操作系统第一章作业讲解

第一章 习题

1、有3个作业A 、B 、C ， A 是计算作业、 B 是检索磁带上数据的作业， C 是打印作业。3个作业单道运行时间分别为5分钟、15分钟和10分钟。假设可在15分钟内并行完成这3个作业。则各资源的利用率分别为多少？

单道CPU 利用率：5 /（5+15+10）= 5 / 30 = 1 / 6

磁带利用率：15 /（5+15+10）= 15 / 30 = 1 / 2 打印利用率：10 /（5+15+10）= 10 / 30 = 1 / 3 多道CPU 利用率：5 / 15 = 1 / 3 磁带利用率：15 / 15 = 1 打印利用率：10 / 15 = 2 / 3

2、在有一台CPU 和两台输入/输出设备磁盘和磁带的多道程序系统中，同时投入运行2个程序A 和B 。这2个程序对CPU 和磁盘和磁带的使用顺序和使用时间为： 程序A ：磁带（30S ）、CPU （10S ）、磁盘（30S ）、CPU （10S ）、磁带（20S ） 程序B ：磁盘（20S ）、CPU （30S ）、磁带（40S ）

假定：CPU 、磁盘和磁带都能并行工作，试问：在单道和多道两种方式下， 1）程序A 和B 从投入运行到运行完成所用的时间分别是多少？ 2）CPU 、磁盘和磁带的利用率是多少？

答：在单道情况下，从投入到运行完成所用的时间A 为：100S ；B 为100S+90S=190S

在两道情况下，从投入到运行完成所用的时间A 为：120S ；B 为90S （非抢占式） 在两道情况下，从投入到运行完成所用的时间A 为：100S

；B 为120S （抢占式）

单道运行的时间关系图

计算

磁带

多道、非抢占式运行的时间关系图

磁盘计算

磁带A

B

30607080

120

50100

2040

多道、非抢占式运行的时间关系图

CPU

磁带

磁盘

单道

26%（5 / 19） 47%（9 / 19） 26%（5 / 19） 两道（抢占/非抢占）

42%（5 / 12）

75%（9 / 12）

42%（5 / 12）

3、有三个程序A 、B 、C ，它们使用同一个设备进行I/O 操作，并按A 、B 、C 的优先次序执行。这三个程序的计算机和I/O 操作时间如下表所示。假设调度时间可忽略不计，请分别画出单道程序环境和多道程序环境下（假设内存中可同时装入这三道程序），它们运行的时间关系图，并比较它们的总运行时间。 程序 操作

A

B C 计算 30 60 20 I/O 40 30 40 计算

10

10

20

单道运行的时间关系图

多道、非抢占式运行的时间关系图

4、实现分时系统的关键问题是什么？应如何解决？（课本上第7题）

答：实现分时系统的关键问题，是使用户能与自己的作业交互作用，即用户在自己的终端上键入一条命令

以请求系统服务后，系统能及时地接收并处理该命令，并在用户能够接受的时延内将结果返回给用户。 及时地接收命令和返回输出结果只要在系统中配置一个多路卡，并为每个终端配置一个缓冲区用来暂存用户键入的命令和输出的结果便可以了。要确保在一个较短的时间内，系统中所有用户程序都能执行一次，从而使用户键入的命令能够得到及时处理。一方面，用户作业提交后应立即进入内存；另一方面，系

统应设置一个被称为时间片的很短的时间，并规定每个程序每次只能运行一个时间片，如果时间片用完，则不管它是否运行完毕，都必须将CPU让给下一个作业。通过作业分时共享CPU，可使所有的作业得到及时处理，使用户的请求得到及时的响应。

5、OS有哪几大特征？其最基本的特征是什么？（课本上第13题）

答：OS的四大特征是：并发性、共享性、虚拟性和异步性。其中最重要的是并发性，其他三个特征都是以并发为前提的。

6、是什么原因使操作系统具有异步性特征？（课本上第18题）

答：在多道程序环境下，允许多个进程并发执行，但由于竞争资源等因素的限制，使进程的执行不是“一气呵成，而是以“走走停停”的方式运行，所以内存中的每个进程何时获得处理机运行；进程何时因提出某种资源请求而暂停；进行以怎样的速度向前推进；每道程序总共需要多少时间完成，等等。这些因素都会造成进程是以人们不可预知的速度向前推进。也就是操作系统的异步性。