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操作系统教程 （第 5 版） ch1 应用题参考答案1 第 1 章应用题参考答案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 的利用率提高了多少？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%，即：87%59%=147% 147%-100%=47% 2.在某个计算机系统，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 (见图中兰色部分 )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0ms至 50ms，180ms至 200ms间(见图中红色部分 )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 计算精品 p d f 资料 欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - 学习资料 精品 - - - - - - -第 1 页，共 8 页 - - - - - - - - - -操作系统教程 （第 5 版） ch1 应用题参考答案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 操作时间由表给出。

A B C C1130ms C21=60ms C31=20ms I1240ms I22=30ms I32=40ms C1310ms 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 80ms2）调度执行时间1ms，多道运行方式（抢占式）：时间0 303132 717273 8384 105107 127 136 138 148 178 199 单位 1ms I/O I12 I22 I32 CPU C11 C21 C13 C21 C31 C23 C33 OS （3）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 精品 p d f 资料 欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - 学习资料 精品 - - - - - - -第 2 页，共 8 页 - - - - - - - - - -操作系统教程 （第 5 版） ch1 应用题参考答案3 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)：(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110ms2) 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%5.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) Job2：I1(20ms)、CPU(20ms)、I2(40ms)Job3：CPU(30ms)、I1(20ms) 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试求：(1)每个作业从投入到完成分别所需的时间2) 每个作业投入到完成CPU 的利用率3)I/O 设备利用率CPU I1I2Job1Job2Job3时间(ms)CPU CPU 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 CPU I1 I1 I1 CPU CPU I2 I2 CPU I1 CPU I2 Job1 Job2 Job3 Job2 Job1 Job2 Job3 Job1 Job3 Job2 Job1 Job1 Job3 Job3 精品 p d f 资料 欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - 学习资料 精品 - - - - - - -第 3 页，共 8 页 - - - - - - - - - -操作系统教程 （第 5 版） ch1 应用题参考答案4 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80ms，Job2 从投入到运行完成需90ms，Job3 从投入到运行完成需 90ms。

2) CPU 空 闲 时 间段 为 ： 60ms 至70ms， 80ms 至90ms所 以CPU 利 用率 为(90-20)/90=77.78%3) 设备 I1 空闲时间段为： 20ms至 40ms，故 I1 的利用率为 (90-20)/90=77.78%设备 I2空闲时间段为： 30ms 至 50ms，故 I2 的利用率为 (90-20)/90=77.78%6. 同第 5 题的条件，每个作业的处理顺序和使用设备的时间如下：Job1：I2(20ms)、CPU(10ms)、I1(30ms)、CPU(10ms) Job2：I1(20ms)、CPU(20ms)、I2(40ms)Job3：CPU(30ms)、I1(20ms) 试求： (1)每个作业从投入到完成分别所需的时间2)每个作业投入到完成CPU 的利用率3)I/O 设备利用率答：CPU I1I2Job1Job2Job3时间(ms)CPU CPU 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 I1 I1 CPU CPU I2 I2 CPU I1 CPU Job1 Job2 Job3 Job2 Job1 Job2 Job3 Job1 Job2 Job1 Job3 CPU I1I2Job1Job2Job3时间(ms)CPU CPU 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 I1 I1 CPU I2 I2 CPU I1 CPU Job1 Job2 Job3 Job2 Job1 Job2 Job3 Job1 Job2 Job1 Job3 精品 p d f 资料 欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - 学习资料 精品 - - - - - - -第 4 页，共 8 页 - - - - - - - - - -操作系统教程 （第 5 版） ch1 应用题参考答案5 (1) Job1 从投入到运行完成需70ms，Job2 从投入到运行完成需90ms，Job3 从投入到运行完成需 80ms。

2) CPU 空 闲 时 间段 为 ： 60ms 至70ms， 80ms 至90ms所 以CPU 利 用率 为(90-20)/90=77.78%3) 设 备I1 空 闲 时间 段 为 ： 20ms 至30ms， 80ms 至90ms 故I1 的 利 用 率 为(90-20)/90=77.78% 设备I2 空闲时间段为：20ms 至 50ms，故I2 的利用率为(90-30)/90=66.67%7.若内存中有3道程序 A、B、C，它们按 A、B、C 优先次序运行各程序的计算轨迹为：A：计算 (20)、I/O(30) 、计算 (10)B：计算 (40)、I/O(20) 、计算 (10) C：计算 (10)、I/O(30) 、计算 (20) 如果三道程序都使用相同设备进行I/O(即程序用串行方式使用设备，调度开销忽略不计)试分别画出单道和多道运行的时间关系图两种情况下，CPU 的平均利用率各为多少 ? 答：分别画出单道和多道运行的时间图(1) 单道运行时间关系图单道总运行时间为190msCPU 利用率为 (190-80)/190=57.9% (2) 多道运行时间关系图多道总运行时间为140ms。

CPU 利用率为 (140-30)/140=78.6% 0 20 40 50 60 80 100 120 140 160 180 190 I/O CPU 时间(ms) A A A B B B C C C I/O CPU 时间(ms) A A A B C 0 20 40 50 60 80 100 120 140 B B C C B 精品 p d f 资料 欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - 学习资料 精品 - - - - - - -第 5 页，共 8 页 - - - - - - - - - -操作系统教程 （第 5 版） ch1 应用题参考答案6 8. 若内存中有3 道程序 A、B、C，优先级从高到低为A、B 和 C，它们单独运行时的CPU 和 I/O 占用时间由表给出：程序运行情况 (单位 ms) 程序 A 60 I/O220 CPU 30 I/O110 CPU 40 I/O120 CPU 2。