OS-5-Posttest

การที่ระบบปฏิบัติการสามารถจัดการโปรเซสได้อย่างมีประสิทธิภาพ จำเป็นต้องเข้าใจวงจรพฤติกรรม ข้อใดอธิบายลักษณะของ "CPU Burst" ได้อย่างถูกต้องแม่นยำที่สุด

• ช่วงเวลาที่โปรเซสหยุดพักเพื่อรอคอยคำสั่งตอบกลับจากผู้ใช้งาน

• ช่วงเวลาที่โปรเซสได้รับการจัดสรรสิทธิ์ให้ยึดครองซีพียูเพื่อประมวลผลรหัสคำสั่งทางตรรกศาสตร์

• ช่วงเวลาที่ข้อมูลถูกถ่ายโอนจากฮาร์ดดิสก์ขึ้นสู่หน่วยความจำหลัก

• ช่วงเวลาที่ระบบปฏิบัติการทำการสลับบริบท (Context Switch) ระหว่างสองโปรเซส

พิจารณาระบบงาน 2 ประเภท: 1) ระบบจัดการฐานข้อมูลที่มักจะสืบค้นดิสก์ตลอดเวลา และ 2) ซอฟต์แวร์วิเคราะห์ข้อมูลสภาพอากาศด้วยสมการขั้นสูง ข้อใดจำแนกประเภทโปรเซสตามพฤติกรรมรันไทม์ได้ถูกต้อง

• ทั้งสองระบบถือเป็น CPU-bound Process

• ระบบฐานข้อมูลคือ CPU-bound Process ส่วนระบบวิเคราะห์สภาพอากาศคือ I/O-bound Process

• ระบบฐานข้อมูลคือ I/O-bound Process ส่วนระบบวิเคราะห์สภาพอากาศคือ CPU-bound Process

• ทั้งสองระบบถือเป็น I/O-bound Process

"ค่าหน่วงเวลาการจ่ายงาน (Dispatch Latency)" ซึ่งเป็นช่วงเวลาที่สลับเอาโปรเซสเก่าออกและนำโปรเซสใหม่เข้าซีพียู เหตุใดวิศวกรระบบจึงถือว่าช่วงเวลานี้เป็น Overhead ที่สูญเสียไปเปล่าประโยชน์

• เพราะในช่วงเวลานี้ ฮาร์ดแวร์จะใช้พลังงานไฟฟ้าสูงสุด

• เพราะหน่วยความจำสำรองจะไม่สามารถอ่านข้อมูลใด ๆ ได้เลย

• เพราะซีพียูทำงานในระดับ Kernel Mode เพื่อบริหารจัดการระบบ โดยไม่ได้ประมวลผลเนื้องานที่เป็นประโยชน์ต่อแอปพลิเคชันของผู้ใช้

• เพราะเป็นช่วงเวลาที่ข้อมูลในหน่วยความจำ RAM ถูกลบทิ้งทั้งหมด

การจัดคิวแบบ "แทรกแซงสิทธิ์ (Preemptive Scheduling)" เป็นนโยบายมาตรฐานของระบบปฏิบัติการสมัยใหม่ แม้จะทำให้ระบบตอบสนองดีเยี่ยม แต่ต้องแลกมากับข้อจำกัดที่ท้าทายวิศวกรในเรื่องใด

• ไม่สามารถใช้งานร่วมกับสถาปัตยกรรมหน่วยความจำแบบกราฟิกได้

• มีความซับซ้อนในการเขียนรหัสคำสั่งเคอร์เนลเพื่อป้องกันสภาวะแข่งขัน (Race Condition) เมื่อมีการแชร์โครงสร้างข้อมูล

• ไม่รองรับการทำงานของโปรเซสที่เป็น I/O-bound Process

• ทำให้ความเร็วในการคำนวณเชิงเส้นของซีพียูลดลง 50%

หากระบบคอมพิวเตอร์ต้องการรันแอปพลิเคชันแบบอินเตอร์แอคทีฟ (Interactive Systems) ที่ผู้ใช้งานพิมพ์คีย์บอร์ดแล้วต้องการเห็นตัวอักษรปรากฏบนหน้าจอทันที เกณฑ์การวัดประสิทธิภาพ (Scheduling Criteria) ในข้อใดมีความสำคัญสูงสุดในการออกแบบอัลกอริทึมจัดคิว

