批处理作业管理习题.ppt

2.4 批处理作业管理习题,作业的几种状态,【例】作业的全部信息都已通过输入机输入，并由操作系统将其存放在磁盘的某些盘区等待运行，这种状态称为作业的（）。A 提交状态B 运行状态C 后备状态D 完成状态,【分析】作业从提交到完成，分为4种状态：1 提交状态：通过终端向计算机键入2 后备状态：作业全部通过输入机输入，由OS将其存放在磁盘中。3 运行状态：作业被调度程序选中送入主存中投入运行4 完成状态：作业完成，释放资源，退出系统【答案】C,【例】作业在生存期有4个状态，它们（），后备，执行和完成A 就绪B 提交C 等待D 开始【答案】B,【例】下列叙述中，符合批处理作业特征的有_。（A）其中包含有作业说明书（B）具有就绪状态（C）运行过程和用户没有交互作用（D）其中包含有程序和数据（E）用户可以通过键盘输入程序运行过程需要的数据【解析】采用批处理控制方式的作业，用户把对作业执行的控制意图用作业控制语言写成一份说明书，连同该作业的源程序和初始数据一起输入到计算机系统，系统就可按用户说明书来控制作业的执行。作业执行过程中用户不能干预，一切由系统自动地控制作业的执行。因此，选项（A）、（C）、（D）是正确的。“就绪状态”是进程具有的状态，作业没有该状态，选项（B）是错误的；由于运行过程和用户没有交互作用，所以“用户可以通过键盘输入程序运行过程需要的数据”（选项E）是错误的。【答案】ACD,【例】一个作业从进入系统到运行结束，经历的状态包括_。（A）进入状态（B）就绪状态（C）后备状态（D）运行状态（E）完成状态【解析】一个作业从进入系统到运行结束，一般要经历进入、后备、运行和完成四个阶段，相应地，作业亦有进入、后备、运行和完成四种状态。因此，选项（A）、（C）、（D）、（E）是正确的。注意，作业的运行状态是指作业被调入内存运行，不意味着占用处理机。【答案】ACDE,【例】下列有关作业的叙述中，_是正确的。（A）作业一旦被作业调度选中，即占有了（B）批处理系统对作业的控制意图是靠作业说明书来实现的，用户不能控制作业的执行（C）作业调度程序从处于等待状态的队列中选取作业投入运行（D）作业一旦被作业调度选中，该作业即进入内存（E）允许多个用户在各自的终端上同时交互地使用计算机的系统称为分时操作系统【解析】作业提交后进入作业队列，处于后备状态；作业调度程序从处于后备状态的队列中选取作业，作业一旦被作业调度选中，该作业即进入内存。因此，选项（A）、（C）是错误的【答案】BDE,【例】作业一旦被作业调度选中，即占有了。（）【解析】一个作业一旦被作业调度选中，说明作业处于运行状态，该作业已进入到内存中，并以进程形式存在于系统中，属该作业的进程可能处于运行、就绪或等待状态，不一定占有。【答案】错误,【例】简述作业在系统中有哪几种状态。【解析】一个作业从进入系统到运行结束，一般要经历进入、后备、运行和完成四个阶段，相应地，作业亦有进入、后备、运行和完成四种状态。（1）进入状态：作业的信息正在从输入设备上预输入到输入井，此时称作业处于进入状态。（2）后备状态：当作业的全部信息都已输入，且由操作系统将其存放在输入井中，此时称作业处于后备状态。系统将所有处于后备状态的作业组成后备作业队列，等待作业调度程序的调度。（3）运行状态：一个后备作业被作业调度程序选中，分配了必要的资源，调入内存运行，称作业处于运行状态。（4）完成状态：当作业正常运行完毕或因发生错误非正常终止时，作业进入完成状态。,SPOOLing,【例】虚拟设备是指（）A 把共享设备模拟独占设备B 允许用户程序不必全部装入主存便可使用系统中的设备C 允许用户以标准化方式来使用设备D 允许用户使用比系统中具有的物理设备更多的设备【答案】A,【例】下面4个选项中不属于SPOOLing系统特点的是（）。