2.4批處理作業管理習題作業的幾種狀態【例】作業的全部信息都已通過輸入機輸入，并由操作系統將其存放在磁盤的某些盤區等待運行，這種狀態稱為作業的（）。A提交狀態B運行狀態C后備狀態D完成狀態【分析】作業從提交到完成，分為4種狀態：1提交狀態：通過終端向計算機鍵入2后備狀態：作業全部通過輸入機輸入，由OS將其存放在磁盤中。3運行狀態：作業被調度程序選中送入主存中投入運行4完成狀態：作業完成，釋放資源，退出系統【答案】C【例】作業在生存期有4個狀態，它們（），后備，執行和完成A就緒B提交C等待D開始【答案】B【例】下列敘述中，符合批處理作業特征的有_________。（A）其中包含有作業說明書（B）具有就緒狀態（C）運行過程和用戶沒有交互作用（D）其中包含有程序和數據（E）用戶可以通過鍵盤輸入程序運行過程需要的數據【解析】采用批處理控制方式的作業，用戶把對作業執行的控制意圖用作業控制語言寫成一份說明書，連同該作業的源程序和初始數據一起輸入到計算機系統，系統就可按用戶說明書來控制作業的執行。作業執行過程中用戶不能干預，一切由系統自動地控制作業的執行。因此，選項（A）、（C）、（D）是正確的?！熬途w狀態”是進程具有的狀態，作業沒有該狀態，選項（B）是錯誤的；由于運行過程和用戶沒有交互作用，所以“用戶可以通過鍵盤輸入程序運行過程需要的數據”（選項E）是錯誤的。【答案】ACD【例】作業一旦被作業調度選中，即占有了ＣＰＵ。（）【解析】一個作業一旦被作業調度選中，說明作業處于運行狀態，該作業已進入到內存中，并以進程形式存在于系統中，屬該作業的進程可能處于運行、就緒或等待狀態，不一定占有ＣＰＵ。【答案】錯誤【例】簡述作業在系統中有哪幾種狀態?！窘馕觥恳粋€作業從進入系統到運行結束，一般要經歷進入、后備、運行和完成四個階段，相應地，作業亦有進入、后備、運行和完成四種狀態。（1）進入狀態：作業的信息正在從輸入設備上預輸入到輸入井，此時稱作業處于進入狀態。（2）后備狀態：當作業的全部信息都已輸入，且由操作系統將其存放在輸入井中，此時稱作業處于后備狀態。系統將所有處于后備狀態的作業組成后備作業隊列，等待作業調度程序的調度。（3）運行狀態：一個后備作業被作業調度程序選中，分配了必要的資源，調入內存運行，稱作業處于運行狀態。（4）完成狀態：當作業正常運行完畢或因發生錯誤非正常終止時，作業進入完成狀態。SPOOLing【例】虛擬設備是指（）A把共享設備模擬獨占設備B允許用戶程序不必全部裝入主存便可使用系統中的設備C允許用戶以標準化方式來使用設備D允許用戶使用比系統中具有的物理設備更多的設備【答案】A【例】下面4個選項中不屬于SPOOLing系統特點的是（）。A提高了內存的利用率B提高了I/O操作的速度C將獨占設備改造為共享設備D實現了虛擬設備功能【分析】所有字符設備都是獨享設備并屬于慢速設備，本質上屬于順序存取設備。因此，一個進程在某臺字符設備上進行數據交換，要等待較長時間，并且在該數據交換完成之前，其他進程不能同時訪問這臺設備，當一個進程正在使用這類設備進行一次較大量的數據交換時，其他需要同時訪問該設備的進程就要等待較長時間，從而降低了整個系統的并發能力。SPOOLing技術正是針對上述問題提出的一種設備管理技術。在多道程序系統中，用程序模擬脫機輸入/輸出時外圍控制機的功能，這樣在主機的直接控制下實現脫機輸入/輸出功能。此時的外圍操作與CPU對數據處理同時進行，這種在聯機情況下實現的外圍設備同時操作稱為SPOOLing,假脫機。SPOOLing系統的核心思想是利用一臺可共享的，高速大容量的塊設備（磁盤）來模擬獨享設備的操作，使一臺獨享設備變成多臺可并行使用的虛擬設備。其主要特征是提高了I/O操作的速度，將獨享設備改造成為共享設備；實現了虛擬設備功能。【答案】A【例】在關于SPOOLing的敘述中，()描述是不正確的ASPOOLing系統中不需要獨占設備BSPOOLing系統加快了執行速度CSPOOLing系統使獨占設備變成共享設備DSPOOLing系統利用了處理器與通道并行工作管理。【分析】SPOOLing系統有如下特征：1提高了速度。對數據進行的I/O操作，已從低速I/O設備進行的I/O操作，演變為從輸入井或輸出井中數據的存取，如同脫機輸入輸出一樣，提高了I/O速度，緩解了CPU與低速I/O設備之間速度不匹配的矛盾。2將獨占設備改造成共享設備。在SPOOLing系統中，實際上并沒有任何進程分配設備，而只是在輸入井或輸出井中，這樣，便把獨占設備改造成共享設備3實現了虛擬設備功能。宏觀上，多個進程在同時使用一臺獨占設備，而對每一個進程而言，都認為自己獨占一個設備?！敬鸢浮緼【例】虛擬設備是操作系統利用某種I/O技術，將某個_____設備改造為多個用戶可以共享的設備?！痉治觥刻摂M設備是利用某種技術把獨占設備改造成可由多個進程共享的設備。虛擬分配技術是利用共享設備去模擬獨占設備，從而使獨占設備成為共享的，快速I/O的設備，實現虛擬分配的最有名的技術是SPOOLing技術。SPOOLing是在通道技術和多道程序基礎上產生的，它由主機和相應的通道共同承擔作業的輸入輸出工作，利用磁盤作為后援存儲器，實現外圍設備同時聯機操作【答案】獨占設備【例】虛擬設備是通過①技術，把②變成能為若干用戶③的設備。【答案】①SPOOLING，②獨享，③共享【例】打印機通過SPOOLING技術改造后，可以成為供多個用戶同時使用的虛擬設備。（）【答案】正確。【例】虛擬設備技術將不能共享的設備改造成為可以共享的設備。（）【解答】對【例】什么是預輸入和緩輸出？【解答】對于輸入而言，預輸入是指作業在執行前，預先把用戶提交的若干個作業的信息（程序，數據）從低速設備（紙帶機，讀卡機）輸入到高速外設（磁盤，磁帶）上。當用戶程序被作業調度程序選中運行時，并發進程試圖從低速輸入設備上讀數據時，SPOOLing程序截獲此請求，把它轉換為從磁盤上讀。磁盤是可共享的設備，各并發進程可同時從磁盤上讀。給各用戶進程的感覺就好像系統提供了若干臺輸入設備一樣。對于輸出而言，緩輸出是指為了將獨享的打印機改造成為用戶概念上的共享設備，當任何運行的互用進程要向打印機輸出信息時，系統截獲此請求，首先將輸出的信息編制成打印文件，并將它們存放在可共享的快速設備上。當打印設備空閑時，再從共享設備上一個一個地取文件進行打印。從而將獨立使用的打印機變為可由多用戶共享使用的打印機。將實現的這兩個過程分別稱為預輸入和緩輸出?！纠吭趯崿F后臺打印時，SPOOLing系統應為請求I/O的進程提供哪些服務？【解答】在請求后臺打印時，SPOOLing應為請求I/O的進程提供的服務主要由SPOOLing的輸出進程來承擔，做三件事：1在輸出井上請求一塊緩沖區，將要打印的數據送入其中。2請求一張空白“用戶請求打印表”，填入打印說明信息后掛入請求打印隊列。3一旦打印機空閑，就從請求打印隊列頭部取下一個請求打印表，根據表中要求將輸入井的數據讀入內存緩沖區，由打印機輸出。作業登錄【例】在系統把作業信息輸入到輸入井中后，根據作業說明書等信息為作業建立（）。A作業表B作業名C作業控制塊JCBD作業緩沖區【答案】C【例】對作業進行管理和調度的重要的數據結構是_____【答案】作業控制塊【例】作業在系統中存在與否的唯一標志是

