操作系统作业参考答案2.docx

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操作系统作业参考答案2

应用题参考答案

第二章

1、下列指令中哪些只能在核心态运行?

（1）读时钟日期；

（2）访管指令；（3）设时钟日期；（4）加载PSW；（5）置特殊寄存器；（6）改变存储器映象图；（7）启动I/O指令。

答：

（3），（4），（5），（6），（7）。

2、假设有一种低级调度算法是让“最近使用处理器较少的进程”运行，试解释这种算法对“I/O繁重”型作业有利，但并不是永远不受理“处理器繁重”型作业。

答：

因为I/O繁忙型作业忙于I/O，所以它CPU用得少，按调度策略能优先执行。

同样原因一个进程等待CPU足够久时，由于它是“最近使用处理器较少的进程”，就能被优先调度，故不会饥饿。

6、若有一组作业J1，…，Jn，其执行时间依次为S1，…，Sn。

如果这些作业同时到达系统，并在一台单CPU处理器上按单道方式执行。

试找出一种作业调度算法，使得平均作业周转时间最短。

答：

首先，对n个作业按执行时间从小到大重新进行排序，则对n个作业：

J1’，…，Jn’，它们的运行时间满足：

S1’≤S2’≤…≤S（n-1）’≤Sn’。

那么有：

T=[S1’+（S1’+S2’）+（S1’+S2’+S3’）+…+（S1’+S2’+S3’+…+Sn’）]/n

=[n×S1’+（n-1）×S2’+（n-3）×S3’]+…+Sn’]]/n

=（S1’+S2’+S3’+…+Sn’）-[0×S1’+1×S2’+2×S3’+…+（n-1）Sn’]/n

由于任何调度方式下，S1’+S2’+S3’+…+Sn’为一个确定的数，而当S1’≤S2’≤…≤S（n-1）’≤Sn’时才有：

0×S1’+1×S2’+2×S3’+…+（n-1）Sn’的值最大，也就是说，此时T值最小。

所以，按短作业优先调度算法调度时，使得平均作业周转时间最短。

10、有5个待运行的作业，预计其运行时间分别是：

9、6、3、5和x，采用哪种运行次序可以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

3，x，5，6，9

3）5

3，5，x，6，9

4）6

3，5，6，x，9

5）9

3，5，6，9，x

11、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

（2）优先级调度算法

（3）时间片轮转法

按次序ABCDEBCDECDEDEE轮转执行。

（4）SJF调度算法

20、有一个四道作业的操作系统，若在一段时间内先后到达6个作业，它们的提交和估计运行时间由下表给出：

系统采用剩余SJF调度算法，作业被调度进入系统后中途不会退出，但作业运行时可被剩余时间更短作业抢占。

（1）分别给出6个作业的执行时间序列、即开始执行时间、作业完成时间、作业周转时间。

（2）计算平均作业周转时间。

答：

作业提交需运行开始运行被抢占还完成周转

号时间时间时间需运行时间时间时间

J18:

00608:

004010:

35155

J28:

20358:

20309:

5595

J38:

25208:

258:

4520

J48:

30259:

00259:

2555

J58:

3558:

458:

5015

J68:

40108:

509:

0020

说明:

（1）J2到达时抢占J1；J3到达时抢占J2。

（2）但J4到达时，因不满足SJF，故J4不能被运行，J3继续执行5分钟。

（3）由于是4道的作业系统，故后面作业不能进入主存而在后备队列等待，直到有作业结束。

（4）根据进程调度可抢占原则，J3第一个做完。

而这时J5、J6均己进入后备队列，而J5可进入主存。

（5）因J5最短，故它第二个完成。

这时J6方可进入主存。

因J6最短，故它第三个完成。

（6）然后是:

J4、J2和J1

（7）T=（155+95+20+55+15+20）/6=60

27、某多道程序系统供用户使用的主存为100K，磁带机2台，打印机1台。

采用可变分区主存管理，采用静态方式分配外围设备，忽略用户作业I/O时间。

现有作业序列如下：

作业调度采用FCFS策略，优先分配主存低地址区且不准移动已在主存的作业，在主存中的各作业平分CPU时间。

现求：

（1）作业被调度的先后次序?

（2）全部作业运行结束的时间?

（3）作业平均周转时间为多少?

（4）最大作业周转时间为多少?

