操作系统A-第三章(进程调度)作业解析

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1、某进程调度程序采用基于优先数(priority)的调度策略，即选择优先数最小的进程运行，进程创建时由用户指定一个 nice 作为静态优先数。为了动态调整优先数，引入运行时间 cpuTime 和等待时间 waitTime，初值均为 0。进程处于执行态时，cpuTime 定时加 1，且 waitTime 置 0；进程处于就绪态时，cpuTime 置 0，waitTime 定时加 1。请回答下列问题。(1)若调度程序只将 nice 的值作为进程的优先数，即 priority=nice，则可能会出现饥饿现象，为什么?(2)使用 nice、cpuTime 和 waitTime 设计一种动态优先数计算方法，以避免产生饥饿现象，并说明 waitTime 的作用。

2、有一个具有两道作业的批处理系统（最多可有两道作业同时装入内存执行），作业调度采用短作业优先调度算法，进程调度采用以优先数抢占式调度算法，今有如下作业序列，作业优先数即为进程优先数，优先数越小优先级越高：​编辑(1) 列出所有作业进入内存时间及结束时间。(2) 计算平均周转时间。

3、有 4 个批处理作业（A，B，C，D）几乎同时到达一个计算中心，估计的运行时间分别为 10，6，2，4 分钟，他们的优先数分别为 1，2，3，4（1 为最低优先数）。对下面的各种调度算法，分别计算作业的平均周期时间。(1)最高优先级优先(2)短作业优先

4、假设某个系统中有以下几个进程，每个进程的执行时间(单位：ms)和优先数如下(优先数越小，其优先级越高)：

如果在 0 时刻，各进程按 P1、P2、P3、P4、P5 的顺序同时到达，忽略进程调度切换等辅助时间，试回答下列问题：当系统分别采用(1)先来先服务调度算法；(2)抢占式优先级调度算法；(3)时间片轮转算法(时间片为1ms)。在使用以上各种算法的情况下，分别求各进程的开始运行时间、完成时间以及平均周转时间。 

 5、某个采用多道程序设计的计算机系统配有输入机和打印机各一台，现有程序 A 和程序 B 并行执行，且程序 A 先开始 50ms。假定程序 A 的执行过程为：计算 50ms，打印 100ms，再计算 50ms，打印 100ms，结束；程序 B 的执行过程为：计算 50ms，输入数据 60ms，再计算 50ms，打印 100ms，结束。当忽略调度和启动外设等所花费的时间时，回答下列问题：(1) 把程序 A 和程序 B 并发执行时各自使用 CPU 与外设的时间用实线画在下图中

​编辑(2) 在程序开始执行直到两道程序都执行结束时，处理器的利用率是多少？(3) 程序 B 从开始执行直到结束实际花费的时间是多少？

6、某系统有 A,B,C 三类资源（数量分别为 17，5，20）和 P1~P5 五个进程，在 T0 时刻系统状态如下表所示：​编辑系统采用银行家算法实施死锁避免策略,请回答下列问题：①T0 时刻是否为安全状态？若是，请给出安全序列。②在 T0 时刻若进程 P2 请求资源（0，3，4），是否能实施资源分配？为什么？③在②的基础上，若进程 P4 请求资源（2，0，1），是否能实施资源分配？为什么？ 

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1、某进程调度程序采用基于优先数(priority)的调度策略，即选择优先数最小的进程运行，进程创建时由用户指定一个 nice 作为静态优先数。为了动态调整优先数，引入运行时间 cpuTime 和等待时间 waitTime，初值均为 0。进程处于执行态时，cpuTime 定时加 1，且 waitTime 置 0；进程处于就绪态时，cpuTime 置 0，waitTime 定时加 1。请回答下列问题。
(1)若调度程序只将 nice 的值作为进程的优先数，即 priority=nice，则可能会出现饥饿现象，为什么?
(2)使用 nice、cpuTime 和 waitTime 设计一种动态优先数计算方法，以避免产生饥饿现象，并说明 waitTime 的作用。

答：(1)由于采用了静态优先数，当就绪队列中总有优先数较小的进程时，优先数较大的进程一直没有机会运行，因而会出现饥饿现象。
(2)优先数的计算公式为：priority=nice+k1*cpuTime- k2*waitTime,其中 k1>0, k2>0。waitTime 可使长时间等待的进程的优先数减少。

2、有一个具有两道作业的批处理系统（最多可有两道作业同时装入内存执行），作业调度采用短作业优先调度算法，进程调度采用以优先数抢占式调度算法，今有如下作业序列，作业优先数即为进程优先数，优先数越小优先级越高：

(1) 列出所有作业进入内存时间及结束时间。
(2) 计算平均周转时间。

3、有 4 个批处理作业（A，B，C，D）几乎同时到达一个计算中心，估计的运行时间分别为 10，6，2，4 分钟，他们的优先数分别为 1，2，3，4（1 为最低优先数）。对下面的各种调度算法，分别计算作业的平均周期时间。
(1)最高优先级优先
(2)短作业优先

4、假设某个系统中有以下几个进程，每个进程的执行时间(单位：ms)和优先数如下(优先数越小，其优先级越高)：

如果在 0 时刻，各进程按 P1、P2、P3、P4、P5 的顺序同时到达，忽略进程调度切换等辅助时间，试回答下列问题：当系统分别采用
(1)先来先服务调度算法；
(2)抢占式优先级调度算法；
(3)时间片轮转算法(时间片为1ms)。
在使用以上各种算法的情况下，分别求各进程的开始运行时间、完成时间以及平均周转时间。 

 5、某个采用多道程序设计的计算机系统配有输入机和打印机各一台，现有程序 A 和程序 B 并行执行，且程序 A 先开始 50ms。假定程序 A 的执行过程为：计算 50ms，打印 100ms，再计算 50ms，打印 100ms，结束；程序 B 的执行过程为：计算 50ms，输入数据 60ms，再计算 50ms，打印 100ms，结束。当忽略调度和启动外设等所花费的时间时，回答下列问题：
(1) 把程序 A 和程序 B 并发执行时各自使用 CPU 与外设的时间用实线画在下图中

(2) 在程序开始执行直到两道程序都执行结束时，处理器的利用率是多少？
(3) 程序 B 从开始执行直到结束实际花费的时间是多少？

6、某系统有 A,B,C 三类资源（数量分别为 17，5，20）和 P1~P5 五个进程，在 T0 时刻系统状态如下表所示：

系统采用银行家算法实施死锁避免策略,请回答下列问题：
①T0 时刻是否为安全状态？若是，请给出安全序列。
②在 T0 时刻若进程 P2 请求资源（0，3，4），是否能实施资源分配？为什么？
③在②的基础上，若进程 P4 请求资源（2，0，1），是否能实施资源分配？为什么？