《操作系统教程》（第三版）CH1应用题参考答案CH1应用题参考答案有一台计算机，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%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：处理器输入机打印机程序A程序BA计算B计算计算计算时间(ms)050100150180200250300打印计算打印输入计算A打印A打印B输入A计算B计算一两道程序运行期间，CPU存在空闲等待，时间为100至150ms之间(见图中有色部分)。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)。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。ABCC11＝30msC21=60msC31=20ms∣∣∣I12＝40msI22=30msI32=40ms∣∣∣C13＝10msC23=10msC33=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：忽略调度执行时间，多道运行方式（抢占式）：时间0378101213141719单位10msI/OI12I22I32CPUC11C21C13C21C31C23C33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0379101213141618单位10msI/OI12I22I32CPUC11C21C13C31C23C33非抢占式共用去180ms，单道完成需要260ms，节省80ms。调度执行时间1ms，多道运行方式（抢占式）：时间0303132717273748485105107127136137147177178198单位1msI/OI12I22I32CPUC11C21C13C21C31C23C33OS调度执行时间1ms，多道运行方式（非抢占式）：时间03031327172939495105106124125127129139168169189单位1msI/OI12I22I32CPUC11C21C21C13C31C31C23C33OS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Job1、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)：CPUI1I2Job1Job2Job3时间(ms)CPUCPU0102030405060708090100110CPUI1I1I1CPUCPUI2I2CPUI1CPUI2Job1Job2Job3Job2Job1Job2Job3