操作系统是计算机科学的基础，它是管理和控制计算机硬件与软件资源的计算机程序。集美大学的这份期末考试试卷1主要考察了操作系统的基本概念、进程管理、内存管理、文件系统以及进程通信等多个核心知识点。以下是对试卷中涉及的主要内容的详细解释：
1. **虚拟设备**：虚拟设备是一种技术，通过软件模拟，使得多个用户或进程能够同时访问一个共享的、通常是由硬件提供的资源，例如打印机。虚拟设备允许将独占设备转化为共享设备，提高了设备利用率。
2. **进程与程序的区别**：进程是程序的执行实例，具有独立的生命周期和资源，而程序是一组静态的指令集合。进程是动态的，有开始和结束，而程序是静态的，一旦创建就永久存在。一个程序可以对应多个进程，反之亦然。
3. **Hyper-Threading技术**：这是Intel的一种多线程技术，通过在一个物理处理器核心内部模拟两个逻辑核心，让单个核心能同时处理两个线程，从而提升处理器的并发处理能力。
4. **死锁的必要条件**：死锁发生需满足四个条件：互斥条件、占有并等待、无剥夺条件和循环等待。简单来说，就是每个进程都占有某些资源但又都在等待其他进程释放资源，形成一个无法打破的循环。
5. **文件控制块的主部和次部**：FCB（File Control Block）是操作系统用来管理文件的数据结构。主部包含文件的基本信息，如文件名、权限、创建日期等；次部包含文件的物理位置信息，如文件在磁盘上的位置，便于快速访问。
6. **资源分配避免死锁**：对于m个资源和n个进程的情况，如果m>n，每个进程最多申请(m-n+1)个资源，系统不会发生死锁。因为至少有一个进程能获得所有资源。当m<=n时，每个进程最多申请1个资源，这样确保至少有一个进程能获取所有资源。
7. **操作系统的特性**：操作系统的两个重要特性是并发性和共享性。并发性指多个进程可以同时执行，共享性则意味着资源可以被多个进程同时使用。
8. **处理机状态转换**：从目态到管态的唯一途径是通过陷阱（trap）或异常（exception），管态到目态的转换通常修改程序状态字（PSW）。
9. **进程状态转换**：进程状态包括运行、就绪和等待。就绪变为运行通常是调度器选择的结果，运行变为就绪可能是因为被抢占，运行变为等待可能是等待I/O，等待变为就绪则是因为等待的事件已完成。
10. **线程的概念**：线程是进程内的一个执行单元，拥有自己的栈和程序计数器，与进程内的其他线程共享内存空间。
11. **虚拟页式存储管理**：涉及虚拟地址到物理地址的转换，页表用于记录虚拟页号到物理页号的映射。题中涉及虚拟地址到物理地址的转换计算，以及不同页面淘汰算法的缺页中断次数。
12. **文件系统**：UNIX系统中，文件物理结构通常使用索引节点（inode）和数据块来存储文件，题中计算访问不同逻辑块所需的I/O传输次数。
13. **实时任务调度**：早期截止期优先（EDF）和速率单调（RMS）算法是实时任务调度策略，用于确保任务能在其截止期限前完成。题目要求画出Gantt图以展示这些算法如何工作。
14. **信号量和PV操作**：信号量和PV操作是用于进程同步和互斥的工具，题中要求设计仓库物品入库的同步机制，以及读者/写者问题的解决方案，强调读者优先。
这些知识点涵盖了操作系统的基本原理和实践应用，对于理解和掌握操作系统至关重要。通过学习和解答这样的试卷，学生可以深入理解操作系统的核心概念，并具备解决实际问题的能力。
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