PDF《CH1 应用题参考答案》

1 CH1 应用题参考答案

1 有一台计算机,具有 1MB 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 I/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=1-(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=1-(80%)9 =0.87 故增加 1MB 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 180ms 至200ms 间(见 图中有色部分). 处理器 输入机 打印机 程序 A 程序 B A 计算 B 计算 计算 计算 时间(ms)

0 50

100 150

180 200

250 300 打印 计算 打印 输入 计算 A 打印 A 打印 B 输入 A 计算 B 计算

2 3 设有三道程序,按A、B、C 优先次序运行,其内部计算和 I/O 操作时间由图给出. A B C C11=30ms C21=60ms C31=20ms O O O I12=40ms I22=30ms I32=40ms O O O C13=10ms C23=10ms C33=20ms 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 1ms, 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) : 时间

0 3

7 8

10 12

13 14

17 19 单位

10 ms I/O I12 I22 I32 CPU C11 C21 C13 C21 C31 C23 C33 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) : 时间

0 3

7 9

10 12

13 14

16 18 单位

10 ms I/O I12 I22 I32 CPU C11 C21 C13 C31 C23 C33 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) : 时间

0 303132

71727374 8485

105107 127

136137 147

177178 198 单位 1ms I/O I12 I22 I32 CPU C11 C21 C13 C21 C31 C23 C33 OS 调度执行时间 1ms,多道运行方式(非抢占式) : 时间

0 303132

7172 939495

105106 124125127129

139 168169

189 单位 1ms I/O I12 I22 I32 CPU C11 C21 C21 C13 C31 C31 C23 C33 OS

4 在单 CPU 和两台 I/O(I1,I2)设备的多道程序设计环境下, 同时投入三个作业运行. 它3们的执行轨迹如下: Job1:I2(30ms)、CPU(10ms)、I1(30ms)、CPU(10ms)、I2(20ms) Job2:I1(20ms)、CPU(20ms)、I2(40ms) 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 Job

1、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:(1)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)I/O 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. (2) 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)/110=72.7%. (3) 设备 I1 空闲时间段为:20ms 至40ms,90ms 至100ms,故I1 的利用率为 (110-30)/110=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%.