可抢占的优先级调度算法算例:CPU利用率

本文通过具体实例分析了多道程序设计系统中处理器和外设的使用情况,计算了不同作业从开始到完成所需的时间,并进一步评估了CPU和外设IO1的利用率。

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某多道程序设计系统配有一台处理器和两台外设IO1、IO2,现有3个优先级由高到低的作业J1、J2和J3都已装入了主存,它们使用资源的先后顺序和占用时间分别是:

J1:IO2(30 ms),CPU(10ms),IO1(30ms),CPU(10ms).
J2:IO1(20 ms),CPU(20ms),IO2(40ms)
J3:CPU(30ms),IO1(20ms)

处理器调度采用可抢占的优先数算法,忽略其他辅助操作时间,回答下列问题:
(1)分别计算作业J1、J2和J3从开始到完成所用的时间。
(2)3个作业全部完成时CPU的利用率。
(3)3个作业全部完成时外设IO1的利用率。

[分析]
如前说述,本题在多道系统中的三个进程不仅要竞争使用处理机,而且还要竞争使用外设,这使得进程之间的关系更加复杂。另一方面,本题为了突出进程对CPU和外设的使用,弱化了作业调度的处理,因此题目中已假设这三个进程都已经装入主存,从这一点看,又降低了本题的难度。分析过程如图4.2所示(图中水平箭头表示实际执行过程,水平虚线表示等待过程)。

进程示意图

解答:
(1)由图4.2可知:
J1从开始到完成的时间是0~80ms
J2从开始到完成的时间是0~90ms
J3从开始到完成的时间是0~90ms

(2)三个作业全部完成时CPU的利用率是:
Up = (20 + 10 + 10 + 10 + 10 + 10) / 90 = 70 / 90 = 77.8 %

(3)三个作业全部完成时外设IO1的利用率是:
Uio1 = (20 + 30 + 20) / 90 = 70 / 90 = 77.8 %

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