请解释信号量在操作系统中实现进程同步与互斥的作用机制，并给出一个具体的段页式存储管理中的地址映射示例。

信号量是操作系统中用于控制多个进程对共享资源的访问的同步机制。它由荷兰计算机科学家Edsger W. Dijkstra提出，是一种广泛应用于并发编程中的变量，用于实现进程间的同步与互斥。信号量的值可以用来表示可用资源的数量，当进程请求一个资源时，会先执行一个wait()操作，即P操作，这个操作会将信号量的值减1；如果信号量的值小于0，进程会被阻塞，直到信号量的值非负。当进程释放一个资源时，会执行一个signal()操作，即V操作，将信号量的值加1，如果有进程被阻塞在该信号量上，它们将被唤醒并尝试执行wait()操作。

参考资源链接：[电子科技大学820计算机专业基础考研真题解析](https://wenku.csdn.net/doc/5uqohf2ott?spm=1055.2569.3001.10343)

在段页式存储管理中，地址映射是指将虚拟地址转换为物理地址的过程。以一个具体的例子来说明：假设有32位地址空间，其中高10位表示段号，中间10位表示页号，低12位表示页内偏移。当一个进程访问一个虚拟地址时，首先根据段号访问段表，找到对应的段表项，段表项中包含了段的基址和段的长度信息。然后，将页号与段基址结合，形成页表索引，通过页表索引访问页表，找到对应的页表项。页表项中包含了该页的物理页号和一些控制信息。最后，将虚拟地址中的页内偏移与物理页号结合，计算得到物理地址，并进行数据访问。

整个过程涉及到的操作包括段表访问、页表访问和最终的物理地址计算。值得注意的是，在实际的系统中，为了提高地址转换的效率，通常会采用快表（TLB）进行优化。快表缓存了最近使用的地址映射信息，可以大幅度减少访问内存的次数，从而提高地址转换的速度。

对于准备考研的学生而言，掌握这些概念是至关重要的。通过《电子科技大学820计算机专业基础考研真题解析》这本书，考生可以深入了解这些概念，并通过历年真题的解析，巩固和加深对操作系统中进程同步与互斥、段页式存储管理以及地址映射的理解。

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