操作系统教程：内存增加对CPU利用率的影响

"4_操作系统教程_第四版_课后答案_孙忠秀" 在操作系统教程第四版的课后答案中，我们关注了几个关键知识点： 1. 内存管理和CPU利用率： - 题目中提到，一台计算机有IMB（假设为1MB）内存，操作系统占用200KB，每个用户进程占用200KB。这意味着在不考虑额外内存的情况下，系统可以同时运行4个用户进程。 - 当用户进程等待I/O操作80%的时间，CPU的利用率可以通过1 - (等待概率)^进程数量来计算。在这种情况下，CPU利用率起初为1 - (80%)^4 = 0.59，即59%。 - 增加1MB内存后，系统可以同时运行9个用户进程，CPU利用率提高到1 - (20%)^9 = 0.87，即87%。 - CPU利用率的提升为(87%-59%) / 59% = 47%。 2. 并发执行与CPU利用率： - 在一个多任务环境中，如果有两个程序A和B，它们有不同的计算和I/O操作，CPU可能存在空闲等待。例如，程序A在打印时，CPU可能空闲；同样，当程序B在输入时，CPU也可能空闲。 - 程序A的执行轨迹包括交替的计算和打印，而程序B的执行轨迹是计算、输入然后再次计算。分析并发执行图，可以找出CPU空闲等待的具体时间段，例如在100ms到150ms之间。 - 程序A在整个执行过程中没有等待CPU，而程序B在180ms到200ms之间因为等待输入而需要等待CPU。 3. 多道程序设计： - 对于三道程序A、B、C，它们的内部计算和I/O操作时间不同。在抢占式和非抢占式调度中，多道运行方式会显著减少总的执行时间。 - 抢占式调度中，程序运行会被中断以允许更高优先级的程序执行，这会导致额外的调度开销，但能更有效地利用CPU，总用时190ms，相比单道运行节省70ms。 - 非抢占式调度下，程序执行不会被中断，直到当前任务完成，总用时180ms，同样比单道运行节省时间。 这些知识点揭示了操作系统如何管理内存以提高效率，以及如何通过并发执行和多道程序设计来优化CPU利用率。理解这些概念对于深入学习操作系统原理至关重要。