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操作系统部分习题参考答案

第一章

2.一个计算机系统，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：

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)。

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)从作业的投入到完成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)：

70ms，80ms至90ms。所以CPU利用率为(90-20)/80=77.78%。

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。

CPU空闲时间段为：60ms至

(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%。

第二章

7．假定执行作业Job1——Job5，作业号即为其到达顺序，依次在时刻0按照序号1、2、3、4、

5进入单处理器系统。

作业号

执行时间/ms

优先权

Job1

10

3

Job2

1

1

Job3

2

3

Job4

1

4

Job5

5

2

分别采用先来先服务调度算法、时间片轮转算法（时间片为1ms）、短作业优先算法及非抢占式优先权调度算法，计算出各作业的执行次序（注意：优先权越高，其数值越小）

计算每种情况下作业的平均周转时间和平均带权周转时间。

作业平均周转时间13.4作业平均带权周转时间

作业平均周转时间

13.4

作业平均带权周转时间

7.26

执行次序

执行时间

等待时间

开始时间

完成时间

周转时间

带权周转时间

Job1

10

0

0

10

10

1

Job2

1

10

10

11

11

11

Job3

2

11

11

13

13

6.5

Job4

1

13

13

14

14

14

Job5

5

14

14

19

19

3.8

作业平均周转时间9.2

作业平均周转时间

9.2

作业平均带权周转时间

2.84

执行次序

执行时间

完成时间

周转时间

带权周转时间

Job1

10

19

19

1.9

Job2

1

2

2

2

Job3

2

7

7

3.5

Job4

1

4

4

4

Job5

5

14

14

2.8

作业平均周转时间7

作业平均周转时间

7

作业平均带权周转时间

1.74

执行次序

执行时间

等待时间

开始时间

完成时间

周转时间

带权周转时间

Job2

1

0

0

1

1

1

Job4

1

1

1

2

2

2

Job3

2

2

2

4

4

2

Job5

5

4

4

9

9

1.8

Job1

10

9

9

19

19

1.9

作业平均周转时间12

作业平均周转时间

12

作业平均带权周转时间

6.36

执行次序

优先数

执行时间

等待时间

周转时间

带权周转时间

Job2

1

1

0

1

1

Job5

2

5

1

6

1.2

Job1

3

10

6

16

1.6

Job3

3

2

16

18

9

Job4

4

1

18

19

19

11.5个批处理作业A到E均已到达计算中心，其运行时间分别2、4、6、8和10分钟；各自的优先级分别被规定为1、2、3、4和5，这里5为最高级。对于1）时间片轮转算法、2）优先数法、3）短作业优先算法、4）先来先服务调度算法(按到达次序C、D、B、E、A)，在忽略进程切换时间的前提下，计算出平均