。（A）源程序（B）作業說明書（C）作業控制塊（D）目的程序【答案】（C）作業調度

性能指標【例】在批處理系統中，周轉時間是

。（A）作業運行時間（B）作業等待時間和運行時間之和（C）作業的相對等待時間（D）作業被調度進入內存到運行完畢的時間【解析】周轉時間是作業提交給系統到作業完成的時間間隔，因此其周轉時間是作業等待時間和運行時間之和。【答案】（B）【例】作業調度從處于①狀態的隊列中選取適當的作業投入運行。從作業提交給系統到作業完成的時間間隔叫做②。③是指作業從進入后備隊列到被調度程序選中時的時間間隔。（A）運行（B）提交（C）后備（D）完成（E）停止（F）周轉時間（G）響應時間（H）運行時間（I）等待時間（J）觸發時間【答案】①（C），②（F），③（I）【例】作業從進入后備隊列到被作業調度程序選中的時間間隔稱為（）A就緒時間B響應時間C等待時間D周轉時間【答案】C【例】下面不屬于作業調度算法的評估標準的是（）ACPU利用率B內存利用率C吞吐量D周轉時間【分析】CPU利用率=CPU有效工作時間/CPU總的運行時間CPU總的運行時間＝有效時間＋空轉時間在實際系統中，CPU利用率＝40％－90％吞吐量：單位時間內完成的平均作業數周轉時間＝作業的完成時間－作業到達時間【答案】B【例】在一個以批處理為主的系統中，為了保證系統的吞吐率，總是要力爭縮短用戶作業的

