102公路升資 資訊處理概要 - 考試

一、有一部電腦有一個 CPU 和兩個 I/O 處理器（IO1 和 IO2），在分時（Time-sharing
）及多元程式（Multiprogramming）的作業環境下其時間段（time slice）為 10ms，同
時有三個作業 P1、P2、P3 進行處理，這三個作業對 CPU 和 I/O 處理器的使用順序
和時間長短如下所示：
作業一：IO2 (30ms)、CPU (10ms)、IO1 (30ms)、CPU (10ms)、IO2 (20ms)
作業二：IO1 (20ms)、CPU (20ms)、IO2 (50ms)、CPU (10ms)
作業三：CPU (20ms)、IO1 (30ms)、CPU (10ms)、IO1 (30ms)
假設 CPU、IO1 和 IO2都能並行工作，P1的優先權最高，P2 次之，P3 的優先權最
低，優先權高的作業可搶占優先權低的作業使用 CPU，但是不能搶占 IO1和 IO2，
系統中除 P1、P2 和 P3 外並無別的作業。
(一)請問作業P1、P2 和P3從投入到完成所花費的時間分別為多少ms？（6分）
(二)從投入到三個作業完成為止對CPU的利用率為多少百分比？（5分）
(三)從投入到三個作業完成為止對IO1利用率為多少百分比？（5分）
(四)橫軸以 CPU 和 I/O 使用時間，每 10ms 為一個刻度，縱軸以作業 P1、P2 和 P3為
主，畫出三個作業的CPU和 I/O運作時間分配圖。（9分）

想法：
若以時間段10ms CPU,IO1,IO2都並行的話前30ms都算可以並行嗎?
之後30~40ms之間 P1 P2同時遇到CPU，則依照優先權，所以P2 CPU暫時無法執行，
是直到P1跟P3的CPU跟IO1執行完畢後才能執行嗎?



二、某 CPU 的主振頻率是 200MHz，平均每個機器週期（Machine cycle）包含 4 個主振
週期，各類指令的平均機器週期數和使用頻率如下表所示：

指令類別 平均機器週期數/指令 使用頻率
存取指令或記憶體 2 20%
一般算術邏輯運算 1.5 40%
比較與轉移 1.5 20%
乘除 8 10%
其他 4 10%

若某項事務處理工作所要執行的機器指令數是：控制程序（control procedure），其指
令以“存取指令或記憶體＂、“比較與轉移＂和“其他＂為主，共有 250000 條指令；
業務程序（business procedure），以“乘除＂和“一般算術邏輯運算＂為主，共
100000條指令。
(一)若指令使用頻率如上表，該電腦系統的平均速度每秒約多少條指令？（5分）
(二)請問該電腦系統的平均事務處理能力，每秒可處理多少項？（5分）
(三)在條件不變下，提高 CPU 主振頻率為 300MHz，則該電腦系統的平均速度每秒約
多少條指令？其平均事務處理能力，每秒可處理多少項？（10分）
(四)若主振頻率仍維持是 200MHz，但採用精簡指令集（RISC）和專用硬體設計等措
施，使各類指令其每條指令平均機器週期數都變為 1.25，此時該電腦的平均速度
每秒約多少條指令？（5分）

想法：
上面這題真的不知道從何下手
是先算出時脈週期=(1/200MHz)*每個機器周期數*使用頻率 嗎?
那250000條指令這部份是要去除以上面的運算嗎?

--