答：

（1）作业调度选择的作业次序为：

作业1、作业3、作业4、作业2和作业5。

（2）全部作业运行结束的时间9:

30。

（3）周转时间：

作业1为30分钟、作业2为55分钟、作业3为40分钟、作业4为40分钟和作业5为55分钟。

（4）平均作业周转时间=44分钟。

（5））最大作业周转时间为55分钟。

分析：

本题综合测试了作业调度、进程调度、及对外设的竞争、主存的竞争。

8:

00作业1到达，占有资源并调入主存运行。

8:

20作业2和3同时到达，但作业2因分不到打印机，只能在后备队列等待。

作业3资源满足，可进主存运行，并与作业1平分CPU时间。

8:

30作业1在8:

30结束，释放磁带与打印机。

但作业2仍不能执行，因不能移动而没有30KB的空闲区，继续等待。

作业4在8:

30到达，并进入主存执行，与作业3分享CPU。

8:

35作业5到达，因分不到磁带机/打印机，只能在后备队列等待。

9:

00作业3运行结束，释放磁带机。

此时作业2的主存及打印机均可满足，投入运行。

作业5到达时间晚，只能等待。

9:

10作业4运行结束，作业5因分不到打印机，只能在后备队列继续等待。

9:

15作业2运行结束，作业5投入运行。

9:

30作业全部执行结束。

28、某多道程序设计系统采用可变分区主存管理，供用户使用的主存为200K，磁带机5台。

采用静态方式分配外围设备，且不能移动在主存中的作业，进程调度采用FCFS，忽略用户作业I/O时间。

现有作业序列如下：

现求：

（1）FIFO算法选中作业执行的次序及作业平均周转时间。

（2）SJF算法选中作业执行的次序及作业平均周转时间。

答：

（1）FIFO算法选中作业执行的次序为：

A、B、D、C和E。

作业平均周转时间为63分钟。

（2）SJF算法选中作业执行的次序为：

A、B、D、E和C。

作业平均周转时间为58分钟。

详细说明：

1.先来先服务算法。

说明：

（1）8:

30作业A到达并投入运行。

注意它所占用的资源。

（2）8:

50作业B到达，资源满足进主存就绪队列等CPU。

（3）9:

00作业C到达，主存和磁带机均不够，进后备作业队列等待。

（4）9:

05作业D到达，磁带机不够，进后备作业队列等待。

后备作业队列有C、D。

（5）9:

10作业A运行结束，归还资源磁带，但注意主存不能移动（即不能紧缩）。

作业B投入运行。

作业C仍因主存不够而等在后备队列。

这时作业E也到达了，也由于主存不够进入后备作业队列。

此时作业D因资源满足（主存/磁带均满足），进主存就绪队列等待。

后备作业队列还有C、E。

（6）9:

35作业B运行结束，作业D投入运行。

这时作业C因资源满足而调入主存进就绪队列等CPU。

而作业E因磁带机不够继续在后备作业队列等待。

（7）9:

55作业D运行结束，作业C投入运行。

这时作业E因资源满足而调入主存进就绪队列等CPU。

（8）10:

30作业C运行结束，作业E投入运行。

（9）10:

40作业E运行结束。

2.短作业优先算法。

说明：

（1）8:

30作业A到达并投入运行。

注意它所占用的资源。

（2）8:

50作业B到达，资源满足进主存就绪队列等CPU。

（3）9:

00作业C到达，主存和磁带机均不够，进后备作业队列等待。

（4）9:

05作业D到达，磁带机不够，进后备作业队列等待。

后备作业队列有C、D。

（5）9:

10作业A运行结束，归还资源磁带，但注意主存不能移动（即不能紧缩）。

作业B投入运行。

作业C仍因主存不够而等在后备队列。

这时作业E也到达了，虽然该作业最短，也由于主存不够进入后备作业队列。

此时作业D因资源满足（主存/磁带均满足），进主存就绪队列等待。

后备作业队列还有C、E。

（6）9:

35作业B运行结束，作业D投入运行。

这时作业C和E资源均满足，但按SJF应把作业E调入主存进就绪队列等CPU。

而作业C因磁带机不够继续在后备作业队列等待。

（7）9:

55作业D运行结束，作业C调入主存进就绪队列等CPU。

（8）10:

05作业E运行结束，作业C投入运行。

（9）10:

40作业C运行结束。

因而得到作业选中次序为A、B、D、E、C。