。（A）周轉時間（B）運行時間（C）提交時間（D）完成時間【答案】（A）作業調度算法【例】作業調度算法中，若所有作業同時到達，使作業平均等待時間最短的算法是（）AFCFSB短作業優先C優先級D響應比高者優先【答案】B【例】在作業調度算法中，（）兼顧了短作業與大作業A最高響應比優先B先來先服務C計算時間最短優先D均衡調度【答案】A【例】作業調度算法中的響應比是（）A作業等待時間和作業執行時間之比B作業執行時間和作業等待時間之比C作業調度時間與作業執行時間之比D作業執行時間與作業調度時間之比【答案】A【例】現有3個同時達到的作業，J1,J2,J3，它們的執行時間分別是T1,T2,T3,且T1<T2<T3，系統按單道方式運行且采用短作業優先算法，則平均周轉時間為（）AT1+T2+T3B(T1+T2+%3)/3CT1/3+2XT2/3+T3DT1+2XT2/3+T3/3【答案】D【例】一作業8：00達到系統，估計運行時間為1小時。若10：00開始執行該作業，其響應比是（）A2B1C3D0.5【答案】C（1+響應比）【例】設有4個作業同時到達，每個作業的執行時間均為2小時，它們在一臺處理機上按單道式運行，則平均周轉時間為（）A1小時B5小時C2.5小時D8小時【分析】2＋4＋6＋8＝2020/4=5【答案】B【例】一個作業的運行時間假定為1個小時，它在系統中等待了3個小時，那么該作業的周轉時間_____小時，響應比是____【答案】44（1+響應比）【例】設有3個作業，其運行時間分別為2小時，5小時，3小時，假定它們同時到達，并在同一臺處理機上以單道方式運行，則平均周轉時間最小的執行順序是（）AJ1,J2,J3BJ3,J2,J1CJ2,J1,J3DJ1,J3,J2【分析】在同一臺處理機以單道方式，要獲得最短的平均周轉時間，用短作業優先好。A平均周轉時間=(2+7+12)/3=7B(3+8+13)/3=8C(5+7+15)/3=9D(2+4+12)/3=19/3【答案】D【例】在一個具有分時兼批處理的計算機操作系統中，如果有終端作業和批處理作業混合同時執行，_____作業應優先占用處理機【答案】終端作業【例】現有兩道作業同時運行，一道以計算為主，另一道為輸入輸出為主，你將怎樣賦予作業的進程占有處理機的優先級？為什么？【解答】要點：如何提高系統效率以計算為主的進程主要集中在CPU的計算上，較少使用外部設備。而以輸入輸出為主的進程則集中在外部設備的I/O上，較少使用CPU。因此，讓兩個進程并發執行可以提高系統效率。不過它們的優先級應當設定合理。1如果計算進程的優先級高于輸入輸出進程的優先級，系統效率不會提高。因為計算進程一旦占用了CPU便忙于計算，使輸入輸出進程得不到機會，同樣會使設備空閑，不能提高系統效率。2如果輸入輸出進程的優先級高于計算進程的優先級，系統的效率就能提高。因為輸入輸出操作是一種速度慢的設備。若該操作的優先級高，那么，當它完成一項輸入輸出操作后，就能立即獲得CPU，為下一次輸入輸出做準備工作，并啟動外部設備。當設備啟動后，它就主動讓出CPU,由系統將CPU交給計算進程使用。從而獲得更好的運行效果?！纠坑?個作業A，B，C。當作業全部到達以后，批處理單道系統按照響應比高者優先算法進行調度，則作業被選中的次序是（）。AABCBBACCBCADCBAECABFACB進程到達時間運行時間/h開始時刻結束時刻A8:501.5B9:000.4C9:301【分析】當作業全部達到后，9:30,系統開始調度。A=0.67/1.5=0.447B=0.5/0.4=1.25C=0/1=0系統首先選B運行，運行0.4h(24min),至9：54結束。A=(0.67+0.4)/1.5=0.713C=(0+0.4)/1=0.4系統選A運行，運行1.5h,至11:24結束最后選擇C運行12：24結束所以為BAC答案B【例】批處理系統中，是以①為單位把程序和數據調入②以便執行?！敬鸢浮竣僮鳂I，②內存【例】在各種作業調度算法中，短作業優先調度算法會使每個作業的等待時間最短（）【解析】這種算法能降低作業的平均等待時間，從而提高系統的吞吐能力。而對于有些計算時間長的作業可能其等待時間會較長。【答案】錯誤【例】對于下列三個作業，采用不可搶占的調度方式：先來先服務和短作業優先調度算法，分別計算它們的平均周轉時間。ＪＯＢ到達隊列時間需運行時間１０.０８２０.４４３１.０１同樣對以上這三個作業，若調度在一個時間單位以后才開始，再采用ＳＪＦ算法調度，其平均周轉時間又怎樣?！窘馕觥浚?）先來先服務：作業1的周轉時間：8-0=8作業2的周轉時間：12-0.4=11.6作業3的周轉時間：13-1.0=12所以平均周轉時間=（8+11.6+12）/3

