作业管理真题

第四章作业管理真题[例题4.1]（华中科技大学1996年试题）填空：衡量作业调度算法性能的标准是（），（）。

分析：评价作业调度算法好坏的标准有CPU利用率，吞吐量、周转时间、平均周转时间、带权平均周转时间等。

通常（尤其在批处理系统中）更常用的是平均周转时间和带权平均周转时间。

解答：平均周转时间，带权平均周转时间[例题4.2]（华中科技大学1996年试题）选择：在下列调度算法中，（）是合理的作业调度算法：（）是合理的进程调度算法。

A先来先服务B循环轮转调度C短作业优先D最长作业优先E优先数调度F后到先服务分析：常见的作业调度策略有：先来先服务，短作业优先，响应比高者优先，优先数调度等；常见的进程调度策略有：进程优先数调度算法（包括可抢占处理机和不可抢占处理机两种情况），循环轮转调度（包括简单循环轮转调度和可变时间片轮转调度）以及多重间片循环调度等。

解答：（ACE）（BE）[例题4.3]（华中科技大学1998年试题）填空：在作业调度算法中，（）调度算法的调度性能要好些。

分析：本题是要对常见的几种作业调度算法性能做出比较。

响应比高者优先调度算法就是在每调度一个作业投入运行时，计算后备作业表中每个作业的响应比，挑选响应比高者投入运行。

响应比定义为作业响应时间与作业运行时间的估计值的比值。

响应比高者优先调度能解决“饥饿”现象，是FCFS调度算法和SJF调度算法的一个较好的折衷，它既考虑了作业的到达次序，又考虑了作业的长短。

解答：相应比高考优先（HRF）。

[例题4.4]（北京大学1991年试题）简答题：什么是高级调度、中级调度和低级调度？分析：“三级调度”之间有区别，但更有联系。

举例说明，用户以作业的形式向操作系统提交任务，系统完成这一调度即为“高级调度”；作业进入系统，要建立相应的进程，参与CPU的竞争，才能被执行，这里又用到“进程调度”（关于“进程调度”，不光有用户进程，还有系统进程）；同时，为了提高系统吞吐量，又出现了“中级调度”的概念。

因此，真正理解这三级调度，对于掌握作业管理、调度，是非常重要的。

[例题4.5]（南京大学1999年试题）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）。

解答：（1）由图4.2可知：J1从开始到完成的时间是0~80msJ2从开始到完成的时间是0~90msJ3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：%8.77907090101010101020==+++++=Up （3）三个作业全部完成时外设IO1的利用率是： %8.779070902030201==++=Uio [例题4.6]（中国科学院计算技术研究所1996年试题）有5个批处理的作业（A 、B 、C 、D 和E ）几乎同时到达一个计算中心，估计的运行时间分别为2、4、6、8、10分钟，它们的优先数分别为1、2、3、4、5（1为最低优先级）。

对下面的每种调度算法，分别计算作业的平均周转时间。

（1）最高优先级优先 （2）时间片轮转（时间片为2分钟）（3）FIFO （作业到达顺序为C ，D ，B ，E ，A ）（4）短作业优先[分析] 本题是一个关于作业调度算法的评价的题目。

题目给出一个实际的作业序列，由考生模拟作业的调度与执行过程，并给出对于这个作业序列作业调度算法的平均周转时间，从而对比不同调度算法的性能。

本题可按照单道系统情况来处理。

在题目中指出5个作业几乎同时到达一个计算中心，其含义是任何调度算法（除了FIFO 算法外）都可以认为这5个作业是同时到达的，在调度过程中不需考虑其到达的顺序。

本题的作业的推进过程为：0（分钟） 作业A ，B ，C ，D ，E 到达作业E 优先级最高，被调入系统运行作业A ，B ，C ，D 等待系统调度10（分钟） 作业E 运行完成作业D 优先级最高，被调入系统运行作业A ，B ，C 等待系统调度18（分钟） 作业D 运行完成作业C 优先级最高，被调入系统运行作业A ，B 等待系统调度24（分钟） 作业C 运行完成作业B 优先级最高，被调入系统运行作业A 等待系统调度28（分钟） 作业B 运行完成作业A 优先级最高，被调入系统运行30（分钟） 作业A 运行完成（2）时间片轮转（时间片为2分钟）作业ABCDE 同时被调入系统运行，每隔10分钟被调度执行2分钟。

