第五章：操作系统的处理器调度课后习题
文章目录
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- 操作系统的处理器调度选择题
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- 1. 作业完成状态的处理
- 2. 进程优先级设置
- 3. 进程调度算法
- 4. 批处理系统中的周转时间
- 5. 作业状态与进程管理
- 6. 进程优先级调整时机
- 7. 作业调度后进程的初始状态
- 8. 短作业优先调度算法
- 9. 处理机调度的叙述
- 操作系统中的作业调度和进程管理
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- 1. 作业调度和周转时间
- 2. 分时与批处理系统的调度优先级
- 简答题解答
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- （1）什么是分层次调度？在分时系统中有作业调度的概念吗？如果没有，为什么？
- （2）作业调度和进程调度的主要功能分别是什么？
- （3）作业调度的性能评价标准有哪些？这些性能评价标准在任何情况下都能反映调度策略的优劣吗？
- （4）为什么说多级反馈队列调度算法能较好地满足各类用户的需要？
- （5）假设就绪队列中有10个进程，系统将时间片设为200ms，CPU进行进程切换要花费10ms，试问系统开销所占的比率约为多少？
- （6）在批处理系统、分时系统和实时系统中一般常采用哪种调度算法？
- （7）若在后备作业队列中等待运行的同时有三个作业1、2、3，已知它们各自的运行时间为a、b、c，且满足关系a
- （8）简述UNIX System V中进程调度算法的特点。
- 应用题解答：进程调度算法分析
- 1. 先来先服务调度算法（FCFS）
- 2. 短进程优先调度算法（SJF）
- 3. 时间片轮转调度算法（RR，时间片为1ms）
- 4. 非剥夺式优先级调度算法
- 5. 剥夺式优先级调度算法
- 题目
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- （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。
- 解答
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- （1）作业进入内存时间及结束时间
- （2）计算平均周转时间
- 结论
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操作系统的处理器调度选择题
1. 作业完成状态的处理
选择题：
当作业进入完成状态时，操作系统将执行以下操作：
- A. 将删除该作业并收回其所占资源，同时输出结果
- B. 将该作业的控制块从当前作业队列中删除，收回其所占资源，并输出结果
- C. 将收回该作业所占资源并输出结果
- D. 将输出结果并删除内存中的作业
答案：B
解释： 当作业完成时，操作系统需要从作业队列中移除该作业的控制块，释放它所占用的所有资源，并输出作业结果。这是操作系统作业管理的常规流程，确保系统资源得到合理回收和再利用。
2. 进程优先级设置
选择题：
某系统正在执行三个进程P1、P2和P3，合理的进程优先设置为：
- A. P1>P2>P3
- B. P3>P2>P1
- C. P2>P1=P3
- D. P1>P2=P3
答案：B
解释： 根据进程的计算时间和I/O时间比例，P3有最高的I/O等待时间，这意味着它将花费更多的时间等待I/O操作完成，因此应该给予最高优先级以减少其等待时间。P1虽然计算时间最长，但I/O时间最短，因此可以给予最低优先级。
3. 进程调度算法
选择题：
综合考虑进程等待时间和执行时间的进程调度算法是：
- A. 最高响应比优先调度算法
- B. 先来先服务调度算法
- C. 短进程优先调度算法
- D. 时间片轮转调度算法
答案：A
解释： 最高响应比优先调度算法（HRRN）是一种动态优先级调度算法，它同时考虑了进程的服务时间（执行时间）和等待时间，以计算响应比，从而确定进程的优先级。