A提高了内存的利用率B 提高了I/O操作的速度C将独占设备改造为共享设备D 实现了虚拟设备功能,【分析】所有字符设备都是独享设备并属于慢速设备，本质上属于顺序存取设备。因此，一个进程在某台字符设备上进行数据交换，要等待较长时间，并且在该数据交换完成之前，其他进程不能同时访问这台设备，当一个进程正在使用这类设备进行一次较大量的数据交换时，其他需要同时访问该设备的进程就要等待较长时间，从而降低了整个系统的并发能力。SPOOLing技术正是针对上述问题提出的一种设备管理技术。,在多道程序系统中，用程序模拟脱机输入/输出时外围控制机的功能，这样在主机的直接控制下实现脱机输入/输出功能。此时的外围操作与CPU对数据处理同时进行，这种在联机情况下实现的外围设备同时操作称为SPOOLing,假脱机。SPOOLing系统的核心思想是利用一台可共享的，高速大容量的块设备（磁盘）来模拟独享设备的操作，使一台独享设备变成多台可并行使用的虚拟设备。其主要特征是提高了I/O操作的速度，将独享设备改造成为共享设备；实现了虚拟设备功能。【答案】A,【例】在关于SPOOLing的叙述中，()描述是不正确的A SPOOLing系统中不需要独占设备B SPOOLing系统加快了执行速度C SPOOLing系统使独占设备变成共享设备D SPOOLing系统利用了处理器与通道并行工作管理。,【分析】SPOOLing系统有如下特征：1 提高了速度。对数据进行的I/O操作，已从低速I/O设备进行的I/O操作，演变为从输入井或输出井中数据的存取，如同脱机输入输出一样，提高了I/O速度，缓解了CPU与低速I/O设备之间速度不匹配的矛盾。2 将独占设备改造成共享设备。在SPOOLing系统中，实际上并没有任何进程分配设备，而只是在输入井或输出井中，这样，便把独占设备改造成共享设备3 实现了虚拟设备功能。宏观上，多个进程在同时使用一台独占设备，而对每一个进程而言，都认为自己独占一个设备。【答案】A,【例】虚拟设备是操作系统利用某种I/O技术，将某个_设备改造为多个用户可以共享的设备。【分析】虚拟设备是利用某种技术把独占设备改造成可由多个进程共享的设备。虚拟分配技术是利用共享设备去模拟独占设备，从而使独占设备成为共享的，快速I/O的设备，实现虚拟分配的最有名的技术是SPOOLing技术。SPOOLing是在通道技术和多道程序基础上产生的，它由主机和相应的通道共同承担作业的输入输出工作，利用磁盘作为后援存储器，实现外围设备同时联机操作【答案】独占设备,【例】虚拟设备是通过 技术，把 变成能为若干用户 的设备。【答案】SPOOLING，独享，共享,【例】打印机通过SPOOLING技术改造后，可以成为供多个用户同时使用的虚拟设备。（）【答案】正确。,【例】虚拟设备技术将不能共享的设备改造成为可以共享的设备。（）【解答】对,【例】什么是预输入和缓输出？【解答】对于输入而言，预输入是指作业在执行前，预先把用户提交的若干个作业的信息（程序，数据）从低速设备（纸带机，读卡机）输入到高速外设（磁盘，磁带）上。当用户程序被作业调度程序选中运行时，并发进程试图从低速输入设备上读数据时，SPOOLing程序截获此请求，把它转换为从磁盘上读。磁盘是可共享的设备，各并发进程可同时从磁盘上读。给各用户进程的感觉就好像系统提供了若干台输入设备一样。,对于输出而言，缓输出是指为了将独享的打印机改造成为用户概念上的共享设备，当任何运行的互用进程要向打印机输出信息时，系统截获此请求，首先将输出的信息编制成打印文件，并将它们存放在可共享的快速设备上。当打印设备空闲时，再从共享设备上一个一个地取文件进行打印。从而将独立使用的打印机变为可由多用户共享使用的打印机。将实现的这两个过程分别称为预输入和缓输出。,【例】在实现后台打印时，SPOOLing系统应为请求I/O的进程提供哪些服务？