学堂在线final1

【知识点详解】 1. **最佳适配算法(Best Fit)**: 这是一种动态分区存储管理策略，用于分配内存。在分配内存块时，它会选择最小的空闲分区来满足分配需求，以尽量减少内存碎片。在给定的例子中，初始空闲内存为55MB，分配15MB、30MB后，再释放15MB，然后依次分配8MB和7MB。最佳适配算法会将8MB分配到15MB释放后的空闲分区中，7MB分配到剩余的17MB分区中。因此，最后的最大空闲分区是1MB。 2. **单地址方案**: 在这种存储管理方式中，逻辑地址直接映射到物理地址，没有额外的寻址层次。题目提到内存地址长度为32位，其中段号占10位，所以最大段号为2^10-1，段长由剩下的22位决定。因此，最大段长为2^22字节。 3. **分页存储管理**：在二级页表系统中，页大小为2^10字节，页表项大小为4字节，逻辑地址空间大小为2^16页。逻辑地址结构中，一级页号占用的部分决定了需要一级页表的数量。由于一级页号有16-10=6位，所以一级页表至少需要2^6个表项。 4. **CPU访问内存**：在具有TLB和Cache的分页系统中，CPU取指令或数据时，通常首先查找高速缓存，命中则无需访问主存；未命中则查找TLB，命中则更新TLB并访问内存；如果TLB也未命中，则需要访问主存获取页表信息，再访问内存。因此，至少需要访问主存一次。 5. **用户态与内核态切换**：（1）整数除以0会触发异常，导致用户态转为内核态处理错误；（2）cos数学函数调用可能涉及库函数，不会直接切换状态；（3）read系统调用是系统接口，会切换到内核态执行。 6. **缺页处理**：在缺页中断处理时，操作系统可能会修改页表以记录新分配的物理页，执行磁盘I/O以加载所需页面，以及分配空闲的页框给新页面。 7. **虚拟存储器容量**：主存16MB，辅存2GB，地址寄存器32位。虚存最大容量由地址寄存器决定，即2^32字节。但由于实际限制，虚存不超过主存+辅存，所以最大容量为2GB + 16MB。 8. **LRU替换算法**：LRU(Least Recently Used)算法将最近最少使用的页面替换出去。进程访问顺序1、3、2、4、2、3、1、2，最多分配3个物理页，初始缺页1次，之后的缺页次数为4、2、1、2，因为3和4无法同时在内存中。 9. **互斥信号量mutex**：当一个进程进入临界区，其他进程必须等待，所以mutex应该等于-1，表示有一个进程在使用资源，其他进程在等待。 10. **信号量管理**：P操作减1，V操作加1。6次P操作后，信号量值为-6，接着2次V操作，值变为-4，如果信号量值为负，表示有相应数量的进程被阻塞。现在值为-3，说明有3个进程被阻塞。初值为负数无意义，所以初始值应为0。 11. **二值信号量**：用于互斥的二值信号量通常初始化为1，表示资源可被一个进程占用，其余进程等待。 12. **信号量值与资源状态**：信号量初值为4，当前值为2，意味着可用资源减少了2个，但仍有2个资源可用，所以M=2，N=0。 13. **并发进程与共享变量**：在没有同步机制的情况下，两个并发进程执行加减1操作，可能出现数据竞争，结果可能为0、1或2。但是，由于题目中未提及同步机制，所以结果可能不唯一，取决于执行顺序。 以上是对题目涉及的计算机系统管理、内存管理和并发控制相关知识点的详细解析。这些知识点是操作系统课程的重要组成部分，涵盖了存储管理、进程同步和通信等方面的内容。