• ปริมาณงานสุทธิ (Throughput)

• อัตราการใช้ประโยชน์ซีพียู (CPU Utilization)

• เวลาครบรอบงาน (Turnaround Time)

• เวลาตอบสนอง (Response Time)

กำหนดให้โปรเซส 3 ตัวเดินทางมาถึง Ready Queue พร้อมกัน ณ เวลา 0 ms โดย P1 ต้องการเวลาซีพียู 5 ms, P2 ต้องการ 2 ms และ P3 ต้องการ 2 ms หากระบบใช้อัลกอริทึม "งานสั้นได้ทำก่อน แบบไม่แทรกแซงสิทธิ์ (SJF Non-preemptive)" ค่าเฉลี่ยเวลารอคอยของระบบจะมีค่าเท่าใด

• 2 มิลลิวินาที

• 3 มิลลิวินาที

• 4 มิลลิวินาที

• 6 มิลลิวินาที

ในอัลกอริทึม SJF ระบบต้องใช้สมการพยากรณ์ τn+1 = αtn + (1-α)τn เพื่อคาดเดาความยาว CPU Burst รอบถัดไป หากวิศวกรกำหนดค่า α = 1 (ตัวแปรน้ำหนักควบคุม) จะเกิดผลทางพฤติกรรมกับสมการพยากรณ์อย่างไร

• ระบบจะพยากรณ์ค่าเป็นศูนย์เสมอ

• ระบบจะให้น้ำหนักความเชื่อถือต่อข้อมูลสถิติในอดีตที่ไกลที่สุดเท่านั้น

• ระบบจะเฉลี่ยน้ำหนักเท่า ๆ กันระหว่างสถิติในอดีตกับข้อมูลจริงรอบล่าสุด

• ระบบจะเชื่อถือเฉพาะความยาว CPU Burst จริงที่เกิดขึ้นในรอบล่าสุด (tn) เพียงอย่างเดียว

กำหนดให้ใช้อัลกอริทึม "งานสั้นได้ทำก่อน แบบแทรกแซงสิทธิ์ (SRTF)" โดยมี P1 มาถึงระบบเวลา 0 ms (ต้องการ 10 ms) และ P2 มาถึงระบบเวลา 3 ms (ต้องการ 2 ms) ค่าเวลาครบรอบงาน (Turnaround Time) ของโปรเซส P2 จะมีค่าเท่าใด

• 2 มิลลิวินาที

• 3 มิลลิวินาที

• 5 มิลลิวินาที

• 12 มิลลิวินาที

วิธีการประเมินอัลกอริทึมด้วย "การกำหนดโมเดล (Deterministic Modeling)" มีรูปแบบและลักษณะการวิเคราะห์ในเชิงวิศวกรรมอย่างไร

• เป็นการใช้สมการความน่าจะเป็นเชิงสถิติ เพื่อสุ่มพฤติกรรมรันไทม์จำลองขึ้นมาแบบอัตโนมัติ

• เป็นการนำชุดข้อมูลภาระงาน (Workload) ที่ถูกกำหนดค่าปริมาณเวลาไว้อย่างตายตัวล่วงหน้า มาคำนวณสร้างแผนภาพ Gantt Chart เพื่อพิสูจน์หาข้อเท็จจริงทางคณิตศาสตร์

• เป็นการติดตั้งอัลกอริทึมลงบนเครื่องเซิร์ฟเวอร์จริงและปล่อยให้ผู้ใช้เข้ามาใช้งานเพื่อจับเวลา

• เป็นการจำลองสถาปัตยกรรมฮาร์ดแวร์ซีพียูใหม่ขึ้นมาในโปรแกรม เพื่อดูผลกระทบของหน่วยความจำแคช