4. 批处理系统中的周转时间
选择题：
在批处理系统中，周转时间是：
- A. 作业运行时间
- B. 作业等待时间和运行时间之和
- C. 作业的等待时间
- D. 作业被调度进入内存到开始运行的时间
答案：B
解释： 周转时间是指从作业提交到系统开始运行，直到作业完成的总时间，包括作业的等待时间和运行时间。
5. 作业状态与进程管理
选择题：
作业处于以下哪种状态时，已处于进程管理之下：
- A. 提交
- B. 后备
- C. 运行
- D. 完成
答案：C
解释： 当作业处于运行状态时，它已经被调度并正在执行，此时它完全处于操作系统的进程管理之下。
6. 进程优先级调整时机
选择题：
降低进程优先级的合理时机是：
- A. 进程的时间片用完
- B. 进程刚完成I/O，进入就绪队列
- C. 进程长期处于就绪队列中
- D. 进程从就绪状态转为运行状态
答案：A
解释： 当进程的时间片用完时，它需要重新进入就绪队列等待下一次调度，此时降低其优先级可以保证其他进程也有机会被调度执行。
7. 作业调度后进程的初始状态
选择题：
一个作业被成功调度后，系统为其创建相应的进程，该进程的初始状态是：
- A. 执行态
- B. 阻塞态
- C. 就绪态
- D. 等待访问设备态
答案：C
解释： 作业被调度后，对应的进程会被创建并放入就绪队列等待CPU时间片，因此其初始状态为就绪态。
8. 短作业优先调度算法
选择题：
满足短作业优先而且不会发生饥饿现象的调度算法是：
- A. 先来先服务
- B. 最高响应比优先
- C. 时间片轮转
- D. 非抢占式短任务优先
答案：B
解释： 最高响应比优先调度算法考虑了作业的等待时间和服务时间，能够给予短作业较高的优先级，同时通过动态调整优先级避免饥饿现象。
9. 处理机调度的叙述
选择题：
关于处理机调度的叙述中，错误的是：
- A. 在进程结束时能进行处理机调度
- B. 创建新进程后能进行处理机调度
- C. 在进程处于临界区时不能进行处理机调度
- D. 在系统调用完成并返回用户态时能进行处理机调度
答案：C
解释： 进程处于临界区时，为了保证数据一致性和互斥访问，会禁止中断，但这并不意味着不能进行处理机调度。处理机调度可以在进程结束、创建新进程后、以及系统调用完成后进行。
操作系统中的作业调度和进程管理
在操作系统中，作业调度和进程管理是确保系统资源有效利用和用户需求得到满足的关键机制。以下是对作业调度和进程管理的详细解释，包括填空题的答案和分析。
1. 作业调度和周转时间
作业调度是操作系统中的一个核心功能，它负责从后备队列中选择适当的作业进行执行。这个过程涉及到多个关键概念，包括周转时间和等待时间。
填空题：
（1）作业调度是从处于后备状态的队列中选取适当的作业投入运行。从作业提交给系统到作业完成的时间间隔叫做周转时间。等待时间是指作业从进入后备队列到被调到程序中的时间间隔。
解释：
- 后备状态：作业在被调度执行前所处的状态，此时作业已提交但尚未开始执行。
- 周转时间：从作业提交到作业完成的总时间，包括等待时间和运行时间。
- 等待时间：作业在后备队列中等待被调度的时间。
作业调度算法的影响：
假定四个作业同时提交系统并进入后备队列，使用不同的调度算法会得到不同的等待时间和周转时间。
| 作业 | 所需运行时间（小时） | 优先数 |
|---|---|---|
| 1 | 2 | 4 |
| 2 | 5 | 9 |
| 3 | 8 | 1 |
| 4 | 3 | 7 |
- 短作业优先调度算法：优先执行所需时间最短的作业。在单道环境下，四个作业的平均等待时间是4.25小时，平均周转时间是8.75小时。
- 高优先数优先的调度算法：优先执行优先数最高的作业。作业的平均等待时间是5.75小时，平均周转时间是10.25小时。
解释：
- 短作业优先：这种算法可以减少作业的平均等待时间和周转时间，因为它总是优先执行最短的作业，从而减少了作业在队列中的等待时间。
- 高优先数优先：这种算法可能导致优先级较低的作业等待时间较长，从而增加了平均等待时间和周转时间。
2. 分时与批处理系统的调度优先级
在具有分时和批处理功能的系统中，调度策略的选择对系统性能有重要影响。
填空题：
（2）在一个具有分时兼批处理的系统中，总是优先调度分时作业。