10.53短作業優先（ＳＪＦ）：作業1的周轉時間：8-0=8作業3的周轉時間：9-1.0=8作業2的周轉時間：13-0.4=12.6所以平均周轉時間=（8+8+12.6）/3

9.53（2）若調度在一個時間單位以后才開始,采用短作業優先：作業3的周轉時間：2-1.0=1作業2的周轉時間：6-0.4=5.6作業1的周轉時間：14-0=14

所以平均周轉時間=（14+5.6+1）/3

6.87【例*】在一個多道程序設計系統中，不采用移動技術的可變分區方式管理內存。設用戶空間為100K，主存空間采用最先適應分配算法，采用計算機時間短的作業優先算法管理作業。今有如所示的作業序列，請分別列出各個作業的開始執行時間、完成時間和周轉時間（忽略系統開銷）。作業名進入輸入井時間需計算時間主存需求量JOB18.0時1小時20KJOB28.2時0.6小時60KJOB38.4時0.5小時25KJOB48.6時0.4小時20K【分析】由于JOB1、JOB2、JOB3、JOB4是依次到達輸入井的，所以JOB1、JOB2進入內存；但在8.4時，由于JOB3主存需求量25K，系統不能滿足其需求，因此不能進入內存；在8.6時，JOB4進入內存。作業JOB1，8.0時進入內存后便開始執行，執行結束時間為9.0時，釋放內存，但仍然不能滿足JOB3主存需求量；接下來JOB2開始執行，從9.0時至9.6時，然后釋放內存，此時JOB3進入內存；JOB4自9.6時開始執行至10.0時結束；最后JOB3從10.0時開始執行至10.5時結束。每個作業的周轉時間=“執行結束時間”―“進入輸入井時間”平均周轉時間=（1+1.4+2.1+1.4）/4=1.975（小時）【答案】作業名裝入主存時間開始執行時間執行結束時間周轉時間JOB18.0時8.0時9.0時1小時JOB28.2時9.0時9.6時1.4小時JOB39.6時10.0時10.5時2.1小時JOB48.6時9.6時10.0時1.4小時【例】作業調度的時機有哪些？【解答】1一個作業完成后。當一個作業運行結束，內存中活躍的進程數量必然減少。為了不至于降低處理機的利用率，操作系統需要保持內存中足量的進程。因此，有必要調度外存上的后備作業，使它投入執行。2有新作業提交。如果系統中的作業數量尚未使系統達到飽和狀態，處理機仍有一些閑置時間，若此時有新作業提交，系統在確認當前內存的道數不足的情況下，可立即調度新作業，使它執行。3處理機利用率較低。如果內存中的進程多為I/O型的，它們的計算任務不足以讓CPU忙碌起來，那么，系統可將部分等待I/O的進程掛起來，而后調度外存上的計算型進程，投入內存執行?！纠?】有三個程序A，B,C，它們分別單獨運行時的CPU和I/O占用時間(ms)如下：I/O2CPUI/O1CPUI/O1CPUI/O160203010402020程序At(ms)I/O1CPUI/O2CPUI/O23040703030程序Bt(ms)CPUI/O1CPUI/O240603070程序Ct(ms)現在考慮三個程序同時開始執行。系統中的資源有一個CPU和兩臺輸入輸出設備(IO1,IO2)同時運行。三個程序的優先級為：A最高，B次之，C最低，優先級稿的程序可以中斷優先級低的程序，但優先級與輸入輸出設備無關。請回答下面的問題：1最早結束的程序是哪個?2最后結束的程序是哪個？3三個程序執行到結束分別用了多長時間4計算這段時間CPU利用率12345678910111213141516171819202122232425IO2IO2IO2IO2IO2IO2CPUCPUIO1IO1IO1CPU..........IO1IO1IO1IO1CPUCPUIO1IO1IO1IO1IO1CPUCPUCPU....CPUIO2IO2IO2IO2IO2IO2IO2CPUCPUCPUIO2IO2IO2CPUCPUCPU............CPU..IO1IO1IO1IO1IO1