حل تشریحی سوال شماره 106 سیستم‌های عامل

گزینه 2 درست است.

طبق آنچه از درس معماری به خاطر داریم و مرور معماری که در فصل اول این کتاب داشتیم، CPU همیشه در سیکل الگوریتم فون نیومن شامل 1) واکشی (Fetch)، 2) رمزگشایی (Decode) و واکشی عملوند (Operand Fetch) 3) اجرا (Execute) یا دسترسی به حافظه (Memory Access) 4) بازنویسی (Write Back) می‌چرخد. گزینه 1 نادرست است، چون حتی اگر CPU همیشه مشغول باشد دلیلی ندارد که تمام مشغولیتش مفید باشد. لحظاتی که CPU مشغول اجرای فرایند کاربر نیست و مثلاً در حال اجرای کد سیستم عامل (به عنوان مثال در حال سوئیچ یا تعویض فرایند) است (سربار سیستم عامل) یا بیکار است و مثلاً در حلقه انتظار مشغول (Busy wait) می­‌چرخد، زمان تلف شده و غیر مفید محسوب می­‌شود. گزینه 3 هم نادرست است چون سربار سیستم عامل در برخی از ساختارها مانند ریزهسته بیش از 20 درصد است! (به دلیل تله­های زیاد هسته) و در ضمن بدیهی است که باید سربار سیستم عامل را لحاظ کرد و به همین دلیل گزینه 4 هم نادرست است که نمی­‌خواهد سربار سیستم عامل را لحاظ نماید. گزینه 2 درست است و اگر کار کاربری و سیستم عاملی نداشته باشیم باید CPU به وضعیت بیکاری برود. بعضی از CPUها در وضعیت Halt (با اجرای دستورالعمل Halt) خودشان با سرعت پایین و مصرف کم برق در حال چرخش در حلقه انتظار مشغول هستند.