解释：
- 分时作业：这些作业通常需要快速响应，以提供交互式的用户体验。在分时系统中，多个用户共享CPU时间，系统通过快速切换用户作业来模拟同时执行多个作业。
- 批处理作业：这些作业通常是批量提交的，对响应时间的要求不如分时作业严格。在分时兼批处理系统中，为了保证用户体验，分时作业通常会被赋予更高的优先级。
简答题解答
（1）什么是分层次调度？在分时系统中有作业调度的概念吗？如果没有，为什么？
解答：
分层次调度是指将调度过程分为多个层次，每个层次负责不同粒度的调度决策。例如，高层可能负责作业调度，决定哪些作业被加载到系统中；低层则负责进程调度，决定CPU时间的分配。
在分时系统中，作业调度的概念通常不被使用。分时系统强调的是交互性和及时响应，用户直接与系统交互，作业通常是即时提交并快速响应的。因此，分时系统更侧重于进程调度，而非作业调度。
（2）作业调度和进程调度的主要功能分别是什么？
解答：
作业调度的主要功能是从一组作业中选择作业，并决定它们的执行顺序，以及为它们分配必要的资源，如CPU时间、内存和I/O设备。作业调度通常发生在批处理系统中。
进程调度的主要功能是决定哪个进程将获得CPU时间，以及何时从一个进程切换到另一个进程。它确保多任务环境中的进程能够公平且有效地共享CPU资源。
（3）作业调度的性能评价标准有哪些？这些性能评价标准在任何情况下都能反映调度策略的优劣吗？
解答：
作业调度的性能评价标准包括平均周转时间、平均带权周转时间、作业的平均等待时间和吞吐量等。
这些性能评价标准并不总是能在任何情况下反映调度策略的优劣，因为它们可能受到作业到达模式、系统负载和其他因素的影响。例如，在负载较轻的系统中，周转时间可能普遍较短，而在高负载系统中，即使调度策略相同，周转时间也可能较长。
（4）为什么说多级反馈队列调度算法能较好地满足各类用户的需要？
解答：
多级反馈队列调度算法能够较好地满足各类用户的需要，因为它结合了多种调度策略的优点。它允许进程在不同的优先级队列之间移动，根据进程的行为（如CPU使用时间）动态调整其优先级，从而平衡了短作业的快速响应和长作业的公平性。这种算法能够适应不同类型作业的需求，提供灵活的调度策略。
（5）假设就绪队列中有10个进程，系统将时间片设为200ms，CPU进行进程切换要花费10ms，试问系统开销所占的比率约为多少？
解答：
每个进程切换都会产生10ms的开销。在一个时间片内，CPU执行时间为200ms，因此每个进程的开销比率为10ms / 200ms = 5%。对于10个进程，总的CPU时间是10 * 200ms = 2000ms，总的切换时间为9 * 10ms = 90ms（因为最后一个进程不需要再次切换）。因此，总的开销比率约为90ms / 2090ms ≈ 4.3%。
（6）在批处理系统、分时系统和实时系统中一般常采用哪种调度算法？
解答：
- 批处理系统：通常采用短作业优先（SJF）或其变种，以减少作业的平均周转时间。
- 分时系统：通常采用轮转（Round Robin）或优先级调度算法，以提供较好的响应时间。
- 实时系统：通常采用优先级调度算法，以确保关键任务能够及时执行。
（7）若在后备作业队列中等待运行的同时有三个作业1、2、3，已知它们各自的运行时间为a、b、c，且满足关系a
解答：
采用短作业优先（SJF）调度算法时，作业将按照a、b、c的顺序执行。平均周转时间可以通过计算所有作业的完成时间减去到达时间，然后除以作业数量来得出。由于SJF算法总是选择下一个最短的作业，它能够最小化每个作业的等待时间，从而最小化平均周转时间。
（8）简述UNIX System V中进程调度算法的特点。
解答：
UNIX System V中的进程调度算法特点包括：
- 采用多级反馈队列，将进程根据其行为分配到不同的优先级队列中。
- 进程在队列中的优先级会根据其CPU使用情况动态调整。
- 允许进程在不同的队列之间移动，以平衡短作业的快速响应和长作业的公平性。
- 考虑了交互式和批处理作业的需求，提供了灵活的调度策略。
应用题解答：进程调度算法分析
考虑5个进程P1、P2、P3、P4、P5，它们的创建时间、运行时间及优先数如下表所示。我们将分析每种调度算法下的进程运行过程，并计算平均周转时间。
进程
创建时间
运行时间（ms）
优先数
P1
