î 例題11

　　什么是多道程序?支持多道程序的軟、硬件條件是什么?

　　例題11解答

　　在主存同時(shí)存放多個(gè)程序，使它們同時(shí)處于運(yùn)行狀態(tài)的一種程序設(shè)計(jì)技術(shù)，叫做多道程序設(shè)計(jì)。

　　支持多道程序設(shè)計(jì)的軟、硬件條件是：

　　(1)存儲(chǔ)器管理：為多道程序分配主存，提供地址轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)、主存保護(hù)和主存擴(kuò)充的功能;

　　(2)處理機(jī)管理：使系統(tǒng)能按照某種策略把CPU分配給各個(gè)處理單元;

　　(3)設(shè)備管理：系統(tǒng)能根據(jù)運(yùn)行程序的要求為其分配所需設(shè)備，并控制設(shè)備完成用戶希望的數(shù)據(jù)傳輸;

　　(4)文件管理：為運(yùn)行程序提供所需的各種聯(lián)機(jī)處理和共享的信息等。

　　î 例題12

　　計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，斷點(diǎn)、恢復(fù)點(diǎn)與PC寄存器之間的關(guān)系是什么?特殊的中斷處理程序不一定從恢復(fù)點(diǎn)位置開始執(zhí)行，能舉出一個(gè)簡單的例子簡單說明一下為什么嗎?

　　例題12解答

　　一般情況下，斷點(diǎn)應(yīng)為中斷的那一瞬間PC的內(nèi)容減去前一條指令所占單元長度，即中斷發(fā)出時(shí)正在執(zhí)行的那一條指令地址。中斷時(shí)PC所指的地址(即斷點(diǎn)的邏輯后續(xù)指令)稱為恢復(fù)點(diǎn)。因?yàn)樵瓉肀恢袛嗟挠脩舫绦蛟诖舜沃袛嗵幚磉^程中可能由于某些與其相關(guān)的事件不具備當(dāng)前繼續(xù)運(yùn)行的條件，可能被降低了運(yùn)行的優(yōu)先權(quán)，也可能由于此次中斷的處理使得其他程序獲得了比其更高的優(yōu)先權(quán)。為了權(quán)衡系統(tǒng)內(nèi)各道程序的運(yùn)行機(jī)會(huì)，在此時(shí)有必要進(jìn)行一次調(diào)度選擇。

　　î 例題13

　　某多道程序設(shè)計(jì)系統(tǒng)配有一臺(tái)處理器和兩臺(tái)外設(shè)IO1、IO2，現(xiàn)有三個(gè)優(yōu)先級(jí)由高到低的作業(yè)J1、J2、J3都已裝入了主存，它們使用資源的先后順序和占用時(shí)間分別是：

　　J1：IO2(30ms)，CPU(10ms);IO1(30ms)，CPU(10ms);

　　J2：IO1(20ms)，CPU(20ms);IO2(40ms);

　　J3：CPU(30ms)，IO1(20ms)。

　　處理器調(diào)度采用可搶占的優(yōu)先數(shù)算法，忽略其他輔助操作時(shí)間，回答下列問題。

　　(1)分別計(jì)算作業(yè)J1、J2和J3從開始到完成所用的時(shí)間。

　　(2)三個(gè)作業(yè)全部完成時(shí)CPU的利用率。

　　(3)三個(gè)作業(yè)全部完成時(shí)外設(shè)IO1的利用率。

　　例題13解答

　　為了清楚的描述作業(yè)執(zhí)行情況，我們用圖1-7表示三個(gè)作業(yè)的并行執(zhí)行情況。

　　(1)J1占用IO2傳輸30ms時(shí)，J1傳輸完成，搶占J2的CPU，運(yùn)行10ms，再傳輸30ms，運(yùn)行10ms，完成。由圖1-2可見，J1從開始到完成所用的時(shí)間為：30+10+30+10=80ms。

　　J2與其并行地在IO1上傳輸20ms，搶占J3的CPU，J2運(yùn)行10ms后，被J1搶占CPU，等待10ms之后，J2再次得到CPU，運(yùn)行10ms，J2啟動(dòng)IO2傳輸，40ms完成。由圖1-2可見，J2從開始到完成所用的時(shí)間為：20+10+10+10+40=90ms。

　　J3在CPU上執(zhí)行20ms，被J2搶占CPU，等待30ms，再運(yùn)行10ms，等待10ms，J3啟動(dòng)IO1進(jìn)行20ms的傳輸，完成。J3從開始到完成所用的時(shí)間為：20+30+10+10+20=90ms。

　　(2)三個(gè)作業(yè)全部完成時(shí)，CPU的利用率為：(10+20+30+10)/90=7/9=78%。

　　(3)三個(gè)作業(yè)全部完成時(shí)，外設(shè)IO1的利用率為：(20+30+20)/90=7/9=78%。

　　î 例題14

　　A、B兩個(gè)程序，程序A按順序使用CPU 10s，使用設(shè)備甲5s，使用CPU 5s，使用設(shè)備乙5s，最后使用CPU 10s。程序B按順序使用設(shè)備甲10s，使用CPU 10s，使用設(shè)備乙5s，使用CPU 5s，使用設(shè)備乙10s，試問：

　　(1)在順序環(huán)境下執(zhí)行程序A和程序B，CPU的利用率是多少?

　　(2)在多道程序環(huán)境下，CPU的利用率是多少?

　　例題14解答

　　(1)程序A和程序B順序執(zhí)行時(shí)，程序A執(zhí)行完畢，程序B才開始執(zhí)行。兩個(gè)程序共耗時(shí)75s，其中占用CPU的時(shí)間為40s，因此順序執(zhí)行時(shí)CPU的利用率為40/75=53%。

　　(2)在多道程序環(huán)境下，兩個(gè)程序并發(fā)執(zhí)行，其執(zhí)行情況如表1-1所示。可以看出，兩個(gè)程序共耗時(shí)40s，其中CPU運(yùn)行時(shí)間為40s，故此時(shí)的CPU的利用率為40/40=100%。

　　表1-1 在多道程序環(huán)境下A、B執(zhí)行情況

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