【解答】在请求后台打印时，SPOOLing应为请求I/O的进程提供的服务主要由SPOOLing的输出进程来承担，做三件事：1 在输出井上请求一块缓冲区，将要打印的数据送入其中。2 请求一张空白“用户请求打印表”，填入打印说明信息后挂入请求打印队列。3 一旦打印机空闲，就从请求打印队列头部取下一个请求打印表，根据表中要求将输入井的数据读入内存缓冲区，由打印机输出。,作业登录,【例】在系统把作业信息输入到输入井中后，根据作业说明书等信息为作业建立（）。A 作业表B 作业名C 作业控制块JCBD 作业缓冲区【答案】C,【例】对作业进行管理和调度的重要的数据结构是_【答案】作业控制块,【例】作业在系统中存在与否的唯一标志是。（A）源程序（B）作业说明书（C）作业控制块（D）目的程序【答案】（C）,作业调度性能指标,【例】在批处理系统中，周转时间是。（A）作业运行时间（B）作业等待时间和运行时间之和（C）作业的相对等待时间（D）作业被调度进入内存到运行完毕的时间【解析】周转时间是作业提交给系统到作业完成的时间间隔，因此其周转时间是作业等待时间和运行时间之和。【答案】（B）,【例】作业调度从处于 状态的队列中选取适当的作业投入运行。从作业提交给系统到作业完成的时间间隔叫做。是指作业从进入后备队列到被调度程序选中时的时间间隔。（A）运行（B）提交（C）后备（D）完成（E）停止（F）周转时间（G）响应时间（H）运行时间（I）等待时间（J）触发时间【答案】（C），（F），（I）,【例】作业从进入后备队列到被作业调度程序选中的时间间隔称为（）A 就绪时间B 响应时间C 等待时间D 周转时间【答案】C,【例】下面不属于作业调度算法的评估标准的是（）A CPU利用率B 内存利用率C 吞吐量D 周转时间【分析】CPU利用率=CPU有效工作时间/CPU总的运行时间CPU总的运行时间有效时间空转时间在实际系统中，CPU利用率4090吞吐量：单位时间内完成的平均作业数周转时间作业的完成时间作业到达时间【答案】B,【例】在一个以批处理为主的系统中，为了保证系统的吞吐率，总是要力争缩短用户作业的。（A）周转时间（B）运行时间（C）提交时间（D）完成时间【答案】（A）,作业调度算法,【例】作业调度算法中，若所有作业同时到达，使作业平均等待时间最短的算法是（）A FCFSB 短作业优先C 优先级D 响应比高者优先【答案】B,【例】在作业调度算法中，（）兼顾了短作业与大作业A 最高响应比优先B 先来先服务C 计算时间最短优先D 均衡调度【答案】A,【例】作业调度算法中的响应比是（）A 作业等待时间和作业执行时间之比B 作业执行时间和作业等待时间之比C 作业调度时间与作业执行时间之比D 作业执行时间与作业调度时间之比【答案】A,【例】现有3个同时达到的作业，J1,J2,J3，它们的执行时间分别是T1,T2,T3,且T1T2T3，系统按单道方式运行且采用短作业优先算法，则平均周转时间为（）A T1+T2+T3B(T1+T2+%3)/3C T1/3+2XT2/3+T3D T1+2XT2/3+T3/3【答案】D,【例】一作业8：00达到系统，估计运行时间为1小时。若10：00开始执行该作业，其响应比是（）A 2B 1C 3D 0.5【答案】C（1+响应比）,【例】设有4个作业同时到达，每个作业的执行时间均为2小时，它们在一台处理机上按单道式运行，则平均周转时间为（）A 1小时 B 5小时C 2.5小时D 8小时【分析】24682020/4=5【答案】B,【例】一个作业的运行时间假定为1个小时，它在系统中等待了3个小时，那么该作业的周转时间 _小时，响应比是_【答案】44（1+响应比）,【例】设有3个作业，其运行时间分别为2小时，5小时，3小时，假定它们同时到达，并在同一台处理机上以单道方式运行，则平均周转时间最小的执行顺序是（）A J1,J2,J3B J3,J2,J1C J2,J1,J3D J1,J3,J2【分析】在同一台处理机以单道方式，要获得最短的平均周转时间，用短作业优先好。