多道批處理系統

所謂批處理(batch processing )就是將作業按照它們的性質分組（或分批），然後再成組（或成批）地提交給計算機系統，由計算機自動完成後再輸出結果，從而減少作業建立和結束過程中的時間浪費。根據在記憶體中允許存放的作業數，批處理系統又分為單道批處理系統和多道批處理系統。在該系統中，用戶所提交的作業都先存放在外存上並排成一個佇列，成為“後備佇列”；然後，由作業調度程式按一定的算法從後備佇列中選擇若干個作業調入記憶體，使它們共享CPU和系統中的各種資源。

基本介紹

• 中文名：多道批處理系統
• 外文名：Multiprogrammed Batch Processing System
• 所屬學科：作業系統
• 特點：SPOOLing、多道程式設計技術

來源

在單道批處理系統中，記憶體中僅有一道作業，它無法充分利用系統中的所有資源，致使系統性能較差。為了進一步提高資源的利用率和系統吞吐量，在20世紀60年代中期又引入了多道程式設計技術，由此而形成了多道批處理系統.

特點

多道批處理系統有兩個特點：

1. 多道：系統內可同時容納多個作業。這些作業放在外存中，組成一個後備佇列，系統按一定的調度原則每次從後備作業佇列中選取一個或多個作業進入記憶體運行，運行作業結束、退出運行和後備作業進入運行均由系統自動實現，從而在系統中形成一個自動轉接的、連續的作業流。

2. 成批：在系統運行過程中，不允許用戶與其作業發生互動作用，即：作業一旦進入系統，用戶就不能直接干預其作業的運行。

系統的優缺點

1. 系統利用率高。由於在記憶體中駐留了多道程式，它們共享資源，可保持資源處於忙碌狀態，從而使各種資源得以充分利用。
2. 系統吞吐量大。系統吞吐量是指系統在單位時間內所完成的總工作量。能提高系統吞吐量的主要原因可歸結為：第一，CPU和其它資源保持“忙碌”狀態； 第二，僅當作業完成時或運行不下去時才進行切換，系統開銷小。
3. 平均周轉時間長。作業的周轉時間是指從作業進入系統開始，直至其完成並退出系統為止所經歷的時間。在批處理系統中，由於作業要排隊，依次進行處理，因而作業的周轉時間較長，通常需幾個小時，甚至幾天。
4. 無互動能力。用戶一旦把作業提交給系統後，直至作業完成，用戶都不能與自己的作業進行互動，這對修改和調試程式是極不方便的。

待解決問題

多道批處理系統是一種有效、但十分複雜的系統。為使系統中的多道程式間能協調地運行，必須解決下述一系列問題。

1. 處理機管理問題。在多道程式之間，應如何分配被它們共享的處理機，使得CPU既能滿足各程式運行的需要．又有較高的利用率；此外，一旦將CPU分配給某程式後，應何時收回等一系列問題，屬於處理機管理問題。
2. 記憶體管理問題。應如何為每道程式分配必要的記憶體空間，使它們“各得其所”且不致因相互重疊而丟失信息，以及應如何防止因某道程式出現異常情況而破壞其它程式等問題，就是記憶體管理問題。
3. I/O設備管理問題。系統中可能有多種類型的I/O設備供多道程式共享，應如何分配這些I/O設備，如何做到既方便用戶的使用，又能提高設備的利用率，這就是I/O設備管理問題。
4. 檔案管理問題。在現代計算機系統中，通常都存在著大量的程式和數據，應如何組織它們才便於用戶使用；此外，還有信息保存的安全性和一致性問題，這些屬於檔案管理問題。
5. 作業管理問題。對於系統中的各種應用程式，它們有的屬於計算型，有的屬於I/O型，有些既重要又緊迫；而有些作業又要求系統能及時回響，這時系統應如何組織和安排這些作業，這便是作業管理問題。