操作系统作业解析：CPU利用率与进程交互

操作系统作业分析 本作业涉及的是操作系统中进程调度和CPU利用率的概念，通过一个名为`process-run.py`的Python程序模拟不同进程执行情况，以理解CPU利用率、I/O操作对进程执行时间的影响。 在操作系统中，CPU利用率是一个重要的性能指标，表示CPU在单位时间内处于忙碌状态的比例。在问题4.1中，有两个进程，每个进程都有5条指令，且每个指令都有100%的概率被执行为CPU指令。因此，理论上的CPU利用率应该是100%。通过运行`python process-run.py -l5:100,5:100 -c`，观察到进程的执行顺序，验证了CPU在整个过程中持续工作，没有空闲，且最终通过`-p`选项确认了CPU占用率为100%，验证了计算的正确性。 问题4.2探讨了一个包含CPU操作和I/O操作的进程场景。PID:0执行4条CPU指令，而PID:1执行一条不使用CPU的I/O指令。当CPU开始I/O操作时，它会阻塞PID:0，然后等待I/O完成，这期间CPU空闲。I/O操作完成后，PID:1继续执行，但因为它只进行I/O，所以立即完成。总时间包括：PID:0的4个单位时间，I/O阻塞的1个单位时间，I/O等待的4个单位时间，以及PID:1完成的1个单位时间，总计10个单位时间。通过`python process-run.py -l4:100,1:0 -c`和`-c-p`选项，验证了计算的准确性。 问题4.3的情景与4.2类似，只是角色交换了。PID:0执行一个I/O指令，不使用CPU，而PID:1执行4条CPU指令，每个都有100%的概率被执行。这里同样涉及到了CPU利用率和I/O操作如何影响进程执行时间的问题，但具体的执行流程和时间计算会有所不同，需要根据模拟程序的输出来解析和理解。 通过这些练习，我们可以深入理解操作系统如何调度进程，如何处理I/O操作，以及如何计算CPU利用率。这有助于我们更好地掌握操作系统中的并发执行、进程通信和资源管理等核心概念。