通过操作系统的多进程技术可以完全回避I/O处理时间的问题。因为当一个进程在等待I/O处理的时候,另外的一些进程可以在CPU上运行。
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● 在一个单 CPU 的计算机系统中,采用可剥夺式 (也称抢占式)优先级的进程调 度方案,且所有任务可以并行使用 I/O 设备。下表列出了三个任务 T1、T2、T3 的优先 级、独立运行时占用CPU 和I/O 设备的时间。如果操作系统的开销忽略不计,这三个任 务从同时启动到全部结束的总时间为 (20)ms,CPU 的空闲时间共有 (21)ms 。
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在一个单CPU的计算机系统中,有两台外部设备R1、R2和三个进程P1、P2、P3。系统采用可剥夺方式优先级的进程调度方案,且所有进程可以并行使用I/O设备。三个进程的优先级、使用设备的先后顺序和占用设备时间如表6-21所示。
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SPOOLing系统实现设备管理的虚拟技术,即:将独占设备改造为共享设备,它由专门负责I/O的常驻内存的进程以及输入、输出井组成。此题为判断题(对,错)。
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在一个单CPU的计算机系统中,有两台外部设备R1、R2和三个进程P1、P2、P3。系统采用可剥夺方式优先级的进程调度方案,且所有进程可以并行使用I/O设备,三个进程的优先级、使用设备的先后顺序和占用设备时间如表3.8所示。
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阅读以下关于I/O 系统处理能力评估的说明,在答题纸上在答题纸上回答问题1 至问题3 。 拟建设的某事务处理系统数据交换非常频繁。经过初步分析,存储子系统的 I/O 性能决定了整个系统的响应时间。目前主流磁盘的容量为 40GB 和 80GB 两种规格。采用不同规格的磁盘,存储子系统的 I/O 性能会有很大的不同,同时也产生不一样的成本。评价使用小容量或大容量磁盘每秒每个 I/O 操作的成本,对于选择恰当的设计方案意义重大。 经过调研,该项目的系统分析师小刘得到了以下与存储子系统有关的部件的性能和成本说明: (1)CPU 系统,成本是 20000 元,处理能力是 2500MIPS。 (2)主存的带宽是 16 字节,访问周期是 10ns。 (3)1000MB/s 的 I/O 总线,可连接 20 个 Ultra3 SCSI 总线和控制器。 (4)Ultral3 SCSI 总线,成本是 500 元,传输速度是 160MB/s,每条总线最多可以支持 15 个磁盘,执行一个磁盘 I/O 操作平均增加 0.3ms 的开销。 (5)每个磁盘 I/O 操作需要使用 50000 条 CPU 指令。 (6)安装磁盘的驱动器盒,成本是每个驱动器盒 1500 元。为磁盘提供电力和降温,每个驱动器盒配置一条 SCSI 连接线,可以安放 80GB 磁盘 8 个或者 40GB 的磁盘 12 个。 (7)无论是大容量磁盘还是小容量磁盘,成本都是 10 元/GB,转速都是 15000RPM(每分钟 15000 转),平均寻道时间是 5ms,传输速率是 40MB/s。 为了进一步进行定量评估,小刘假设磁盘存储容量必须是 1920GB(大、小两种规格的磁盘不能混用),每次 I/O 的平均数据量是 32KB,每次磁盘 I/O 操作时间=平均寻道时间+平均旋转延迟+传输时间,所有磁盘负载都是均衡的,而且所有设备的能力都可以得到 100%的发挥。 说明:用 IOPS 表示每秒执行的 I/O 数量。
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2、在一个单CPU的计算机系统中,有两台输入输出设备IO1、IO2和三个进程P1、P2、P3。系统采用可剥夺式优先级的进程调度方案,且所有进程可以并行使用I/O设备,三个进程的优先级、使用设备的先后顺序和占用设备时间如下表所示: 进程 优先级 使用设备的先后顺序和占用设备时间 P1 高 IO2(30ms)→CPU(10ms)→IO1(30ms)→CPU(10ms) P2 中 IO1(20ms)→CPU(20ms)→IO2(40ms) P3 低 CPU (30ms)→IO1(30ms) 假设操作系统的开销忽略不计,请回答下列问题: (1) 三个进程从投入运行到完成,所用的时间分别是多少? (2) 三个进程从投入运行到全部完成,CPU的利用率为多少?IO1和IO2的利用率分别为多少?(设备的利用率指该设备的使用时间与进程组全部完成所占用时间的比率)。
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