.多道批处理系统有什么特征？有哪些优缺点？特征：多道性无序性宏观上并行、微观上串行调度性：一道作业从提交给系统开始直至完成，需要经过以下两次调度：作业调度：进入内存进程调度：分配处理机优缺点：优点：资源利用率高、系统吞吐量大缺点：平均周转时间长、无交互能力5.什么是用户与操作系统的接口？有哪几种类型？用户接口是用户与操作系统的接口；命令接口、图像用户接口、程序接口6.什么是程序接口？怎样使用程序接口？程序接口是操作系统专门为用户程序设置的接口，也是用户程序取得操作系统内核服务的唯一途径。

多道程序设计技术和多道批处理是计算机科学领域中的重要概念，它们对于提高计算机系统的效率和性能有着重要的意义。

本文将对多道程序设计技术和多道批处理进行深入探讨，包括其定义、原理、优缺点以及在计算机系统中的应用等方面。

一、多道程序设计技术的定义及原理多道程序设计技术是指在计算机系统中，允许多个程序同时进入内存并并行执行的技术。

其原理是通过将内存分成多个区域，每个程序都在自己的内存区域中运行，使得多个程序可以同时在计算机系统中执行。

这种技术能够提高计算机系统的利用率，减少资源的浪费，从而提高整体的性能。

二、多道程序设计技术的优缺点1. 优点：（1）提高系统资源利用率：多道程序设计技术允许多个程序同时在计算机系统中执行，可以更充分地利用系统资源，提高系统的资源利用率。

（2）提高系统的吞吐量：由于多个程序可以同时在计算机系统中执行，可以提高系统的吞吐量，从而提高系统的性能。

（3）提高用户的响应速度：多道程序设计技术能够减少用户等待程序执行的时间，提高用户的响应速度，提升用户体验。

2. 缺点：（1）资源竞争：由于多个程序共享系统资源，可能会产生资源竞争的问题，影响系统的稳定性和性能。

（2）调度复杂：多道程序设计技术需要进行复杂的调度和管理，需要一定的算法和机制来保证多个程序能够正常执行。

三、多道批处理的定义及原理多道批处理是指计算机系统能够自动地将多个作业按顺序提交给计算机系统执行的技术。

其原理是通过作业调度程序将多个作业按顺序加载到内存中并执行，当一个作业执行完成后，系统自动加载下一个作业，实现作业的连续执行。

这种技术能够提高计算机系统的利用率，提高作业的执行效率。

四、多道批处理的优缺点1. 优点：（1）提高系统利用率：多道批处理能够连续地执行多个作业，提高系统的利用率，减少资源的浪费。

（2）减少用户等待时间：多道批处理能够自动地加载和执行作业，减少用户等待的时间，提高用户体验。

2. 缺点：（1）作业之间的竞争：多道批处理可能会导致作业之间的资源竞争，影响系统的稳定性和性能。

操作系统五大类型各自有什么特点我们都知道操作系统可以分为五大类型，其中每个类型都有其特点，具体情况是怎样的呢?和小编一起来看看!操作系统五大类型的特点(1) 批处理操作系统的特点有：a. 用户脱机使用计算机。

用户提交作业之后直到获得结果之前就不再和计算机打交道。

作业提交的方式可以是直接交给计算中心的管理操作员，也可以是通过远程通讯线路提交。

提交的作业由系统外存收容成为后备作业。

b.成批处理。

操作员把用户提交的作业分批进行处理。

每批中的作业将由操作系统或监督程序负责作业间自动调度执行。

c.多道程序运行。

按多道程序设计的调度原则，从一批后备作业中选取多道作业调入内存并组织它们运行，成为多道批处理。

(2) 分时操作系统的特点有：a. 交互性：首先，用户可以在程序动态运行情况下对其加以控制。

其次，用户上机提交作业方便。

第三，分时系统还为用户之间进行合作提供方便。

b. 多用户同时性：多个用户同时在自己的终端上上机，共享CPU 和其他资源，充分发挥系统的效率。

c.独立性：客观效果上用户彼此间感觉不到有别人也在使用该台计算机，如同自己独占计算机一样。

(3) 实时操作系统的特点有：a. 实时时钟管理(定时处理和延时处理)。

b. 连续的人-机对话，这对实时控制往往是必须的。

c.要求采取过载保护措施。

例如对于短期过载，把输入任务按一定的策略在缓冲区排队，等待调度; 对于持续性过载，可能要拒绝某些任务的输入; 在实时控制系统中，则及时处理某些任务，放弃某些任务或降低对某些任务的服务频率。