0
3
3
P2
2
6
5
P3
4
4
1
P4
6
5
2
P5
8
2
4
1. 先来先服务调度算法（FCFS）
进程
创建时间
运行时间（ms）
优先数
开始执行时间
完成时间
周转时间
P1
0
3
3
0
3
3
P2
2
6
5
3
9
7
P3
4
4
1
9
13
9
P4
6
5
2
13
18
12
P5
8
2
4
18
20
12
计算思路：
- 按照进程到达的顺序进行调度。
- 周转时间 = 完成时间 - 创建时间。
平均周转时间：
[ T = \frac{3 + 7 + 9 + 12 + 12}{5} = 8.6 \text{ ms} ]
平均带权周转时间：
[ W = \frac{3/3 + 7/6 + 9/4 + 12/5 + 12/2}{5} = 2.56 ]
2. 短进程优先调度算法（SJF）
进程
创建时间
运行时间（ms）
优先数
开始执行时间
完成时间
周转时间
P1
0
3
3
0
3
3
P3
4
4
1
3
7
3
P4
6
5
2
7
12
6
P2
2
6
5
12
18
16
P5
8
2
4
18
20
12
计算思路：
- 按照运行时间的长短进行调度，短的先执行。
- 周转时间 = 完成时间 - 创建时间。
平均周转时间：
[ T = \frac{3 + 3 + 6 + 16 + 12}{5} = 8 \text{ ms} ]
平均带权周转时间：
[ W = \frac{3/3 + 3/4 + 6/5 + 16/6 + 12/2}{5} = 2.4 ]
3. 时间片轮转调度算法（RR，时间片为1ms）
时刻
运行进程
排队进程
0-1
P1
1-2
P1
P2
2-3
P2
P1
3-4
P1
P2
4-5
P2
P1, P3
5-6
P3
P1, P2
6-7
P1
P2, P3
7-8
P2
P1, P3
8-9
P3
P1, P2
9-10
P1
P2, P3
10-11
P2
P1, P3
11-12
P3
P1, P2
12-13
P4
P1, P2, P3
13-14
P1
P2, P3, P4
14-15
P2
P1, P3, P4
15-16
P3
P1, P2, P4
16-17
P4
P1, P2, P3
17-18
P2
P1, P3, P4
18-19
P4
P1, P2, P3
19-20
P5
P1, P2, P3, P4
计算思路：
- 每个进程轮流执行1ms的时间片。
- 周转时间 = 完成时间 - 创建时间。
平均周转时间：
[ T = \frac{4 + 18 + 17 + 20 + 15}{5} = 14.4 \text{ ms} ]
平均带权周转时间：
[ W = \frac{4/3 + 18/6 + 17/4 + 20/5 + 7/2}{5} = 3.36 ]
4. 非剥夺式优先级调度算法
进程
创建时间
运行时间（ms）
优先数
开始执行时间
完成时间
周转时间
P1
0
3
3
0
3
3
P3
4
4
1
3
7
3
P4
6
5
2
7
12
6
P2
2
6
5
12
18
16
P5
8
2
4
18
20
12
计算思路：
- 按照优先级高低进行调度，优先级高的先执行。
- 周转时间 = 完成时间 - 创建时间。
平均周转时间：
[ T = \frac{3 + 7 + 9 + 12 + 12}{5} = 8.6 \text{ ms} ]
平均带权周转时间：
[ W = \frac{3/3 + 7/4 + 9/6 + 12/5 + 12/2}{5} = 2.56 ]
5. 剥夺式优先级调度算法
进程
创建时间
运行时间（ms）
优先数
开始执行时间
完成时间
周转时间
P1
0
3
3
0
3
3
P3
4
4
1
3
7
3
P4
6
5
2
7
12
6
P2
2
6
5
12
18
16
P5
8
2
4
18
20
12
计算思路：
- 按照优先级高低进行调度，但低优先级的进程可以被高优先级的进程剥夺CPU。
- 周转时间 = 完成时间 - 创建时间。
平均周转时间：
[ T = \frac{3 + 18 + 4 + 7 + 7}{5} = 7.8 \text{ ms} ]
平均带权周转时间：
[ W = \frac{3/3 + 18/6 + 4/4 + 7/5 + 7/2}{5} = 1.98 ]
