操作系统练习题答案

操作系统练习题答案

《操作系统教程》（第三版）CH1应用题参考答案

CH1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%：

87%÷59%=147%147%-100%=47%

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50m、打印100m、再计算50m、打印100m，结束。程序B的运行轨迹为：计算50m、输入80m、再计算100m，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：A计算B计算A计算B计算处理器

B输入输入机

A打印A打印打印机

计算打印计算打印程序A

计算输入计算程序B

时间(m)

050100150180200250300

(1)两道程序运行期间，CPU存在空闲等待，时间为100至150m之间(见图中有色部分)。

(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180m至200m间(见图中有色部

分)。

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。

AC11＝30m

∣I12＝40m

∣C13＝10m

BC21=60m

∣I22=30m∣C23=10m

CC31=20m

∣I32=40m∣C33=20m

《操作系统教程》（第三版）CH1应用题参考答案

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1m，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0378101213141719单位10m

I/OI12I22I32CPUC11C21C13C21C31C23C33

抢占式共用去190m，单道完成需要260m，节省70m。忽略调度执行时间，多道运行方式（非抢占式）：

时间0379101213141618单位10m

I/OI12I22I32CPUC11C21C13C31C23C33

非抢占式共用去180m，单道完成需要260m，节省80m。2）调度执行时间1m，多道运行方式（抢占式）：

时间0303132717273748485105107127136137147177178198单位1m

I/OI12I22I32CPUC11C21C13C21C31C23C33OS

调度执行时间1m，多道运行方式（非抢占式）：

I/OI12I22I32

CPUC11C21C21C13C31C31C23C33OS

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(30m)、CPU(10m)、I1(30m)、CPU(10m)、I2(20m)Job2：

I1(20m)、CPU(20m)、I2(40m)

Job3：CPU(30m)、I1(20m)、CPU(10m)、I1(10m)

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)：2

《操作系统教程》（第三版）CH1应用题参考答案

CPUJob3Job2Job1Job2Job3Job1Job3I1Job2Job1Job3Job3Job1Job2Job 1I2Job1I2CPUI1CPUI2Job2I1CPUCPUI2Job3CPUCPUI1CPUI1时间

(m)0102030405060708090100110(1)Job1从投入到运行完成需110m，Job2从投入到运行完成需90m，Job3从投入到运行完成需

110m。

(2)CPU空闲时间段为：60m至70m，80m至90m，100m至110m。所以CPU利用率为

(110-30)/110=72.7%。

(3)设备I1空闲时间段为：20m至40m，90m至100m，故I1的利用率为(110-30)/110=72.7%。设

备I2空闲时间段为：30m至50m，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(30m)、CPU(10m)、I1(30m)、CPU(10m)Job2：I1(20m)、

CPU(20m)、I2(40m)Job3：CPU(30m)、I1(20m)

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。

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)：CPUI1I2Job1Job2Job3时间

(m)Job3Job2Job1I2I1CPUJob2Job1Job2Job3Job1Job3Job1Job2CPUCPUI1CP

UI2CPUCPUI10102030405060708090Job1从投入到运行完成需80m，Job2

从投入到运行完成需90m，Job3从投入到运行完成需90m。(1)CPU空闲时

间段为：60m至70m，80m至90m。所以CPU利用率为(90-20)/90=77.78%。

(2)设备I1空闲时间段为：20m至40m，故I1的利用率为(90-

20)/90=77.78%。设备I2空闲时间段

为：30m至50m，故I2的利用率为(90-20)/90=77.78%。

6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)