OS-额外两道题作业

内容仅供参考

1. 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抢占式调度算法，有如下表所示的作业序列（表中所列作业优先数即为进程优先数，数值越小优先级越高）。

① 列出所有作业进入内存的时间及结束时间；要写出为什么

② 计算平均周转时间。

作业名	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

答：

① 作业进入内存时间及结束时间

作业 A：

• 到达时间：10:00
• 进入内存时间：10:00
• 结束时间：11:10
• 原因：作业A到达时，系统内存为空，因此立即进入内存并开始执行。10:20，优先级更高的B到达，A被抢占，进入就绪态，此时A还有20分钟；10:30，C到达，但内存中已有A和B两个作业；10:50，B运行结束，D进入内存，但A的优先级比D高，A先执行，执行20分钟，在11:10结束。

作业 B：

• 到达时间：10:20
• 进入内存时间：10:20
• 结束时间：10:50
• 原因：作业B到达时，作业A正在执行，内存中只有A，且作业A的估计运行时间还剩20分钟。根据抢占式调度算法，当新作业到达时，如果其优先级高于正在执行的作业，则会被抢占。因此，作业B进入内存并开始执行。作业B的估计运行时间为30分钟，所以结束时间为10:50。

作业 C：

• 到达时间：10:30
• 进入内存时间：11:10
• 结束时间：12:00
• 原因：作业C到达时，内存中已经有A和B两个作业，所以C无法进入内存；10:50，B运行结束，内存中只剩A，但此时D到达，根据短作业优先，D先进内存；11:10，A运行结束，此时内存中只剩下D，作业C被调度进入内存。此时内存中有作业D和作业C，由于作业C的优先级高于作业D，作业C先运行，在12:00结束。

作业 D：

• 到达时间：10:50
• 进入内存时间：10:50
• 结束时间：12:20
• 原因：10:50，作业D到达时，内存中只有A，此时没有进入内存的有C和D，但由于短作业优先调度，作业D时间比C短，作业D进内存；11:10，作业A运行结束，作业C进入内存，根据抢占式调度算法，作业D的优先级低于作业C，因此C先运行；12:00，作业C执行完毕，作业D开始执行，执行20分钟，完成时间为12:20。

② 平均周转时间

	作业A	作业B	作业C	作业D
到达时间	10:00	10:20	10:30	10:50
完成时间	11:10	10:50	12:00	12:20
周转时间	70min	30min	90min	90min

平均周转时间 $=\frac{70+30+90+90}{4}=70$ (min)

（2025.3.29更新） 有同学问为什么A比C先执行，画了个图，可以参考（因为在干别的事情，写得比较潦草）

2. 在银行家算法中，若出现下述资源分配情况

Process	Allocation	Need
P0	0 0 3 2	0 0 1 2
P1	1 0 0 0	1 7 5 0
P2	1 3 5 4	2 3 5 6
P3	0 0 3 2	0 6 5 2
P4	0 0 1 4	0 6 5 6

Available: 1 6 2 2

• 该状态是否安全？为什么？

• 若进程 P2 提出请求 Request (1,2,2,2) 后，系统能否将资源分配给它？为什么？

答：（1）不安全。系统安全性分析：

	Work	Allocation	Need	Work+Allocation
	A B C D	A B C D	A B C D	A B C D
P0	1 6 2 2	0 0 3 2	0 0 1 2	1 6 5 4
P1	/	1 0 0 0	1 7 5 0	/
P2	/	1 3 5 4	2 3 5 6	/
P3	1 6 5 4	0 0 3 2	0 6 5 2	1 6 8 6
P4	1 6 8 6	0 0 1 4	0 6 5 6	1 6 9 10

首先把资源分配给P0，收回后得到 1 6 5 4；再分配给P3，收回后得到 1 6 8 6；此时可以分配给P4，得到 1 6 9 10 。此时1 6 9 10无法满足任何一个Need，因此无法分配给任何一个Process，不存在安全序列，不安全。

（2）

Request1 (1, 2, 2, 2) < Need (2, 3, 5, 6)

Request1 (1, 2, 2, 2) < Available (1, 6, 2, 2)

假如先试着满足P2的这个请求，则 Available 变为 (0, 4, 0, 0) 。

系统状态变化见下表：

	Max	Allocation	Need	Available
	A B C D	A B C D	A B C D	A B C D
P0	0 0 4 4	0 0 3 2	0 0 1 2	0 4 0 0
P1	2 7 5 0	1 0 0 0	1 7 5 0
P2	2 4 8 8	1 3 5 4	1 1 3 4
P3	1 8 10 6	1 2 5 4	0 6 5 2
P4	0 6 6 10	0 0 1 4	0 6 5 6

再对系统进行安全性分析，见下表：

	Work	Allocation	Need	Work+Allocation
	A B C D	A B C D	A B C D	A B C D
P0	/	0 0 3 2	0 0 1 2	/
P1	/	1 0 0 0	1 7 5 0	/
P2	/	1 3 5 4	1 1 3 4	/
P3	/	1 2 5 4	0 6 5 2	/
P4	/	0 0 1 4	0 6 5 6	/

不存在安全序列，故系统不安全，进程P2的这个请求不能被满足。