操作系统---第二章进程管理---处理机调度---选择题

1时间片轮转调度算法是为了

时间片轮转的主要目的是，使得多个交互的用户能够得到及时响应，使得用户以为“独占”计算机的使用，因此它并没有偏好，也不会对特殊进程做特殊服务。时间片轮转增加了系统开销，所以不会使得系统高效运转，吞吐量和周转时间均不如批处理。但其较快速的响应时间使得用户能够与计算机进行交互，改善了人机环境，满足用户需求。
时间片轮转相较于I/O中断方式是提高了效率的。

2CPU繁忙型作业和I/O繁忙型作业

所谓CPU繁忙型作业，是指该作业需要大量的CPU时间进行计算，而很少请求I/O操作。
I/O繁忙型的作业是指CPU处理时，需频繁的请求I/O操作。
先来先服务调度算法有利于CPU繁忙，而不利于I/O繁忙，可能这就是简单的就是最好的。

3优先级调度算法

（1）系统进程>用户进程

系统进程作为系统的管理者，理应拥有更高的优先级

（2）交互型进程>非交互型进程（或前台进程>后台进程）

比如我们平常玩手机的时候，在前台和我进行交互的进程应当更快速的响应我

（3）I/O型进程>计算型进程

因为I/O设备的处理速度比CPU慢得多，因此若将I/O型进程的优先级设置得更高，就更有可能让I/O设备尽早开始工作，进而提升系统的整体效率。
这可能就是木桶原理吧，木桶能装的水取决于最短的那块木板，同样，系统的整体效率取决于最低的那一个。

4 周转时间

关于这个知识点，总是记不清，还是举例子好。
我今天上午要完成两个任务，一个是408，另一个是英语，408要花2h，英语要花1h。408先执行，408得周转时间是2，英语的周转时间是2+1=3。
平均周转时间是（2+3）/2=2.5。
这是因为周转时间=作业等待时间+在就绪队列中排队+在处理机上运行时间+进行输入输出操作所花费时间

5 时间片轮转与高响应比优先

（1）

对于高响应比优先算法，作业的等待时间相同时，要求服务时间越短，响应比越高，有利于短作业。
而时间片轮转到时间了就要进行轮换，并不偏好短进程或者长进程。

（2）

时间片轮转与高响应比优先算法都不会发生饥饿现象。

6 为什么先来先服务调度算法对短进程不利？

在先来先服务调度算法中，若一个长作业先到达系统，则会使后面的许多短进程等待很长的时间，因此对短作业不利。

7 分时系统

分时系统是实现人机交互的系统，它有一个特性，即响应时间与时间片和用户数成正比。
UNIX是一个强大的多用户，多任务操作系统，支持多种处理器架构，按照操作系统分类，属于分时操作系统。

8 中断为什么由硬件保护并完成？

这是为了保证系统运行可靠，正确。

9 进程处于临界区

当进程处于临界区时，说明进程正在占用处理机，只要不破坏临界资源的使用规则，就不会影响处理机的调度。

10为什么多级反馈队列调度算法能较好地满足各类用户的需要？

对终端型作业用户而言，由于它们提交的作业大多属于交互型作业，作业通常比较短小，系统只要能使这些作业在第一级队列所规定的时间片内完成，便可使终端型作业用户感到满意；
对于短批处理作业用户而言，它与终端型作业一样的响应时间，对于稍长的作业，通常也只需要在第2级队列和第3级队列中各执行一个时间片即可完成，其周转时间仍然较短；
对于长批处理作业用户而言，它们的长作业将依次在第1，2，………………n级队列中运行，然后按照时间片轮转方式运行，用户不必担心其作业长期得不到处理

11甘特图的画法

（1）

设某计算机系统有一个CPU，一台输入设备，一台打印机。现有两个进程同时进入就绪态，且进程A先得到CPU运行，进程后运行。进程A的运行轨迹为：计算50ms，打印信息100ms，再计算50ms，打印信息100ms，结束。
进程B的运行轨迹为：计算50ms，输入数据80ms，再计算100ms，结束。
这种题不画甘特图别想做出来。

