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操作系统 多处理机习题

1.有两个程序,程序A依次使用CPU计10s,使用设备甲计5s,使用CPU计5s,使用设
备乙计10s,使用CPU计10s。

程序B依次使用设备甲计10s,使用CPU计10s,使用设备乙计5s,使用CPU计5s,使用设备乙计10s。

在单道程序环境下先执行程序A再执行程序B,计算CPU的利用率是多少?在多道程序环境下,CPU的利用率是多少?
解答:
单道环境下,CPU运行时间为(10+5+10)s+(10+5)s=40s,两个程序运行总时间为40s+40s=80s,故利用率是40/80=50%
多道环境下,运行情况如下图所示,CPU运行时间为40s,两个程序总时间为45s,故利用率为40/45=88.9%
2.设某计算机系统有一个CPU、一台输入设备、一台打印机。

现有两个进程同时进入就绪
状态,且进程A先得到CPU运行,进程B后运行。

进程A的运行轨迹为:计算50ms,打印信息100ms,再计算50ms,打印信息100ms,结束。

进程B的运行轨迹为:计算50ms,输入数据80ms,再计算100ms,结束。

试画出它们的时序关系图(可以用甘特图),并说明:
(1)开始运行后,CPU有无空闲等待?若有,在哪些时间内等待?计算CPU的利用率。

(2)进程A运行时有无等待现象?若有,在什么时候发生等待现象?
(3)进程B运行时有无等待现象?若有,在什么时候发生等待现象?
进程运行情况如下:
1)CPU在100-150ms时间段内空闲,利用率为250/300=83.3%
2)进程A为无等待现象
3)进程B为有等待现象,0-50ms,180-200ms
3.设内存中有3道程序A、B、C,它们按A、B、C的优先次序执行。

它们的计算和I/O操
作的时间见表1-1。

假设3道程序使用相同设备进行I/O操作,即程序以串行方式使用设备,试画出单道运行和多道运行的时间关系图(调度程序的执行时间忽略不计)。

在两种情况下,完成3道程序分别需要多长时间(多道运行时采用抢占式调度策略)。

单道批处理系统中,有四个作业,其有关情况如下表所示,在采用响应比高者优先调度算法时分别计算其平均周转时间T和平均带权周转时间W。

答:分析响应比高者优先调度算法是指每次调度作业运行时,先计算后备作业队列中每个作业的响应比,然后挑选响应比最高的投入运行。

在第8小时,因为只有作业J1到达,系统先将作业J1投入运行。

作业J1运行两个小时后完成。

这时三个作业都已到达,要计算三个作业的响应比,然后使响应比最高的投入运行。

三个作业的响应比为:
作业J2的响应比=1+(10.0-8.6)/0.6=3.33
作业J3的响应比=1+(10.0-8.8)/0.2=7
作业J4的响应比=1+(10.0-9.0)/0.5=3
从计算的结果来看,作业J3的响应比最高,所以让作业J3先执行,作业J3执行0.2小时后完成,此时作业J2和作业J4的响应比为:
作业J2的响应比=1+(10.2-8.6)/0.6=3.67
作业J3的响应比=1+(10.2-9.0)/0.5=3.4
从计算结果来看,作业J2的响应比最高,所以再让J2执行。

可见,四个作业的执行次序为:作业J1,作业J3,作业J2,作业J4. 计算结果如下表:
平均周转时间为:
T=(2.0+2.2+1.4+2.3)/4=1.975
平均带权周转时间为:
W=(1.0+3.67+7+4.6)/4=3.98
且假定这些作业在时刻0以1,2,3,4,5,的顺序到达。

说明分别使用FCFS、RR(时间片=1)、SJF 以及非剥夺方式优先级调度算法时,这些作业的执行时间。

针对上述每种调度算法,给出平均周转时间和平均带权周转时间。

解答:
RR的平均周转时间为9.2,平均加权周转时间为2.84
SJF的平均周转时间为7,平均加权周转时间为1.74
非剥夺式优先级调度算法的平均周转时间为12,平均加权周转时间为6.36
结论:SJF的平均周转时间肯定是最短的,计算完毕后可以利用这个性质检验。

在一个单道批处理系统中,一组作业的提交时间和运行时间如下表所示:
(1)先来先服务
(2)短作业优先
(3)响应比高者优先
解答
T=+++=
平均周转时间(1.0 1.00.70.7)/40.85
W=+++=
平均带权周转时间(1.0 2.0 3.57.0)/4 3.375
T=+++=
平均周转时间(1.0 1.30.20.2)/40.675
W=+++=
平均带权周转时间(1.0 2.6 1.0 2.0)/4 1.65
响应比高者优先:8.0时只有1号作业,所以肯定是1号得到CPU,9.0时1号作业执行完毕,2号作业响应比为(9.0-8.5+0.5)/0.5=2,3号作业响应比为(9.0-9.0+0.2)/0.2=1, 2号的响应比大于3号,9.0时调度2号作业,9.5时2号作业执行完毕,此时3号作业响应比为(9.5-9.0+0.2)/0.2=3.5,4号作业响应比为(9.5-9.1+0.1)/0.1=5,4号的响应比大于3号,所以先调度4号作业。

T=+++=
平均周转时间(1.0 1.00.80.5)/40.825
W=+++=
平均带权周转时间(1.0 2.0 4.0 5.0)/4 3.0。

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