操作系统教程(第三版)作者:**秀部份课后习题答案第一章操作系统导论二、应用题1、有一台计算机,具有1MB显存,操作系统占用200KB,每位用户占用200KB。假如用户进程等待I/O的时间为80%,若降低1MB显存,则CPU的借助率提升多少?解:每位进程等待的比率率为p,则n个进程同时等待的机率为p个进程同时等待I/O期间CPU是空闲的,故CPU的借助率是1-p的时间为80%,故CPU的借助率为1-(80%)=59%若再降低1M显存,显存能够容纳9个用户进程了,CPU的借助率为1-(80%)=87%借助率提升为(87%)/(59%)=1477%-100%=47%降低1M显存CPU借助率47%。2、设一计算机系统有输入机一台、打印机两台,现有二道程序同时投入运行,且程序A开始运行,程序B后运行。程序A的运行轨迹为:估算50ms,复印信息100ms,再估算50ms,复印信息100ms束。程序B运行的轨迹为:估算50ms,输入数据80ms,再估算100ms,结束。要求:说明在二道程序运行时,CPU有无空闲等待?若有,在哪段时间内等待?为何会空闲等待?程序A、B运行时有无等待现象?在哪些时侯会发生等待现象?答:(1)工作情况如图。
CPU有空闲等待,它发生在100ms150ms时间段内,此时间段内程序A与程序B都在进行I/O操作。程序A无等待现象,程序B在0msms50ms时间段与180ms200ms时间段内有等待现象。100ms50ms估算100ms复印50ms估算复印50ms80ms估算输入100ms估算50ms等待20ms等待500300ms程序A程序B时间若果将上题的轨迹修改为如下,情况又怎样呢?即一个计算机系统,有一台输入机和一台复印机,现有两道程序投入运行,且程序开始运行LINUX虚机,程序B后开始运行。程序A的轨迹为:估算50ms、输入80ms、再估算100ms,结束;程序B的运行轨迹为:估算50ms、打印100ms、再估算50ms、打印100ms,结束。问题:两道程序运行时,CPU有无空闲等待?若有,在哪段时间等待?程序A、B有无等待CPU的情况?若有,在哪段时间等待?解答:(1)两道程序运行的时间关系图:CPU有空闲等待,它发生在100ms130ms时间段内计算机操作系统课后答案,此时间段内程序工作情况的另一种描述方式如下:程序A程序B输入程序A复印估算程序A程序B复印机输入设备500300ms时间估算估算复印输入估算程序A程序B程序BCPU25050估算程序A程序B复印机输入设备0380ms时间估算估算输入复印估算程序A程序B程序BCPU280输入程序A复印程序B复印复印都在进行I/O操作。
0ms50ms时间段与200ms230ms时间段内有等待现象。3、设三道程序,根据A、B、C优先顺序运行,其内部估算和I/O操作时间由图给出。C11=30msC21=60msC31=20msI12=40msI22=30msI32=40msC13=10msC23=10msC33=20ms试画出按多道运行的时间关系图(忽视调度执行时间)。完成三道程序共花多少时间?比单道程序节约了多少时间?若处理器调度程序每次运行程序的转换时间花1ms,试画出各程序状态转换的时间关系图。解答:完成三道程序占据式耗费时间是190ms,非占据耗费时间是180ms,单道耗费时间是260ms,占领式比单道节约时间为70ms。单道程序运行时间:260msA:30+40+10=80msB:60+30+10=100msC:20+40+20=80ms4、在单CPU和两台I/O(I1和I2)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: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)假如CPU、I1和I2都能并行工作,优先级从高到低为Job1、Job2和Job3,优先级高的作业可以占据优先级低的作业的CPU,而且不占据I1(1)每位作业从投入到完成分别须要多少时间。
(2)从投入到完成CPU的借助率。设备的借助率。答:(1)JOB1,JOB2,JOB3从投入到完成分别所需时间为110,90,110。(2)每位作业从投入到完成CPU的借助率是72.7%。(3)I1的借助率是72.7%,I2的借助率是81.8%。5、在单CPU和两台I/O(I1和I2)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:Job1:I2(30ms)、CPU(10ms)、I1(30ms)、CPU(10ms)Job2:I1(20ms)、CPU(20ms)、I2(40ms)Job3:CPU(30ms)、I1(20ms)假如CPU、I1和I2都能并行工作,优先级从高到低为Job1、Job2和Job3,优先级高的作业可以占据优先级低的作业的CPU,而且不占据I1(1)每位作业从投入到完成分别须要多少时间。(2)从投入到完成CPU的借助率。设备的借助率。答:(1)JOB1,JOB2,JOB3从投入到完成分别所需时间为80,90,90ms。(2)每位作业从投入到完成CPU的借助率是77.8%。(3)I1的借助率是77.8%,I2的借助率是77.8%。6、若显存中存在道程序A、B、C,它们根据的优先顺序运行。