从图中可以看出来，开始运行后，CPU在100-150这里是处于空闲等待状态的，CPU的利用率为5/6。
这种题可以很清楚的看出各个部件的使用情况，但比较难看出进程的等待时间。
有一点很容易错，就是利用率，比如求CPU的利用率，分子为CPU的使用时间，这没有任何问题。要认真记住分母是所有进程从开始到结束的时间，这一点往往会犯错，要非常小心。

（2）

我发现对于这种题目而言，上面那种甘特图很难用，需要用另一种甘特图。

12平均周转时间和平均带权周转时间

假定要在一台处理机上执行下表所示的作业，且假定这些作业在时刻0以1，2，3，4，5的顺序到达。说明分别使用FCFS，RR（时间片为1），SJF及非剥夺式优先级调度算法时，这些作业的执行情况（优先级的高低顺序依次为1到5）。
针对上述每种调度算法，给出平均周转时间和平均带权周转时间。

对于FCFS算法，其总周转时间为 10+（10+1）+（10+ 1+2）+（10+1+2+1）+（10+1+2+1+5）=67
平均周转时间为67/5=13.4
其总带权周转时间为10/10+（10+1）/1+（10+1+2）/2+（10+1+2+1）/1+（10+1+2+1+5）/5=
1+11+6.5+14+3.8=36.3
36.3/5=7.26

对于RR，即时间片轮转算法而言。内部应该是按照FCFS来的。
作业1的周转时间：10+1+2+1+5=19
作业2的周转时间：1+1=2
作业3的周转时间：5+1+1+1=8
作业3的周转时间为：5+1+1=7
作业4的周转时间：1+1+1+1=4
作业5的周转时间：5+3+2+2+2=14
平均周转时间为（19+2+8+4+14）/5=11.4
平均带权周转时间为（19+2+7+4+14）/5=9.2
作业1的带权周转时间为：19/10=1.9
作业2的带权周转时间为：2/1=2
作业3的带权周转时间为：8/2=4
作业3的带权周转时间为：7/2=3.5
作业4的带权周转时间为：4/1=4
作业5的带权周转时间为：14/5=2.8
平均带权周转时间为（1.9+2+4+4+2.8）/5=2.95
平均带权周转时间为（1.9+2+3.5+4+2.8）/5=2.84

对于SLJ算法而言，
作业1的周转时间：1+1+2+5+10=19
作业2的周转时间：1
作业3的周转时间：1+1+2=4
作业4的周转时间：1+1=2
作业5的周转时间：1+1+2+5=9
其平均周转时间为（19+1+4+2+9）/5=7
作业1的带权周转时间为：19/10=1.9
作业2的带权周转时间为：1/1=1
作业3的带权周转时间为：4/2=2
作业4的带权周转时间为：2/1=2
作业5的带权周转时间为：9/5=1.8
平均带权周转时间为（1.9+1+2+2+1.8）/5=1.74

对于非剥夺式优先级调度算法而言，
作业1的周转时间：1+5+10=16
作业2的周转时间：1
作业3的周转时间：17+2=19
作业4的周转时间：16+1=17
作业3的周转时间为：16+2=18
作业4的周转时间为：18+1=19
作业5的周转时间：1+5=6
其平均周转时间为（16+1+19+17+6）/5=11.8
其平均周转时间为：（16+1+18+19+6）/5=12
作业1的带权周转时间为：16/10=1.6
作业2的带权周转时间为：1/1=1
作业3的带权周转时间为：19/2=9.5
作业4的带权周转时间为：17/1=17
作业3的带权周转时间为：18/2=9
作业4的带权周转时间为：19/1=19
作业5的带权周转时间为：6/5=1.2
其平均带权周转时间为（1.6+1+9.5+1.7+1.2）/5=3
其平均带权周转时间为（1.6+1+9+19+1.2）/5=6.36

