一、概念簡介
多道批處理系統是一種用於管理計算機資源，實現多個程序在計算機上順序執行的操作系統。
在多道批處理系統中，用戶可以將多個作業提交給操作系統執行，系統會按照一定的演算法和策略合理地分配資源，使得多個作業能夠在計算機上得到有效地執行和調度。
多道批處理系統是計算機操作系統的重要組成部分，廣泛應用於科研、教學、工業和企業等各個領域。
二、作業調度
在多道批處理系統中，作業調度是系統的核心功能之一。系統通過作業調度，按照一定的演算法和策略來決定哪些作業會被調度執行。
一般來說，作業調度有以下的演算法：
1. 先來先服務調度演算法（FCFS）：按照作業提交的順序進行調度執行； 2. 短作業優先調度演算法（SJF）：按照作業需要的處理器時間的長短來進行調度； 3. 優先順序調度演算法：按照作業的優先順序大小來進行調度； 4. 時間片輪轉調度演算法：為每個作業分配一個固定的時間片，按照時間片的順序來進行調度； 5. 多級反饋隊列調度演算法：根據作業的需要，將作業劃分成多個級別，按照級別來進行調度。
三、內存管理
在多道批處理系統中，內存管理是一個重要的問題。多個作業在內存中進行調度和執行，需要合理地分配內存資源，避免內存的過度佔用和浪費。
內存管理主要包括以下的問題：
1. 內存分配：將內存劃分成多個區域，用於存放不同的作業和數據；
2. 內存保護：防止作業之間互相干擾和衝突；
3. 內存回收：在作業執行完畢之後，需要回收和釋放內存資源，避免浪費。
四、輸入輸出管理
在多道批處理系統中，輸入輸出管理也是一個重要的問題。
多個作業需要使用計算機的輸入輸出設備進行數據的輸入和輸出，需要合理地進行管理和調度，避免設備的過度佔用和浪費。
輸入輸出管理主要包括以下的問題：
1. 設備分配：根據不同作業的需求，合理地分配輸入輸出設備；
2. 設備調度：定義一種演算法和策略，合理地調度輸入輸出設備的使用。
五、進程管理
在多道批處理系統中，進程管理是一種有效地資源管理方式。
進程是計算機上正在執行的程序的實體，是系統調度和管理的基本單位。多道批處理系統需要合理地調度和管理多個進程，避免資源的浪費和衝突，提高系統的效率和可靠性。
進程管理主要包括以下的問題：
1. 進程調度：根據每個進程的需要，合理地分配處理器時間和其他資源；
2. 進程同步：防止進程之間因為共享資源出現衝突；
3. 進程通信：為不同進程之間的數據交換和通信提供基本的支持。
六、安全保障
在多道批處理系統中，安全保障是一個非常重要的問題。
系統需要保護計算機系統的安全和穩定，避免惡意程序的破壞和攻擊。
安全保障主要包括以下的內容：
1. 數據保護：保護計算機系統中的數據不被修改或者破壞；
2. 程序保護：保護計算機系統中的程序不被破壞或者惡意攻擊；
3. 安全措施：為計算機系統安裝防火牆和其他安全措施，保障系統的安全和穩定。
代碼示例
//先來先服務調度演算法
void fcfs_scheduler(){
int time = 0, i, j;
for(i = 0; i < num_jobs; i++){
printf("job %d starts at time %d.\n", job[i].id, time);
time += job[i].duration;
printf("job %d ends at time %d.\n", job[i].id, time);
}
}
//短作業優先調度演算法
void sjf_scheduler(){
int time = 0, i, j;
for(i = 0; i < num_jobs - 1; i++){
for(j = i + 1; j job[j].duration){
swap_job(&job[i], &job[j]);
}
}
}
for(i = 0; i < num_jobs; i++){
printf("job %d starts at time %d.\n", job[i].id, time);
time += job[i].duration;
printf("job %d ends at time %d.\n", job[i].id, time);
}
}
//優先順序調度演算法
void priority_scheduler(){
int time = 0, i, j;
for(i = 0; i < num_jobs - 1; i++){
for(j = i + 1; j job[j].priority){
swap_job(&job[i], &job[j]);
}
}
}
for(i = 0; i < num_jobs; i++){
printf("job %d starts at time %d.\n", job[i].id, time);
time += job[i].duration;
printf("job %d ends at time %d.\n", job[i].id, time);
}
}
//時間片輪轉調度演算法
void rr_scheduler(){
int time = 0, i, j;
int *remain_time = (int*)malloc(num_jobs * sizeof(int));
int *start_time = (int*)malloc(num_jobs * sizeof(int));
for(i = 0; i < num_jobs; i++){
remain_time[i] = job[i].duration;
start_time[i] = -1;
}
while(1){
int flag = 0;
for(i = 0; i 0){
flag = 1;
if(remain_time[i] > time_quantum){
