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面试题

请阐述在假设的系统中,当就绪队列包含10个线程,时间片设定为200毫秒,且CPU进行线程切换需要消耗10毫秒时,系统开销在整体运行中所占的比例大概是多少?

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答案:

解答思路:

这个问题涉及到操作系统的线程调度,以及线程切换和系统开销的关系。我们需要先理解题目中的几个关键信息:就绪队列中有10个线程,时间片设置为200ms,CPU进行线程切换要花费10ms。我们的目标是计算系统开销所占的比例。

系统开销主要包括线程切换的时间开销。在一个时间片内,CPU需要处理一个线程的操作,然后切换到下一个线程。这个时间切换的开销是固定的,为10ms。因此,我们需要考虑在一个200ms的时间片内,有多少时间是被用于线程切换的,以及多少时间是被用于实际的工作处理的。

最优回答:

假设每个线程在一个时间片内的运行时间为T(实际工作时间),那么T = 时间片长度 - 线程切换时间 = 200ms - 10ms = 190ms。所以,系统开销(线程切换时间)所占的比例约为 (10ms / 200ms) * 100% = 5%。

解析:

  1. 线程调度:操作系统中的线程调度决定了线程的执行顺序。调度算法有很多种,如先进先出(FIFO)、最短进程优先(SPF)等。本题假设了一种简单的轮转调度法。
  2. 时间片:时间片是操作系统分配给每个进程或线程的运行时间。当时间片用完,操作系统会进行上下文切换,将CPU资源分配给其他进程或线程。
  3. 上下文切换:当一个线程让出CPU时,操作系统需要保存该线程的当前状态(包括寄存器值、内存指针等),并恢复下一个线程的这些信息,这个过程称为上下文切换。本题中的线程切换时间指的就是上下文切换的时间。
  4. 系统开销:系统开销通常指的是操作系统在进行各种管理操作时所消耗的资源,包括时间、内存等。在并发系统中,上下文切换带来的开销是一个重要的考虑因素。
创作类型:
原创

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