题目
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的调度算法，进程调度采用以优先数为基础的剥夺式调度算法。下表所示为作业序列，作业优先数即为进程优先数，优先数越小优先级越高。
进程
到达时间
估计运行时间
优先数
A
10:00
40分
5
B
10:20
30分
3
C
10:30
50分
4
D
10:50
20分
6
（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。
解答
（1）作业进入内存时间及结束时间
首先，根据短作业优先的调度算法，作业将按照到达时间和估计运行时间被调度。进程调度将根据优先数进行，优先数越小，优先级越高。
- 作业A：到达时间10:00，估计运行时间40分，优先数5。
- 作业B：到达时间10:20，估计运行时间30分，优先数3。
- 作业C：到达时间10:30，估计运行时间50分，优先数4。
- 作业D：到达时间10:50，估计运行时间20分，优先数6。
按照短作业优先和优先数优先的规则，作业将按以下顺序执行：
- 作业B（优先数3，最高）：10:20到达，开始执行，30分钟后完成，即11:50结束。
- 作业D（优先数6，最低，但时间短）：10:50到达，11:50后开始执行，20分钟后完成，即12:10结束。
- 作业C（优先数4）：10:30到达，12:10后开始执行，50分钟后完成，即13:00结束。
- 作业A（优先数5）：10:00到达，13:00后开始执行，40分钟后完成，即13:40结束。
进程
到达时间
开始时间
结束时间
周转时间
A
10:00
13:00
13:40
3小时40分
B
10:20
10:20
11:50
1小时30分
C
10:30
12:10
13:00
2小时30分
D
10:50
11:50
12:10
1小时20分
（2）计算平均周转时间
周转时间 = 结束时间 - 到达时间
- 作业A：13:40 - 10:00 = 3小时40分 = 220分钟
- 作业B：11:50 - 10:20 = 1小时30分 = 90分钟
- 作业C：13:00 - 10:30 = 2小时30分 = 150分钟
- 作业D：12:10 - 10:50 = 1小时20分 = 80分钟
平均周转时间 = (220 + 90 + 150 + 80) / 4 = 630 / 4 = 157.5分钟
结论
- 作业进入内存时间及结束时间如上表所示。
- 平均周转时间为157.5分钟。
解答：
采用短作业优先（SJF）调度算法时，作业将按照a、b、c的顺序执行。平均周转时间可以通过计算所有作业的完成时间减去到达时间，然后除以作业数量来得出。由于SJF算法总是选择下一个最短的作业，它能够最小化每个作业的等待时间，从而最小化平均周转时间。
（8）简述UNIX System V中进程调度算法的特点。
解答：
UNIX System V中的进程调度算法特点包括：
- 采用多级反馈队列，将进程根据其行为分配到不同的优先级队列中。
- 进程在队列中的优先级会根据其CPU使用情况动态调整。
- 允许进程在不同的队列之间移动，以平衡短作业的快速响应和长作业的公平性。
- 考虑了交互式和批处理作业的需求，提供了灵活的调度策略。
应用题解答：进程调度算法分析
考虑5个进程P1、P2、P3、P4、P5，它们的创建时间、运行时间及优先数如下表所示。我们将分析每种调度算法下的进程运行过程，并计算平均周转时间。
| 进程 | 创建时间 | 运行时间（ms） | 优先数 |
|---|---|---|---|
| P1 | 0 | 3 | 3 |
| P2 | 2 | 6 | 5 |
| P3 | 4 | 4 | 1 |
| P4 | 6 | 5 | 2 |
| P5 | 8 | 2 | 4 |
1. 先来先服务调度算法（FCFS）
| 进程 | 创建时间 | 运行时间（ms） | 优先数 | 开始执行时间 | 完成时间 | 周转时间 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| P1 | 0 | 3 | 3 | 0 | 3 | 3 |
