第三章处理机调度及答案

进程管理
该调度算法下：平均周转时间
带权平均周转时间
进程管理
短作业优先算法的运行情况见表:
进程管理
该调度算法下：平均周转时间 带权平均周转时间
由以上两种算法下得到的结果来看，短作业优先算 法优于先来先服务算法。
进程管理
3、调度算法
北京大学1995年试题
有一个具有两道作业的批处理系统，作业调度采用短作业 的调度算法，进程调度采用以优先数为基础的抢占式调度 算法，有如下表所示的作业序列（表中所列作业优先数为 进程优先数，数值越小，优先级越高）。 （1）列出所有作业进入内存的时刻及结束时刻。
进程管理
先来先服务：1，2，3，4
平均周转时间： （2+2.8+3.1+3.3)/4=2.8 平均带权周转时间：(1+2.8/1+31/5+11)/4=5.25 最短作业优先： 1，4，3，2 平均周转时间（2+1.8+2.4+3.6)/4=2.45 平均带权周转时间（2+9/5+12/5+18/5)/4=3.85 最高响应比算法：1，4，3，2 R=1+W/T 请同学们采用最高相应比算法计算周转时间和调度顺序 t1=2 执行1 t2=1 w2=12-10.2=1.8 r2=1+1.8/1=2.8 t3=0.5 w3=12-10.4=1.6 r3=1+1.6/0.5=4.2 t4=0.3 w4=12-10.5=1.5 r4=1+1.5/0.3=6 执行4 w2=1.8+0.3=2.1 r2=1+2.1/1=2.1 w3=1.6+0.3=1.9 r3=1+1.9/0.5=4.8 执行3，2 平均周转时间同最短作业优先法。
进程管理
设有P1、P2、P3、P4共4个进程同时依次进入就绪队列中 ，它们需要的处理器时间和优先级别如下所示：
进程 使用处理器时间（秒） 优先数
P1
P2 P3 P4
20
30 10 5
3
5 2 4
忽略调度所花费的时间，请回答下列问题： (1)写出分别采用“先来先服务”和“非抢占式的优先 数”调度算法选中的进程执行的次序。 (2)在上述两种算法下，分别算出每个进程在就绪队列 的等待时间和平均等待时间。
（3） 三个作业全部完成时外设IO1的利用率是：
进程管理
假设有4道作业，它们的提交时刻及执行时间由下表给出：
作业号
1 2 3 4
提交时刻
10.00 10.20 10.40 10.50
执行时间
2 1 0.5 0.3
计算在单道程序环境下，采用先来先服务调度算法和最短作 业优先调度算法时的平均周转时间和平均带权周转时间，并 指出它们的调度顺序。
进程管理
先来先服务调度算法： 8.00作业1到达，开始运行；8.30作业1运行0.30小 时；作业2到达，等待调入系统；9.00作业1运行 1.00小时，运行结束；作业2较作业3先到达，开始 运行；作业3到达；9.30作业2运行0.30小时，继续 运行；作业3等待调入系统；作业4到达，等待调入 系统；12.00作业2运行3小时，运行结束；作业3先 到达，开始运行；作业4等待调入系统；12.10作业 3运行0.10小时，运行结束；作业4开始运行； 12.60作业4运行0.50小时，运行结束。
7．7 8．10 8．80
1．5
0．7 0．70 2．3
平均周转时间：（1.5+2.3+O.7+0.7）/4=1.3
进程管理
请同学们计算平均周转时间
平均周转时间=280/4=70分钟
B
C D
10：50
20
6
进程管理
4、调度算法
某多道程序设计系统配有一台处理器和两台外设IO1、IO2， 现有3个优先级由高到低的作业J1、J2和J3都已装入了 主存，它们使用资源的先后顺序和占用时间分别是： (南京大学1999年试题) J1: IO2(30ms), CPU(10ms), IO1(30ms), CPU(10ms). J2: IO1(20ms), CPU(20ms), IO2(40ms). J3: CPU(30ms), IO1(20ms). 处理器调度采用可抢占的优先数算法，忽略其他辅助操作 时间，回答下列问题： （1）分别计算作业J1、J2和J3从开始到完成所用的时间。 （2）3个作业全部完成时CPU的利用率。 （3）3个作业全部完成时外设I01的利用率。
进程管理
【分析】 如前说述，本题在多道系统中的三个进程不仅要竞 争使用处理机，而且还要竞争使用外设，这使得进 程之间的关系更加复杂。另一方面，本题为了突出 进程对CPU和外设的使用，弱化了作业调度的处理， 因此题目中已假设这三个进程都已经装入主存，从 这一点看，又降低了本题的难度。分析过程如图 4.2所示（图中水平箭头表示实际执行过程，水平 虚线表示等待过程）。进程运行示意图：