13有一个具有两道作业的批处理系统，作业调度采用短作业优先调度算法，进程调度采用抢占式优先级调度算法。作业的运行情况见下表，其中作业的优先级即进程的优先数，优先数越小，优先级越高。

我这道题不会写就不会在了没有理解
什么是两道作业的批处理系统，正因为是两道作业，所以调作业进入内存的时候看的是运行时间，内存中的两道作业抢占CPU的时候用的是优先级。

8：00，作业1来到，此时内存和处理机空闲，作业1进入内存并占用处理机；
8：20，作业2到来，内存仍有一个位置空闲，因此将作业2调入内存，又因为作业2的优先数高，相应的进程抢占处理机。
8：30作业3到来，但内存此时已无空闲，因此等待。
8：50，作业2执行完毕，此时作业3，4竞争空出的一道内存空间，作业4的运行时间更短，因此先调入，但它的优先数低于作业1，因此作业1先执行。
9：10，作业1执行完毕，再将作业3调入内存，且由于作业3的优先数高而占用CPU。

14我对于时间片轮转算法的理解还不到位

假设某计算机系统有4个进程，各进程的预计运行时间和到达就绪队列的时刻见下表。试用可抢占式短进程优先调度算法和时间片轮转调度算法进行调度（时间配额为2）.分别计算各个进程的调度次序及平均周转时间。

这里我犯的错误就是想当然的以为进程执行的顺序就是P1,P2,P3,P4但是忽略了在时刻2时，P1的时间片耗尽，然后执行顺序变为P2,P3,P1，在时刻3P4才到达就绪队列，因此进程的执行顺序就是P2,P3,P1,P4。

这是错误的甘特图，正确的甘特图应该是这样子的：

15假设一个计算机系统具有如下性能特征：处理一次中断平均需要500us，一次进程调度平均需要花费1ms，进程的切换平均需要花费2ms。若该计算机系统的定时器每秒发出120次时钟中断，忽略其他I/O中断的影响，请问：

（1）操作系统将百分之几的CPU时间分配给时钟中断处理程序？
120500us=60000us=60ms=0.06s，也就是6%的CPU时间分配给时钟中断处理程序。
（2）若系统采用时间片轮转调度算法，24个时钟中断为一个时间片，操作系统每进行一次时钟的切换，需要花费百分之几的CPU时间？
一次时钟切换，就是一个时间片耗尽了，一个时间片就是0.2s就是200ms，一次进程调度需要花费1ms，一个时间片可以进行200次进程调度，一个进程的切换需要2ms，200个进程的切换需要400ms，所以是40%？
我这里犯错了，原来一个时间片只进行一次进程调度与进程切换的。
3ms/200ms =1.5%
（3）为提高CPU的效率，一般情况下要尽量减少时钟中断的次数，如由每秒120次降低到100次，以延长中断的时间间隔。或将每个时间片的中断数量（时钟数）加大，如由24个中断加大到36个。也可优化中断处理程序，减少中断处理开销，如将每次500us降低到400us。若能这样，则时钟中断和进程切换的总开销占CPU的时间比为（36400us + 1us+2us）/（1/100*36）

16设有4个作业J1，J2，J3，J4，他们的到达时间和计算时间见下表。若这四个作业在一台处理器上按单道方式运行，采用高响应比优先调度算法，试写出各作业的执行顺序，各作业的执行时间及平均周转时间。

我这里犯了一个错误，我以为高响应比优先调度是抢占式的，但题目中既然没有说是抢占式的，那就顺序执行就好。

执行顺序是J1,J3,J2,J4

17高级调度，中级调度，低级调度

高级调度又称作业调度，它是内存与辅存之间的调度，对于每个作业只调入一次只调出一次。
多道批系统中大多配有作业调度，而其他系统中不需要配置作业调度
多级反馈队列调度算法不适合作业调度
中级调度又称内存调度，其目的是提高内存利用率和系统吞吐量，它是将不能运行的进程挂起
作业调度与内存调度的区别似乎是一个调入一个调出
低级调度负责分配处理及，进程频率很高