| P2 | 2 | 6 | 5 | 3 | 9 | 7 |
| P3 | 4 | 4 | 1 | 9 | 13 | 9 |
| P4 | 6 | 5 | 2 | 13 | 18 | 12 |
| P5 | 8 | 2 | 4 | 18 | 20 | 12 |
计算思路：
- 按照进程到达的顺序进行调度。
- 周转时间 = 完成时间 - 创建时间。
平均周转时间：
[ T = \frac{3 + 7 + 9 + 12 + 12}{5} = 8.6 \text{ ms} ]
平均带权周转时间：
[ W = \frac{3/3 + 7/6 + 9/4 + 12/5 + 12/2}{5} = 2.56 ]
2. 短进程优先调度算法（SJF）
| 进程 | 创建时间 | 运行时间（ms） | 优先数 | 开始执行时间 | 完成时间 | 周转时间 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| P1 | 0 | 3 | 3 | 0 | 3 | 3 |
| P3 | 4 | 4 | 1 | 3 | 7 | 3 |
| P4 | 6 | 5 | 2 | 7 | 12 | 6 |
| P2 | 2 | 6 | 5 | 12 | 18 | 16 |
| P5 | 8 | 2 | 4 | 18 | 20 | 12 |
计算思路：
- 按照运行时间的长短进行调度，短的先执行。
- 周转时间 = 完成时间 - 创建时间。
平均周转时间：
[ T = \frac{3 + 3 + 6 + 16 + 12}{5} = 8 \text{ ms} ]
平均带权周转时间：
[ W = \frac{3/3 + 3/4 + 6/5 + 16/6 + 12/2}{5} = 2.4 ]
3. 时间片轮转调度算法（RR，时间片为1ms）
| 时刻 | 运行进程 | 排队进程 |
|---|---|---|
| 0-1 | P1 | |
| 1-2 | P1 | P2 |
| 2-3 | P2 | P1 |
| 3-4 | P1 | P2 |
| 4-5 | P2 | P1, P3 |
| 5-6 | P3 | P1, P2 |
| 6-7 | P1 | P2, P3 |
| 7-8 | P2 | P1, P3 |
| 8-9 | P3 | P1, P2 |
| 9-10 | P1 | P2, P3 |
| 10-11 | P2 | P1, P3 |
| 11-12 | P3 | P1, P2 |
| 12-13 | P4 | P1, P2, P3 |
| 13-14 | P1 | P2, P3, P4 |
| 14-15 | P2 | P1, P3, P4 |
| 15-16 | P3 | P1, P2, P4 |
| 16-17 | P4 | P1, P2, P3 |
| 17-18 | P2 | P1, P3, P4 |
| 18-19 | P4 | P1, P2, P3 |
| 19-20 | P5 | P1, P2, P3, P4 |
计算思路：
- 每个进程轮流执行1ms的时间片。
- 周转时间 = 完成时间 - 创建时间。
平均周转时间：
[ T = \frac{4 + 18 + 17 + 20 + 15}{5} = 14.4 \text{ ms} ]
平均带权周转时间：
[ W = \frac{4/3 + 18/6 + 17/4 + 20/5 + 7/2}{5} = 3.36 ]
4. 非剥夺式优先级调度算法
| 进程 | 创建时间 | 运行时间（ms） | 优先数 | 开始执行时间 | 完成时间 | 周转时间 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| P1 | 0 | 3 | 3 | 0 | 3 | 3 |
| P3 | 4 | 4 | 1 | 3 | 7 | 3 |
| P4 | 6 | 5 | 2 | 7 | 12 | 6 |
| P2 | 2 | 6 | 5 | 12 | 18 | 16 |
| P5 | 8 | 2 | 4 | 18 | 20 | 12 |
计算思路：
- 按照优先级高低进行调度，优先级高的先执行。
- 周转时间 = 完成时间 - 创建时间。
平均周转时间：
