操作系統的基本概念解析之批處理技術

單道批處理技術

爲了實現對作業的連續調度，早期的計算機需要通過脫機方式將一批需要處理的作業輸入到磁盤之中，通過監督程序調度作業在處理機中一個接着一個連續被處理。

• 單道批處理處理流程
  首先，監督程序將一道作業裝入內存中，並且將運行控制的權力交給該作業，處理完成後作業又將控制權交給監督程序，依次往復直到所有作業處理完成，雖然對作業的處理時成批，但是這裏特別需要注意的是單道批處理技術對作業處理時內存中只能保持一道作業
  
• 由於單道批處理技術內存中只能駐留一道作業，且只有一道作業在處理機中被處理，因此極大造成了內存的浪費，當一道作業進入處理機被處理之後發生I/O請求或者中斷，處理機空閒只能等待該作業I/O請求完成繼續進行處理直到該作業完成退出處理機，等待過程中極大造成了CPU資源的浪費
  

多道批處理技術

爲了進一步提高系統的資源利用率以及系統的吞吐量，多道批處理技術被提出，此係統中，用戶提交的作業首先被存放在外存之中的後備隊列中，之後通過算法調度若干個作業進入內存並將其存放在內存的就緒隊列中等待處理機調度處理，這裏需要注意多道批處理技術內存中將駐留多道作業，但是隻有一道作業被處理機進行處理

由於系統中裝有多道作業，當A作業進行I/O操作造成處理機空閒時，監督程序從就緒隊列中拿出B作業進入處理機處理，當A作業的I/O操作完成時，B作業退出處理機，將使用處理機的權限交給A作業，A作業繼續處理直到完成或者下次I/O請求而退出處理機，依次往復直到所有作業調度完成。這裏需要注意的是這種多道批處理技術並非效率高，例如一道程序在處理過程中未有I/O中斷那麼整個執行過程中，處理機的權限始終歸其所有，其他作業只能等該作業完成處理之後進入處理機。

• 多道批處理技術使得多道程序依次交替執行，使得CPU始終處理忙碌狀態，內存中同時存在多道作業也提高了內存利用率以及I/O設備的利用率
• CPU中的作業只有當處於中斷或者處理完成纔會退出CPU，使得系統切換的開銷減小，但是也導致了用戶無法與作業交互
• 但是由於作業進入內存的就緒隊列需要等待依次處理，導致了系統的週轉週期長