사용 개념: 다중 프로그래밍의 프로세서 사용률 = 일한 시간 ÷ 전체 시간.
이 계산을 떠올리는 신호는 “읽기 몇 µs, 계산 몇 µs, 쓰기 몇 µs”처럼 한 번 도는 동안의 시간이 나뉘어 나오는 문제다. 풀이는 늘 같은 세 하위목표로 나뉜다. 한 번 도는 전체 시간을 구하고, 그중 프로세서가 일한 시간을 고르고, 나눈다. 프로그램이 여럿이면 일한 시간이 몇 배로 늘어나는지를 따진다.
문제 1 · 완전한 풀이
레코드 하나를 읽는 데 15 µs, 명령어 100개를 실행하는 데 1 µs, 쓰는 데 15 µs가 걸린다. 단일 프로그래밍에서 프로세서 사용률은?
답
- 한 번 도는 전체 시간: \(15 + 1 + 15 = 31\) µs.
- 프로세서가 일한 시간: 명령어 실행 1 µs. 읽기·쓰기 동안은 기다린다.
- 나누기: \(1 / 31 \approx 0.032\), 즉 3.2%.
문제 2 · 마지막 하위목표만 빈칸
읽기 10 µs, 계산 2 µs, 쓰기 10 µs. 단일 프로그래밍에서 프로세서 사용률은?
- 한 번 도는 전체 시간: \(10 + 2 + 10 = 22\) µs.
- 프로세서가 일한 시간: 2 µs.
- 나누기: __
답
\(2 / 22 = 1/11 \approx 9.1\%\).
문제 3 · 하위목표 절반이 빈칸
읽기 20 µs, 계산 4 µs, 쓰기 16 µs. 단일 프로그래밍에서 프로세서 사용률은?
- 한 번 도는 전체 시간: __
- 프로세서가 일한 시간: 4 µs.
- 나누기: __
답
- \(20 + 4 + 16 = 40\) µs. 3. \(4 / 40 = 10\%\).
문제 4 · 독립 문제
읽기 8 µs, 계산 1 µs, 쓰기 8 µs인 프로그램이 있다. (1) 단일 프로그래밍에서 프로세서 사용률은? (2) 같은 프로그램 3개를 메모리에 올리고, 한 프로그램이 입출력을 기다리는 동안 다른 프로그램이 계산한다. 세 프로그램의 계산이 서로 겹치지 않고 입출력 장치도 다투지 않는다면 사용률은? (3) 몇 개를 올려야 사용률이 100%가 되는가?
답
(1) \(1 / 17 \approx 5.9\%\).
(2) 17 µs 동안 프로세서가 세 프로그램의 계산 1 µs씩, 모두 3 µs 일한다. \(3/17 \approx 17.6\%\).
(3) 17 µs 동안 1 µs씩 계산하는 프로그램 17개를 겹치지 않게 놓으면 빈틈이 없다. 17개. 실제로는 입출력 장치를 두고 다투므로 이보다 많이 필요하거나 100%에 이르지 못한다.