整理操作系统的习题 第三版 西安电子科技大学出版社.pdf

操作系统是计算机系统的核心组成部分，它管理着计算机的硬件资源，如CPU、内存、磁盘等，并提供服务供用户和应用程序使用。以下是对给定内容中涉及的操作系统知识点的详细解释： 1. **进程调度**： - 单道运行与多道运行：在单道运行模式下，程序依次执行，没有并发性，总时间是各程序执行时间之和。而在多道运行中，多个程序可以并发执行，减少了总的执行时间。例如，给定的A、B、C三个程序，在多道运行下总时间为190ms，比单道运行的260ms更短。 2. **临界区与互斥**： - 互斥原语：通过设置锁（如W），可以实现对临界区的保护。`LOCK(W)`用于进入临界区，`UNLOCK(W)`用于退出。然而，这种简单的原语可能导致进程忙等待，即当W=1时，进程会不断检查并等待，浪费CPU时间。 3. **信号量机制**： - 信号量是一种同步工具，用于控制对共享资源的访问。在给定的例题中，`empty`和`full`信号量用于控制单缓冲区的读写操作。`Collect`任务在`wait(empty)`后获取缓冲区，`Computer`任务在`wait(full)`后读取数据，然后分别使用`signal(full)`和`signal(empty)`释放资源。 4. **同步与死锁**： - 小和尚与老和尚问题是一个经典的同步问题，可以通过信号量解决。在该问题中，需要设置不同类型的信号量以确保资源的正确使用，避免冲突。 - 死锁的判断：当资源分配可能导致无法继续进行的情况时，就会发生死锁。例如，第2种情况中，两个进程可能各自占用3个资源，导致彼此等待对方释放资源，形成死锁。 5. **虚拟内存**： - 请求页式管理：系统维护页表来映射虚拟地址到物理地址。给定的例题中，通过查找页表，可以计算出逻辑地址对应的物理地址。例如，0A3CH转化为物理地址103CH，223CH转化为1C3CH。 - 缺页次数计算：在LRU算法下，如果页面大小能容纳200个整数，那么数组按行存储时，初始化数组可能会导致频繁的缺页，因为每行都会跨越至少两个页面，导致当前页面未使用完就换出，增加了缺页次数。 这些知识点涵盖了操作系统的基本概念，如进程调度、同步机制、内存管理和死锁预防，是学习操作系统时需要掌握的关键点。在实际应用中，理解和掌握这些原理对于优化系统性能和避免潜在问题至关重要。