A 平均周转时间=(2+7+12)/3=7B(3+8+13)/3=8 C(5+7+15)/3=9D(2+4+12)/3=19/3【答案】D,【例】在一个具有分时兼批处理的计算机操作系统中，如果有终端作业和批处理作业混合同时执行，_作业应优先占用处理机【答案】终端作业,【例】现有两道作业同时运行，一道以计算为主，另一道为输入输出为主，你将怎样赋予作业的进程占有处理机的优先级？为什么？【解答】要点：如何提高系统效率以计算为主的进程主要集中在CPU的计算上，较少使用外部设备。而以输入输出为主的进程则集中在外部设备的I/O上，较少使用CPU。因此，让两个进程并发执行可以提高系统效率。不过它们的优先级应当设定合理。,1 如果计算进程的优先级高于输入输出进程的优先级，系统效率不会提高。因为计算进程一旦占用了CPU便忙于计算，使输入输出进程得不到机会，同样会使设备空闲，不能提高系统效率。2 如果输入输出进程的优先级高于计算进程的优先级，系统的效率就能提高。因为输入输出操作是一种速度慢的设备。若该操作的优先级高，那么，当它完成一项输入输出操作后，就能立即获得CPU，为下一次输入输出做准备工作，并启动外部设备。当设备启动后，它就主动让出CPU,由系统将CPU交给计算进程使用。从而获得更好的运行效果。,【例】有3个作业A，B，C。当作业全部到达以后，批处理单道系统按照响应比高者优先算法进行调度，则作业被选中的次序是（）。A ABC B BAC C BCA D CBA E CAB F ACB,【分析】当作业全部达到后，9:30,系统开始调度。A=0.67/1.5=0.447B=0.5/0.4=1.25C=0/1=0系统首先选B运行，运行0.4h(24min),至9：54结束。A=(0.67+0.4)/1.5=0.713C=(0+0.4)/1=0.4系统选A运行，运行1.5h,至11:24结束最后选择C运行12：24结束所以为BAC 答案B,【例】批处理系统中，是以 为单位把程序和数据调入 以便执行。【答案】作业，内存,【例】在各种作业调度算法中，短作业优先调度算法会使每个作业的等待时间最短（）【解析】这种算法能降低作业的平均等待时间，从而提高系统的吞吐能力。而对于有些计算时间长的作业可能其等待时间会较长。【答案】错误,【例】对于下列三个作业，采用不可抢占的调度方式：先来先服务和短作业优先调度算法，分别计算它们的平均周转时间。到达队列时间 需运行时间.同样对以上这三个作业，若调度在一个时间单位以后才开始，再采用算法调度，其平均周转时间又怎样。,【解析】（1）先来先服务：作业1的周转时间：8-0=8 作业2的周转时间：12-0.4=11.6 作业3的周转时间：13-1.0=12 所以平均周转时间=（8+11.6+12）/310.53 短作业优先（）：作业1的周转时间：8-0=8 作业3的周转时间：9-1.0=8 作业2的周转时间：13-0.4=12.6 所以平均周转时间=（8+8+12.6）/3 9.53,（2）若调度在一个时间单位以后才开始,采用短作业优先：作业3的周转时间：2-1.0=1 作业2的周转时间：6-0.4=5.6 作业1的周转时间：14-0=14 所以平均周转时间=（14+5.6+1）/3 6.87,【例*】在一个多道程序设计系统中，不采用移动技术的可变分区方式管理内存。设用户空间为100K，主存空间采用最先适应分配算法，采用计算机时间短的作业优先算法管理作业。今有如所示的作业序列，请分别列出各个作业的开始执行时间、完成时间和周转时间（忽略系统开销）。,【分析】由于JOB1、JOB2、JOB3、JOB4是依次到达输入井的，所以JOB1、JOB2进入内存；但在8.4时，由于JOB3主存需求量25K，系统不能满足其需求，因此不能进入内存；在8.6时，JOB4进入内存。