《操作系统教程》（第三版）CH1应用题参考答案

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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 2 1 1 0 1 1 5 2 5 1 6 1.2 1 3 10 6 16 1.6 3 3 2 16 18 9 4 4 1 18 19 19 作业平均周转时间 T=(1+6+16+18+19)/5=12 作业平均带权周转时间 W=(1+1.2+1.6+9+19)/5=6.36 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的时向片轮转法，对下列各种情况算出CPU利用率。

1）Q＝∞ 2）Q＞T 3）S＜Q＜T 4＝Q＝S 5＝Q接近于0 答：

1）Q=∞ CPU利用率=T/（T+S） 2）Q>T CPU利用率=T/（T+S） 3）T>Q>S CPU利用率=Q/（Q+S） 4) Q=S CPU利用率=50% 5) Q→0 CPU利用率→0

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有5个待运行的作业，各自预计运行时间分别是：9、6、3、5和x，采用哪种运行次序使得平均响应时间最短？

答：按照最短作业优先的算法可以使平均响应时间最短。X取值不定，按照以下情况讨论：

1） x≤3 次序为：x，3，5，6，9 2） 3

10 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，计算出平均作业周转时间。（对1）每个作业获得相同的2分钟长的时间片；对2）到4）采用单道运行，直到结束。） 答：

(1)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 C 6 0 6 1 D 8 6 9 14 1.75 B 4 14 18 4.5 E 10 18 28 2.8 A 2 28 30 15 《操作系统教程》（第三版）CH1应用题参考答案

(2)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 E 10 0 10 1 D 8 10 18 2.25

C 6 18 24 4

B 4 24 28 7 A 2 28 30 15

作业平均周转时间 T=(10+18+24+28+30)/5=22

作业平均带权周转时间 W=(1+2.25+4+7+15)/5=5.85

(3)时间片轮转法 按次序A B C D E B C D EC D E D E E轮转执行。

作业 执行时间 等待时间 周转时间 带权周转时间

A 2 0 2 1 B 4 8 12 3 C 6 14 20 3.33

D 8 18 26 3.25

E 10 20 30 3 作业平均周转时间 T=(2+12+20+26+30)/5=18 作业平均带权周转时间 W=(1+3+3.33+3.25+3)/5=2.71

(4)SJF调度算法

作业 执行时间 等待时间 周转时间 带权周转时间

A 2 0 2 1 B 4 2 6 1.5 C 6 6 12 2

D 8 12 20 2.5

E 10 20 30 3 作业平均周转时间 T=(2+6+12+20+30)/5=14 作业平均带权周转时间 W=(1+1.5+2+2.5+3)/5=2

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《操作系统教程》（第三版）CH1应用题参考答案

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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10、6、2、4和8

分钟；各自的优先级分别被规定为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）FCFS(按A、B、C、D、E)；(2)优先级调度算法，(3)时间片轮转法(每个作业获得相同的2分钟长的时间片)。

答：

(1)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 10 0 10 1 B 6 10 16 2.66 C 2 16 18 9 D 4 18 22 5.5 E 8 22 30 3.75 作业平均周转时间 T=(10+16+18+22+30)/5=19.2 作业平均带权周转时间 W=(1+2.66+9+5.5+3.75)/5=4.38

(2)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

B 6 0 6 1 E 8 6 14 1.75 A 10 14 24 2.4

C 2 24 26 13

D 4 26 30 7.5 作业平均周转时间 T=(6+14+24+26+30)/5=20 作业平均带权周转时间 W=(1+1.75+2.4+13+7.5)/5=5.13

(3)时间片轮转法

按次序A B C D E A B D E A B E A E A轮转执行。

作业 执行时间 等待时间 周转时间 带权周转时间

A 10 20 30 3 B 6 16 22 3.66 C 2 4 6 3

D 4 12 16 4

E 8 20 28 3.5 作业平均周转时间 T=(30+22+6+16+28)/5=20.4 作业平均带权周转时间 W=(3+3.66+3+4+3.5)/5=3.43

12 (1)假定一个处理器正在执行两道作业，一道以计算为主，另一道以输入输出为主，

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《操作系统教程》（第三版）CH1应用题参考答案

你将怎样赋予它们占有处理器的优先级?为什么?

(2)假定一个处理器正在执行三道作业，一道以计算为主，第二道以输入输出为主，第三道为计算与输入输出均匀。应该如何赋予它们占有处理器的优先级使得系统效率较高？

答：处理器调度算法会考虑以下因素：作业响应时间要求；让CPU尽量和外围设备并行工作；限制一个计算进程长时间霸占处理器。因而，(1)I/O为主作业优先级高。(2) 输入输出为主作业优先级最高，输入输出均匀的作业其次，而计算为主作业的优先级最低。 13

请你设计一种先进的计算机体系结构，它使用硬件而不是中断来完成进程切换，则CPU需要哪些信息? 请描述用硬件完成进程切换的工作过程。

答：该计算机有一个专用硬件寄存器，它始终存放指向当前运行进程的PCB的指针。当系统中发生了一个事件，如I/O结束事件，CPU便可把运行进程的上下文保存到专用硬件寄存器指针指向的PCB中保护起来，然后，CPU转向中断向量表，找到设备中断处理程序入口，让专用硬件寄存器指针指向(设备)中断服务例程，于是，便可启动中断服务例程工作。 14

单道批处理系统中，下列三个作业采用先来先服务调度算法和最高响应比优先算法进行调度，哪一种算法性能较好？请完成下表： 作业 1 2 3 提交时间 运行时间 开始 时间 完成 时间 周转 时间 带权周 转时间 10∶00 2∶00 10∶10 1∶00 10∶25 0∶25 平均作业周转时间＝ 平均作业带权周转时间W=

答： FIFO 作业 1 2 3 提交时间 10∶00 10∶10 10∶25 运行时间 2∶00 1∶00 0∶25 开始 时间 10:00 12:00 13:00 完成 时间 12:00 13:00 13:25 周转 时间 2 2:50 3 带权周 转时间 120/120 145/60 180/25 12