《操作系统教程》 孙仲秀 第4版习题及解答.doc

《操作系统教程》习题及解答
习题一（操作系统概论）
二．应用题
有一台计算机，具有1MB内存，操作系统占用200KB，每个进程各占用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,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-.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-=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-=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:(1)两道程序运行期间,CPU存在空闲等待,时间为100至150ms之间
(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.

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.

ABC
=30ms=60ms=20ms
=40ms=30ms=40ms
=10ms=10ms=20ms
试画出按多道运行的时间关系图(忽略调度执行时间).完成三道程序共华多少时间?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花时1ms,试画出各程序状态转换的时间关系图.
答:(图略)
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,单道完成时间需要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,单道完成时间需要260ms,节省80ms
2)(略)
7.
单道时CPU的利用率为：（190－80）/190＝57.9％
多道时CPU的利用率为：（140－30）/140=78.6%
11.
应时钟中断频率为60HZ，所以时钟频率为：1/60＝50/3ms.在每个时钟周期CPU花2ms执行中断任务。所以CPU用于时钟中断处理的时间比率为：2/(50/3)=12%
习题二（处理器管理）
二．应用题
下列指令中哪些只能在核心态运行？
读时钟日期；（2）访管指令；（3）设时钟日期；（4）加载特殊寄存器；（6）改变存储器映象图；（7）启动I/O指令。
答:(3),(4),(5),(6),(7).

8．对某系统进行监测后表明平均每个进程在I/O阻塞之前的运行时间为T。一次进程切换的系统开销时间为S。若采用时间片长度为Q的时间片轮转法，对下列各种情况算出CPU利用率。
1）Q=无穷大2）Q>T3)S<Q<T4)Q=S5)Q接近于0
答:
1)Q=无穷大CPU利用率=T/(T+S)
2）Q>TCPU利用率=T/(T+S)
3)S<Q<TCPU利用率=Q/(Q+S)
4)Q=SCPU利用率=Q/(Q+S)]
5)Q接近于0CPU利用率—>0
9.按照最短作业优先的算法可以使平均相应时间最短。X的取值不定，按照以下情况讨论：
x<=3次序为x,3,5,6,9
3<x<=5次序为3,x,5,6,9
5<x<=6次序为3,5,x,6,9
6<x<=9次序为3,5,6,x,9
9<x次序为3,5,6,9,x

11．有5个批处理作业A到E均已到达计算中心，其运行时间分别为10，6，2，4和8分钟；各自的优先级分别规定为3，5，2，1和4，这里5为最高级。若不考虑系统切换开销，计算出平均作业周转时间。（1）按FCFS（按A，B，C，D，E）；（2）优先级调度算法，（3）时间片轮转法。
答:
FCFS调度算法

执行次序执行时间等待时间周转时间带权周转时间A
B
C
D
E10
6
2
4
80
10
16
18
2210
16
18
22
301
2.66
9
5.5
3.753
5
2
1
4作业平均周转时间
作业平均带权周转时间T=(10+16+18+22+30)/5=19.2
W=(1+2.66+9+5.5+3.75)/5=4.38优先级调度算法
执行次序执行时间等待时间周转时间带权周转时间A
B
C
D
E6
8
10
2
40
6
14
24
266
14
24
26
301
1.75
2.4
13
7.5作业平均周转时间
作业