作业JOB1，8.0时进入内存后便开始执行，执行结束时间为9.0时，释放内存，但仍然不能满足JOB3主存需求量；接下来JOB2开始执行，从9.0时至9.6时，然后释放内存，此时JOB3进入内存；JOB4自9.6时开始执行至10.0时结束；最后JOB3从10.0时开始执行至10.5时结束。每个作业的周转时间=“执行结束时间”“进入输入井时间”平均周转时间=（1+1.4+2.1+1.4）/4=1.975（小时）,【答案】,【例】作业调度的时机有哪些？【解答】1 一个作业完成后。当一个作业运行结束，内存中活跃的进程数量必然减少。为了不至于降低处理机的利用率，操作系统需要保持内存中足量的进程。因此，有必要调度外存上的后备作业，使它投入执行。,2 有新作业提交。如果系统中的作业数量尚未使系统达到饱和状态，处理机仍有一些闲置时间，若此时有新作业提交，系统在确认当前内存的道数不足的情况下，可立即调度新作业，使它执行。3 处理机利用率较低。如果内存中的进程多为I/O型的，它们的计算任务不足以让CPU忙碌起来，那么，系统可将部分等待I/O的进程挂起来，而后调度外存上的计算型进程，投入内存执行。,【例*】有三个程序A，B,C，它们分别单独运行时的CPU和I/O占用时间(ms)如下：,I/O2,CPU,I/O1,CPU,I/O1,CPU,I/O1,60,20,30,10,40,20,20,程序A,t(ms),I/O1,CPU,I/O2,CPU,I/O2,30,40,70,30,30,程序B,t(ms),CPU,I/O1,CPU,I/O2,40,60,30,70,程序C,t(ms),现在考虑三个程序同时开始执行。系统中的资源有一个CPU和两台输入输出设备(IO1,IO2)同时运行。三个程序的优先级为：A最高，B次之，C最低，优先级稿的程序可以中断优先级低的程序，但优先级与输入输出设备无关。请回答下面的问题：1 最早结束的程序是哪个?2 最后结束的程序是哪个？3 三个程序执行到结束分别用了多长时间4 计算这段时间CPU利用率,【分析】程序B在CPU上运行30ms,被程序A抢占A 60(IO2)+20(CPU)+30(IO1)+10(CPU)+50(等待IO1)+40(IO1)+20(CPU)+20(IO1)=250msB 30(IO1)+30(CPU)+20(等待)+10(CPU)+70(IO2)+30(IO2)=220msC 30(CPU)+60(等待)+IO(CPU)+10(等待)+60(IO1)+20(等待)+20(CPU)+20(等待)+10(CPU)+70(IO2)=310ms,【例】计算采用FSFS,SJN,HRN的平均周转时间和平均带权周转时间。,【解答】1 FCFS算法8.00 作业1到达，作业进入内存。10.00 作业1结束，作业2，3已到达，作业调度2运行11.20 作业2结束，作业4已到达，作业3调度运行11.70 作业3运行结束，作业4被调度运行,2 SJN算法由于8.00只有作业1到达，故调度作业110.00 作业2，3到达，调度作业310.5 作业4到达，作业2，4中，选择作业410.8 调度作业2,3 采用HRN算法8.00 选择作业110.00 作业2响应比=(10.00-9.00)/1.2=0.83 作业3响应比=(10.00-9.50)/0.5=1 选择作业3运行10.50 作业2响应比=(10.50-9.00)/1.2=1.25 作业4响应比=(10.5-10.2)/0.3=1 选择作业2运行11.7 选择作业4,作业与进程,【例】什么是作业？作业与进程有何区别？【解答】作业是交给计算机运行的用户程序。作业是用户向计算机提交任务的任务实体，而进程是完成任务的执行实体，是向系统申请分配资源的基本单位；一个作业由多个进程组成，至少由一个进程组成。作业的概念主要用在批处理系统中，进程的概念则用在几乎所有的多道程序系统中,