因此作业开始结束时间为：0（分钟） 作业A ，B ，C ，D ，E 到达，作业A 开始运行，作业B ，C ，D ，E 等待 2（分钟） 作业A 运行结束，作业B ，D ，E 等待4（分钟） 作业C 开始运行，作业B ，D ，E 等待6（分钟） 作业D 开始运行，作业B ，C ，E 等待8（分钟）作业E开始运行，作业B，C，D等待10（分钟）作业B开始运行，作业C，D，E等待12（分钟）作业B运行结束，作业C开始运行，作业D，E等待14（分钟）作业D开始运行，作业C，E等待16（分钟）作业E开始运行，作业C，D等待18（分钟）作业C开始运行，作业D，E等待20（分钟）作业C运行结束，作业D开始运行，作业E等待22（分钟）作业E开始运行，作业D等待24（分钟）作业D开始运行，作业E等待26（分钟）作业D运行结束，作业E开始运行30（分钟）作业E运行结束（3）FIFO（作业到达顺序为C，D，B，E，A）0（分钟）作业C，D，B，E，A到达作业C最先到达，被调入系统运行作业D，B，E，A等待系统调度6（分钟）作业C运行完成作业D被调入系统运行作业B，E，A等待系统调度14（分钟）作业D运行完成作业B被调入系统运行作业E，A等待系统调度18（分钟）作业B运行完成作业E被调入系统运行作业A等待系统调度28（分钟）作业E运行完成作业A被调入系统运行30（分钟）作业A运行完成（4）短作业优先0（分钟）作业A，B，C，D，E到达作业A运行时间最短，被调入系统运行作业B，C，D，E等待系统调度2（分钟）作业A运行完成作业B运行时间最短，被调入系统运行作业C，D，E等待系统调度6（分钟）作业B运行完成作业C运行时间最短，被调入系统运行作业D，E等待系统调度12（分钟）作业C运行完成作业D运行时间最短，被调入系统运行作业E等待系统调度20（分钟）作业D运行完成作业E运行时间最短，被调入系统运行30（分钟） 作业E 运行完成解答：（1）最高优先级优先各作业的执行结束时间分别为30、28、24、18、10。

作业的平均周转时间为： (min)22n T T i ∑=。

（2）时间片轮转（时间片为2分钟）各作业的执行结束时间分别为：2、12、20、26、30。

作业的平均周转时间为： (min)18nT T i∑=。

（3）FIFO （作业到达顺序为C 、D 、B 、E 、A ）各作业的执行结束时间分别为：30、18、6、14、28。

作业的平均周转时间为：(min)2.19nT T i∑=。

（4）短作业优先各作业的执行结束时间分别为：2、6、12、20、30 作业的平均周转时间为：(min)14nT T i∑=。

[例题4.7]（北京大学1997年试题）如果系统中所有作业是同时到达的，则使作业平均周转时间最短的作业调度算法是（ ）。

解答：短作业优先。

[习题4.1]（华中科技大学1997年试题）在一批处理系统中，设在一段时间内先后有4个作业到达，它们的提交时间和运行时间由表4.7给出。

用先来先服务和短作业优先调度算法进行调度。

计算在每一种调度算法下的平均周转时间和平均带权周转时间。

并说明哪一种算法的调度性能更好些。

（要求写出必要的计算步骤）（单位：小时，以十进制计）解答：先来先服务算法下，平均周转时间=3.3小时，带权平均周转时间=5.8短作业优先算法下，平均周转时间=2.9小时，带权平均周转时间=4.37因此，短作业优先算法的调度性能更好些。

[习题4.2]（西北工业大学2000年试题10分）假定要在一台处理机上执行表4.8所示作业：且假定这些作业在时刻0以1，2，3，4，5的顺序到达。

（1）说明分别使用FCFS、RR（时间片=1）、SJF以及非剥夺式优先调度算法时，这些作业的执行情况。

（2）针对上述每种调度算法，给出平均周转时间和平均带权周转时间。

解答：现有两道作业同时执行，一道以计算为主，另一道以输入输出为主，你将怎样赋予作业进程占有处理器的优先级？为什么？提示：两道作业同时运行，一道以计算为主，一道以I/O为主；给它们赋予优先级，使得两作业能够充分利用处理机和其他外设，提高系统的利用率和吞吐率。

一般情况下：计算任务占用CPU的时间较短，而I/O任务执行时间较长。

因此，可以仿照“短作业优先”原则，赋予以计算为主的作业较高的优先级，而赋予以I/O为主的作业较低的优先级。