d.高度可靠性和安全性需采取冗余措施。

双机系统前后台工作，包括必要的保密措施等。

(4) 网络操作系统的特点有：a. 计算机网络是一个互连的计算机系统的群体。

b. 这些计算机是自治的，每台计算机有自己的操作系统，各自独立工作，它们在网络协议控制下协同工作。

c.系统互连要通过通信设施(硬件、软件)来实现。

d.系统通过通信设施执行信息交换、资源共享、互操作和协作处理，实现多种应用要求。

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。

短作业优先的作业调度-操作系统课程设计摘要作业调度是对成批进⼊系统的⽤户作业，根据作业控制块的信息，按⼀定的策略选取若⼲个作业使它们可以去获得处理器运⾏的⼀项⼯作。

⽽对每个⽤户来说总希望⾃⼰的作业的周转时间是最⼩的，短作业优先（SJF）便是其中⼀种调度⽅法。

本设计是为了加深对作业概念的理解，掌握短作业优先（SJF）算法，深⼊了解批处理系统如何组织作业、管理作业和调度作业，了解作业控制块的作⽤，以及作业控制块的内容和组织⽅式。

为了将系统中的作业组织起来，需要为每个进⼊系统的作业建⽴档案以记录和作业相关的信息，例如作业名、作业所需资源、作业执⾏时间、作业进⼊系统的时间、作业信息在存储器中的位置、指向下⼀个作业控制块的指针等信息。

这个记录作业相关信息的数据块称为作业控制块（JCB），并将系统中等待作业调度的作业控制块组织成⼀个队列，这个队列称为后备队列。

⼀个作业全部信息进⼊系统后，就为其建⽴作业控制块，并挂⼊后备队列。

当进⾏作业调度时，从后备队列中查找选择作业。

在从后备队列中查找选择作业是，先根据作业控制块中的信息，选中⼀个短作业，也就是执⾏时间最短的作业，将它们调⼊内存运⾏。

关键词：作业; 调度; 短作业优先; SJF; J CBAbstractBatch job scheduling problem is to enter the system according to the user, the job control block of information, according to certain strategy selection several assignments that they can go to obtain a processor runs. For each user is always hope their job cycle time is the smallest, short j (SJF) which is the preferred method of a kind of scheduling.This design is to deepen the understanding of the concept of job assignments, short job first (SJF) algorithm is, in-depth understanding of how the system of batch management and organization, scheduling, understand the job assignments, as well as the job control blocks of content and organization.In order to organize the assignment system for everyone to enter the system to es tablish archives of job assignments and related information recorded, for example, job assignments, resources, work into execution time of time, information system in memory of job assignments, pointing to a position job control block etc. The record of the information data block job assignments job control blocks (called), and the system JCB waiting in the job assignments scheduling job control block into a queue, the queue as backup queue. A full information into a system for its establishment, operation job control block, and hung the backup queue. When scheduling problem, from the backlog queue for choice.From the backlog queue for job first choice, according to the information and job control block a short assignment, and select the shortest time is executed, they would run into memory.Keywords ：Job; Scheduling; Short job first; SJF; JCB⽬录第⼀章课题概述 (1)1.1 设计背景 (1)1.2 ⽬的及要求 (1)1.3 基本理论依据 (1)第⼆章设计简介及设计⽅案论述 (2)2.1 设计简介 (2)2.2 设计内容 (2)第三章详细设计 (3)3.1 设计流程图 (3)3.2 主要程序代码 (4)第四章设计结果及分析 (7)4.1 运⾏结果截图 (7)4.2 运⾏结果分析 (8)总结 (9)致谢 (10)参考⽂献 (11)附录程序代码 (12)第⼀章课题概述1.1设计背景在多道程序环境下，主存中有着多个进程，其数⽬往往多于处理机数⽬。