操作系统教程第五版：内存优化提升CPU利用率与程序并发分析

本资源是一份针对操作系统教程第五版的课后习题答案PDF文档，涵盖了操作系统基础概念及理论分析。以下是部分内容的详细解析： 1. 章节一：操作系统概论 - 问题涉及了CPU利用率与内存资源的关系。当计算机系统内存有限时，如果有多个用户进程等待I/O操作，CPU的利用率会受到这些进程等待时间的影响。题目中提到，原有内存可以支持4个进程，每个进程平均等待I/O 80%的时间，导致CPU利用率仅为59%。当增加1MB内存，能支持更多进程（9个），使得CPU在大部分时间里不再因等待I/O而空闲，利用率提升至87%。因此，增加内存后CPU利用率提高了大约47%。 2. 并发执行与等待分析 - 程序A和B并行运行时，尽管它们各自有计算和I/O操作，但在某些阶段，CPU会因为等待程序B的I/O操作而暂时空闲。具体来说，程序A没有等待情况，但程序B在计算和输入阶段会占用CPU，导致在180ms到200ms之间CPU处于等待状态。 3. 程序调度与时间关系 - 对于按A、B、C顺序运行的三个程序，如果采用抢占式调度（即程序执行完立即切换到下一个），则总耗时190ms，相比单道运行节省70ms。如果采用非抢占式调度（程序必须完成一个完整周期才切换），总耗时180ms，节省80ms。当考虑1ms的调度执行时间，这些时间会有所增加，但具体数值需根据实际调度过程计算。 4. 多CPU环境下的性能 - 题目提及了单CPU和双CPU环境。在多CPU环境中，虽然理论上能显著提高整体性能，但实际节省的时间取决于具体任务的特性以及处理器之间的同步机制。如果任务可以充分地利用多个处理器，那么效率确实会提升。 通过这份课后题答案，学习者可以深入理解操作系统中的并发控制、资源管理、CPU调度等方面，有助于加深对操作系统核心原理的理解和应用能力的培养。