remain_time[i] -= time_quantum;
time += time_quantum;
if(start_time[i] == -1){
start_time[i] = time - time_quantum;
}
}
else{
time += remain_time[i];
remain_time[i] = 0;
if(start_time[i] == -1){
start_time[i] = time - remain_time[i];
}
printf("job %d starts at time %d.\n", job[i].id, start_time[i]);
printf("job %d ends at time %d.\n", job[i].id, time);
}
}
}
if(flag == 0){
break;
}
}
free(remain_time);
free(start_time);
}
//多級反饋隊列調度演算法
void mlfq_scheduler(){
int time = 0, i, j;
int *remain_time = (int*)malloc(num_jobs * sizeof(int));
int *priority = (int*)malloc(num_jobs * sizeof(int));
int *start_time = (int*)malloc(num_jobs * sizeof(int));
int *level = (int*)malloc(num_jobs * sizeof(int));
for(i = 0; i < num_jobs; i++){
remain_time[i] = job[i].duration;
priority[i] = job[i].priority;
start_time[i] = -1;
level[i] = 0;
}
while(1){
int flag = 0;
for(i = 0; i 0){
flag = 1;
if(level[i] == 0){
if(remain_time[i] > q0_time_quantum){
remain_time[i] -= q0_time_quantum;
time += q0_time_quantum;
priority[i]++;
if(start_time[i] == -1){
start_time[i] = time - q0_time_quantum;
}
}
else{
time += remain_time[i];
remain_time[i] = 0;
if(start_time[i] == -1){
start_time[i] = time - remain_time[i];
}
printf("job %d starts at time %d.\n", job[i].id, start_time[i]);
printf("job %d ends at time %d.\n", job[i].id, time);
}
}
else if(level[i] == 1){
if(remain_time[i] > q1_time_quantum){
remain_time[i] -= q1_time_quantum;
time += q1_time_quantum;
priority[i]++;
if(start_time[i] == -1){
start_time[i] = time - q1_time_quantum;
}
}
else{
time += remain_time[i];
remain_time[i] = 0;
if(start_time[i] == -1){
start_time[i] = time - remain_time[i];
}
printf("job %d starts at time %d.\n", job[i].id, start_time[i]);
printf("job %d ends at time %d.\n", job[i].id, time);
}
}
else{
if(remain_time[i] > q2_time_quantum){
remain_time[i] -= q2_time_quantum;
time += q2_time_quantum;
priority[i]++;
if(start_time[i] == -1){
start_time[i] = time - q2_time_quantum;
}
}
else{
time += remain_time[i];
remain_time[i] = 0;
if(start_time[i] == -1){
start_time[i] = time - remain_time[i];
}
printf("job %d starts at time %d.\n", job[i].id, start_time[i]);
printf("job %d ends at time %d.\n", job[i].id, time);
}
}
}
}
if(flag == 0){
break;
}
}
free(remain_time);
free(priority);
free(start_time);
free(level);
}
原創文章，作者：小藍，如若轉載，請註明出處：https://www.506064.com/zh-tw/n/295824.html
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