【LittleXi】第四章 Process Intro exercise

【LittleXi】第四章 Process Intro exercise

第四章

实验准备

• 下载实验所需代码

wget http://pages.cs.wisc.edu/~remzi/OSTEP/Homework/HW-CPU-Intro.tgz

• 解压

tar -zxvf HW-CPU-Intro.tgz

• 注意一定要用python2

sudo apt-get update && sudo apt-get install python2

问题

1．用以下标志运行程序：./process-run.py -l 5:100,5:100。CPU 利用率（CPU 使用时间 的百分比）应该是多少？为什么你知道这一点？利用 -c 标记查看你的答案是否正确。

答：从运行python2 ./process-run.py -l 5:100,5:100的截图来看，CPU的利用率应该是100%，因为运行的过程种进程1并没有运行

验证答案，确实正确python2 ./process-run.py -l 5:100,5:100 -c

2．现在用这些标志运行：./process-run.py -l 4:100,1:0。这些标志指定了一个包含 4 条指令的进程（都要使用 CPU），并且只是简单地发出 I/O 并等待它完成。完成这两个进程需要 多长时间？利用-c 检查你的答案是否正确。

答：运行 python2 ./process-run.py -l 4:100,1:0，完成进程0消耗的时间是4个CPU时间，第二个进程完成的时间无法确认，因为从打印的结果来看，进程1仅仅输出了io,并不能完全确定消耗的CPU时间

进一步运行python2 ./process-run.py -l 4:100,1:0 -c可以发现，进程0和我们的答案一致，进程2的io占用一次，然后4个CPU时间被阻塞，最后一个CPU时间完成进程

3．现在交换进程的顺序：./process-run.py -l 1:0,4:100。现在发生了什么？交换顺序是否 重要？为什么？同样，用-c 看看你的答案是否正确。

答：运行python2 ./process-run.py -l 1:0,4:100后发现进程0，1交换了运行顺序，交换顺序重要性暂时看不出来

运行python2 ./process-run.py -l 1:0,4:100 -c之后发现交换进程顺序非常重要了，因为在这里可以看到，进程0在阻塞的时间并不会占用CPU的时间，而是把CPU的时间给进程1了，这样大大节省了两个进程完成的总时间

4．现在探索另一些标志。一个重要的标志是-S，它决定了当进程发出 I/O 时系统如何 反应。将标志设置为 SWITCH_ON_END，在进程进行 I/O 操作时，系统将不会切换到另一 个进程，而是等待进程完成。当你运行以下两个进程时，会发生什么情况？一个执行 I/O， 另一个执行 CPU 工作。（-l 1:0,4:100 -c -S SWITCH_ON_END）

答：运行python2 ./process-run.py -l 1:0,4:100 -c -S SWITCH_ON_END，将标志设置为SWITCH_ON_END后，进程0就会一直占用CPU时间，让总的运行时间延长了

5．现在，运行相同的进程，但切换行为设置，在等待 I/O 时切换到另一个进程（-l 1:0,4:100 -c -S SWITCH_ON_IO）。现在会发生什么？利用-c 来确认你的答案是否正确。

答：运行python2 ./process-run.py -l 1:0,4:100 -c -S SWITCH_ON_IO，将标志设置为SWITCH_ON_IO后，进程0阻塞时会释放CPU占用，和默认情况一样

6．另一个重要的行为是 I/O 完成时要做什么。利用-I IO_RUN_LATER，当 I/O 完成时， 发出它的进程不一定马上运行。相反，当时运行的进程一直运行。当你运行这个进程组合 时会发生什么？（./process-run.py -l 3:0,5:100,5:100,5:100 -S SWITCH_ON_IO -I IO_RUN_ LATER -c -p）系统资源是否被有效利用？

答：运行python2 process-run.py -l 3:0,5:100,5:100,5:100 -S SWITCH_ON_IO -I IO_RUN_LATER -c -p，可以发现完成IO后，当CPU非空闲时，该进程不会立刻运行

7．现在运行相同的进程，但使用-I IO_RUN_IMMEDIATE 设置，该设置立即运行发出 I/O 的进程。这种行为有何不同？为什么运行一个刚刚完成 I/O 的进程会是一个好主意？

答：运行python2 process-run.py -l 3:0,5:100,5:100,5:100 -S SWITCH_ON_IO -I IO_RUN_IMMEDIATE -c -p,正如我们set的一样，CPU在完成IO流之后会直接占用CPU时间

8．现在运行一些随机生成的进程，例如, -s 2 -l 3:50,3:50, -s 3 -l 3:50,3:50。 看看你是否能预测追踪记录会如何变化？当你使用-I IO_RUN_IMMEDIATE 与-I IO_RUN_ LATER 时会发生什么？当你使用-S SWITCH_ON_IO 与-S SWITCH_ON_END 时会发生什么？

答：运行随机生成的进程，普遍性而言和预测的差不多，SWITCH_ON_IO和 IO_RUN_IMMEDIATE 开启后，整体CPU占用率会明显增加，且IO率也会明显增加（因为花费的总时间变少了）