进程管理
进程管理
【解答】 ①系统资源总数向量为（9, 3, 6） 各进程对资源需求矩阵为： ②采用银行家算法进行计算分析可知：
进程管理
2、调度算法
现有如下作业序列：作业1（提交时间8.00，运行时间 1.00）；作业2（提交时间8.30，运行时间3.00）；作 业3（提交时间9.00，运行时间0.10）；作业4（提交 时间9.30，运行时间0.50）（单位：小时，以十进制 计）。 试用先来先服务和短作业优先调度算法处 理该作业序列，问哪种作业调度算法性能更好（要求给 出计算的数据和必要的步骤）。(华中科技大学2001年 试题)
（2）计算平均周转时间
作业名 A 到达时刻 10：00 10：20 10：30 10：50 估计运行时间 40 30 50 20 优先数 5 3 4 6 进程管理
B
C D
解答： 10：00 A到达，无竞争，开始运行； 10：20 B到达，进入主存，优先数为3，优于A,B开始运行 10：30 C到达，不可进入；
试分别用“先来先服务”和“非抢占式的优先数”调度算 法，求出每个作业的周转时间和平均周转时间。
进程管理
解答： （1）先来先服务调度算法
作业 1 2 3 4 执行次序 进入时间 要求执行时间 开始时间 1 2 3 4 6．00 6．50 7．00 7．40 1．5 0．7 0．2 0．4 6．00 7．50 8．20 8．40 完成时间 7．5 8．2 8．4 8．8 周转时间 1．5 1．7 1．4 1．4
进程管理
用非抢占式的优先数调度算法，每个进程在就绪队列中的等 待时间分别为； P1：30+5=35秒 P2：0秒 P3：20+30+5=55秒 P4：30秒 平均等待时间为：(35+0+55+30)／4=30秒
进程管理
在单处理器环境下，有4道作业，其进入系统的时间和所需 要的执行时间如下所示
作业 1 2 3 4 进入时间（时） 6．00 6．50 7．00 7．40 要求执行时间（小时） 优先数 1．5 0．7 0．2 0．4 1 2 3 4
进程管理
解答： (1)用先来先服务的调度算法时，4个进程的调度次序是P1、 P2、P3、P4。 用非抢占式的优先数调度算法时，4个进程的调度次序是P2 、P4、P1、P3。 (2)用先来先服务调度算法，每个进程在就绪队列中的等待 时间分别为： P1：0秒 P2：0+20=20秒 P3：0+20+30=50秒 P4：0+20+30+10=60秒 平均等待时间为：(0+20+50+60)／4=32.5秒
进程管理
0
20
30
40
ຫໍສະໝຸດ Baidu
50
60
70
80
90
J1: IO2(30ms), CPU(10ms), IO1(30ms), CPU(10ms). J2: IO1(20ms), CPU(20ms), IO2(40ms). J3: CPU(30ms), IO1(20ms).
进程管理
【解答】 （1） 由上图可知：J1从开始到完成的时间是0～ 80msJ2从开始到完成的时间是0～90msJ3从开始到 完成的时间是0～90ms （2） 三个作业全部完成时CPU的利用率是：
处理机调度作业
进程管理
1、银行家算法
某系统有R1、R2和R3共3种资源，在T0时刻P1、P2、P3 和P4这4个进程对资源的占用和需求情况见表2.2，此刻 系统的可用资源向量为（2, 1, 2），问题：(中科院软 件所1999年试题) ①将系统中各种资源总数和此刻各进程对各资源的需求 数目用向量或矩阵表示出来；②如果此时P1和P2均发出 资源请求向量Request(1, 0, 1)，为了保持系统安全 性，应该如何分配资源给这两个进程？说明你所采用策 略的原因；③如果②中两个请求立刻得到满足后，系统 此刻是否处于死锁状态？
平均周转时间：（1.5+1.7+1.4+1.4）/4=1.5
进程管理
（2）非抢占式的优先数调度算法
作业 执行次序 进入时间 要求执行时间 开始时间 完成时间 周转时间
1
2 3 4
1
3 4 2
6．00
7．00 7．40 6．50
1．5
0．2 0．4 0．7
6．00
7．50 7．70 8．10
7．50
10：50 B结束，同时D到达，同C争夺内存，D运行时间短， 被调度进入内存；A的优先数高，开始运行；
11：10 A结束，C进入内存，C的优先数高于D,开始运行； 12：00 C结束, D开始运行； 12：20 D结束。
作业 名 A 到达时刻 10：00 10：20 10：30 估计运行时 间 40 30 50 优先数 5 3 4