[ T = \frac{3 + 7 + 9 + 12 + 12}{5} = 8.6 \text{ ms} ]
平均带权周转时间：
[ W = \frac{3/3 + 7/4 + 9/6 + 12/5 + 12/2}{5} = 2.56 ]
5. 剥夺式优先级调度算法
| 进程 | 创建时间 | 运行时间（ms） | 优先数 | 开始执行时间 | 完成时间 | 周转时间 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| P1 | 0 | 3 | 3 | 0 | 3 | 3 |
| P3 | 4 | 4 | 1 | 3 | 7 | 3 |
| P4 | 6 | 5 | 2 | 7 | 12 | 6 |
| P2 | 2 | 6 | 5 | 12 | 18 | 16 |
| P5 | 8 | 2 | 4 | 18 | 20 | 12 |
计算思路：
- 按照优先级高低进行调度，但低优先级的进程可以被高优先级的进程剥夺CPU。
- 周转时间 = 完成时间 - 创建时间。
平均周转时间：
[ T = \frac{3 + 18 + 4 + 7 + 7}{5} = 7.8 \text{ ms} ]
平均带权周转时间：
[ W = \frac{3/3 + 18/6 + 4/4 + 7/5 + 7/2}{5} = 1.98 ]
题目
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的调度算法，进程调度采用以优先数为基础的剥夺式调度算法。下表所示为作业序列，作业优先数即为进程优先数，优先数越小优先级越高。
| 进程 | 到达时间 | 估计运行时间 | 优先数 |
|---|---|---|---|
| A | 10:00 | 40分 | 5 |
| B | 10:20 | 30分 | 3 |
| C | 10:30 | 50分 | 4 |
| D | 10:50 | 20分 | 6 |
（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。
解答
（1）作业进入内存时间及结束时间
首先，根据短作业优先的调度算法，作业将按照到达时间和估计运行时间被调度。进程调度将根据优先数进行，优先数越小，优先级越高。
- 作业A：到达时间10:00，估计运行时间40分，优先数5。
- 作业B：到达时间10:20，估计运行时间30分，优先数3。
- 作业C：到达时间10:30，估计运行时间50分，优先数4。
- 作业D：到达时间10:50，估计运行时间20分，优先数6。
按照短作业优先和优先数优先的规则，作业将按以下顺序执行：
- 作业B（优先数3，最高）：10:20到达，开始执行，30分钟后完成，即11:50结束。
- 作业D（优先数6，最低，但时间短）：10:50到达，11:50后开始执行，20分钟后完成，即12:10结束。
- 作业C（优先数4）：10:30到达，12:10后开始执行，50分钟后完成，即13:00结束。
- 作业A（优先数5）：10:00到达，13:00后开始执行，40分钟后完成，即13:40结束。
| 进程 | 到达时间 | 开始时间 | 结束时间 | 周转时间 |
|---|---|---|---|---|
| A | 10:00 | 13:00 | 13:40 | 3小时40分 |
| B | 10:20 | 10:20 | 11:50 | 1小时30分 |
| C | 10:30 | 12:10 | 13:00 | 2小时30分 |
| D | 10:50 | 11:50 | 12:10 | 1小时20分 |
（2）计算平均周转时间
周转时间 = 结束时间 - 到达时间
- 作业A：13:40 - 10:00 = 3小时40分 = 220分钟
- 作业B：11:50 - 10:20 = 1小时30分 = 90分钟
- 作业C：13:00 - 10:30 = 2小时30分 = 150分钟
- 作业D：12:10 - 10:50 = 1小时20分 = 80分钟
平均周转时间 = (220 + 90 + 150 + 80) / 4 = 630 / 4 = 157.5分钟
结论
- 作业进入内存时间及结束时间如上表所示。
- 平均周转时间为157.5分钟。