《操作系统教程_孙钟秀(第四版)课后习题答案》.pdf

第一章 作者：佚名 来源：网络 1、有一台计算机，具有IMB 内存，操作系统占用200KB ，每个用户进程各占 200KB 。如果用户进程等待I/O 的时间为80 % ，若增加1MB 内存，则CPU 的 利用率提高多少？ 答：设每个进程等待I/O 的百分比为P ，则n 个进程同时等待刀O 的概率是 Pn ，当n 个进程同时等待I/O 期间CPU 是空闲的，故CPU 的利用率为1-Pn。 由题意可知，除去操作系统，内存还能容纳4 个用户进程，由于每个用户进程 等待I/O 的时间为80 % , 故： CPU 利用率＝l- （80%)4 = 0.59 若再增加1MB 内存，系统中可同时运行9 个用户进程，此时：cPu 利用率＝l- （1-80%)9 = 0.87 故增加IMB 内存使CPU 的利用率提高了47 % : 87 ％/59 ％=147 % 147 ％-100 % = 47 % 2 一个计算机系统，有一台输入机和一台打印机，现有两道程序投入运行，且程 序A 先开始做，程序B 后开始运行。程序A 的运行轨迹为：计算50ms 、打印 100ms 、再计算50ms 、打印100ms ，结束。程序B 的运行轨迹为：计算50ms 、 输入80ms 、再计算100ms ，结束。试说明（1 ）两道程序运行时，CPU 有无空 闲等待？若有，在哪段时间内等待？为什么会等待？( 2 ）程序A 、B 有无等 待CPU 的情况？若有，指出发生等待的时刻。 答：画出两道程序并发执行图如下： （1）两道程序运行期间，CPU 存在空闲等待，时间为100 至150ms 之间（见图 中有色部分） （2）程序A 无等待现象，但程序B 有等待。程序B 有等待时间段为180rns 至 200ms 间（见图中有色部分） 3 设有三道程序，按A 、B 、C 优先次序运行，其内部计算和UO 操作时间由图 给出。 试画出按多道运行的时间关系图（忽略调度执行时间）。完成三道程序共花多少 时间？比单道运行节省了多少时间？若处理器调度程序每次进行程序转换化时 lms , 试画出各程序状态转换的时间关系图。 答： 1 ）忽略调度执行时间,多道运行方式（抢占式）: ? 抢占式共用去190ms ，单道完成需要260ms ，节省70ms 。 忽略调度执行时间，多道运行方式（非抢占式）: 非抢占式共用去180ms ，单道完成需要260ms ，节省80ms 。 2 ）调度执行时间1ms , 多道运行方式（抢占式）: 调度执行时间ITns ，多道运行方式（非抢占式）: 4 在单CPU 和两台 I/O( I1 , 12 ）设备的多道程序设计环境下，同时投入三个 作业运行。它们的执行轨迹如下： Jobl : I2 ( 30ms ）、CPU ( 10ms ）、I1 ( 30ms ）、CPU ( 10ms ）、I2 ( 20ms ) Job2 : I1 ( 20ms ）、CPU ( 20ms ）、I2 ( 40 ms ) JOb3 : CPU ( 30ms ）、I1 ( 20ms ）、CPU ( 10ms ）、I1 ( 10ms ) 如果CPU 、I1 和I2 都能并行工作，优先级从高到低为Jobl 、Job2 和Job3 ， 优先级高的作业可以抢占优先级低的作业的CPU ，但不抢占I1 和I2 。试求： ( l ）每个作业从投入到完成分别所需的时间。（2 ）从投入到完成CPU 的利 用率。（3 ）I2 设备利用率。 答：画出三个作业并行工作图如下（图中着色部分为作业等待时间）: , ( 1 ) Job1 从投入到运行完成需110ms , Job2 从投入到运行完成需90ms , Job3 从投入到运行完成需110ms. CPU 空闲时间段为：60ms 至70ms , 80ms 至90ms , 100ms 至110ms 。所以CPU 利用率为（110-30）/10 = 72.7 ％。 设备I1 空闲时间段为：20ms 至40ms , 90ms 至100ms,故I1 的利用率为 (110-30)/l10 = 72 . 7 ％。 设备I2 空闲时间段为：30ms 至50ms，故I2 的利用率为(110-20) / 110 = 81.8 ％。 5 在单CPU 和两台I/O( I1 , 12 ）设备的多道程序设计环境