各程序的估算轨迹为:A:估算(20ms)、I/O(30ms)、计算(10ms)B:估算(40ms)、I/O(20ms)、计算(10ms)C:估算(10ms)、I/O(30ms)、计算(20ms)假如三道程序都使用相同的设备进行I/O(即程序用串行形式使用设备,调度开支忽视不计)。试分别画出单道和多道运行的时间关系图。两种情况下,CPU的平均借助率各为多少?答:单道:总运行时间是190ms,CPU的借助率是110/190=61.3%。多道:多道的总运行时间140ms,CPU的借助率是110/140=78.6%。7、若显存中存在道程序A、B、C,它们根据的优先顺序运行。它们单独运行时的CPU占用时间为:程序A:620(ms)I/O2CPUI/O1CPUI/O1CPUI/O1程序B:3040703030(ms)I/O1CPUI/O2CPUI/O2程序C:40603070(ms)CPUI/O1CPUI/O2假如三道程序同时并发执行,调度开支忽视不计,并且优先级高的程序可以中断优先级低的程序,优先级与设备无关。试画出多道运行的时间关系图,并问最早与最迟结束的程序是那个?每道程序执行到结束分别使用了多少时间?估算三个程序全部运算结束时的CPU平均率?答:最早结束的是B,最晚的是C,的运行时间是310ms,CPU的借助率是190/310=61.3%。
8、若两个程序,A程序按次序使用:(CPU)10s,(设备甲)5s,(CPU)10s,(设备乙)10s,(CPU)10s。B程序按次序使用:(设备甲)10s,(CPU)10s,(设备乙)5s,(CPU)5s,(设备乙)10s。在次序环境下先执行A,在执行B,求出总的CPU借助率为多少?答:程序A的执行了40秒linux操作系统版本,其中CPU使用了25程序执行40秒,其中CPU用了15秒,而程序共使用了80秒,CPU花40秒,CPU的借助率是40/80=50%。9、在某计算机系统中,时钟中断处理程序每次执行时间为2ms(包括进程切换开支)。若中断频度为60Hz,试问CPU用于时钟中断处理的时间百分比为多少?答:由于时钟中断频度是60HZ,时钟周期是1000ms/60=50/3(ms)在每一个时钟周期里,CPU花2ms处理执行任务,所以CPU用于时钟中断的时间比列是2/(50/3)=6/50=12%。第二章处理机管理二、应用题1、下列指令中,什么只能在核态度运行?(1)读时钟日期;(2)访管指令;(3)设时钟日期;(4)加载PSW;(5)置特殊寄存器;(6)改变储存器映象图;(7)启动I/O指令。
答:可以在核态度下运行的是:(3)设时钟日期;(4)加载PSW;(5)置特殊寄存器;(6)改变储存器映象图;(7)启动I/O指令。2、假设有一种低级调度算法是让“最近使用处理器较少的进程”运行,试解释这些算繁杂”型作业有利,但并不是永远不受理“处理器繁杂”型作业。答:由于I/O忙碌作业疏于I/O,所以使用CPU较少,根据调度策略算法优先执行。一个进程等待CPU时间够长,是近来最少使用CPU进程,被优先调度。3、并发进程之间有哪些样的互相掣肘关系?下述日常生活中的活动属于哪种阻碍关系?(1)踢橄榄球;(2)吃自助餐;(3)图书馆借阅;(4)电视机生产流水线工序答:并发进程之间的互相掣肘关系有:互斥和同步。属于互斥关系的有:(1)踢橄榄球;(3)图书馆借阅;属于同步关系的有:(2)吃自助餐;(4)电视机生产流水线工序5、若后备作业队列中等待运行的同时有三个作业J1、J2和J3,已知它们各自的运行为a、b、c,且满足abc。试证明采用短作业优先算法调度能获得最小平均周转时间时间。证:采用短作业优先算法调度时计算机操作系统课后答案,三个作业的总周转时间为:T1=a+(a+b)+(a+b+c)=3a+2b+c若不按短作业优先算法调度,不失通常性,设调度顺序为J2、J1J3。
则三个作业的总周转时间为:T2=b+(a+b)+(a+b+c)=3b+2a+c两个总响应时间之差为:T2-T1=b-a0可见,采用短作业优先算法调度能获得最小平均周转时间时间。7、假定执行表中作业队列,作业号为抵达次序,依次在时刻0按顺序1、2、3、4、5步入单处理器系统。(1)分别用先来先服务调度算法、时间片轮转调度算法、短作业优先调度算法以及非占领优先权调度算法算出各作业的执行先后顺序(注意优先权高