操作系统期末考试重点：信号量、进程调度与页面淘汰

"计算机操作系统期末考试题及答案 (2).pdf" 这个文件包含了计算机操作系统课程的期末考试题目及其答案，涵盖了操作系统的基本概念、进程管理、内存管理、文件系统和设备管理等多个重要知识点。以下是对这些知识点的详细说明： 1. **信号量机制**：信号量是一种用于进程同步和互斥的工具。在这个问题中，信号量S的初值为10，经过16次P操作（表示请求资源，减1）和15次V操作（表示释放资源，加1）后，S的值应为9。 2. **进程调度**：进程调度有抢占式和非抢占式两种方式。抢占式调度允许高优先级的进程中断低优先级进程的执行，而非抢占式调度则一旦进程获得CPU就会一直执行到自愿交出CPU或完成。 3. **索引文件**：索引文件是一种文件组织形式，每个索引文件都有一个索引节点（或称为i-node）表，用于存储文件在外存的位置信息，便于快速查找和访问文件。 4. **分页系统与LRU算法**：LRU（最近最少使用）页面淘汰算法是一种常用的页面替换策略。在这个例子中，作业的页面走向为4、3、2、1、4、3、5、4、3、2、1、5，分配4个物理块，开始时没有装入页面，因此会产生8次缺页中断。 5. **信号量的应用**：信号量常用于实现进程间的同步、互斥以及描述前趋关系。同步用于控制多个进程的执行顺序，互斥则确保临界区的独占访问。 6. **并发执行的特征**：程序并发执行时，表现出间断性（执行过程被打断）、失去封闭性（由于其他进程的影响，程序执行结果不可预测）、不可再现性（同样的输入可能因为调度不同而得到不同的输出）和独立性（每个进程都有自己的独立运行路径）。 7. **判断题**： - 文件系统中，分配存储空间的基本单位通常不是记录，可能是块。 - 多道功能的操作系统不一定是多用户，但多用户系统一定是多道功能的。 - 虚拟存储器是一种逻辑上的扩展，其大小可以超过物理内存。 - 批处理系统的主要优点是提高系统吞吐量和资源利用率，但系统开销可能较大。 - 源程序在文件系统中不一定是记录式文件，可能是流式文件或其他形式。 - 在多道程序环境下，普通用户通常不能直接访问内存。 - 顺序文件在磁盘上也可以建立，但访问效率相对较低。 - SPOOLing系统确实通过输入/输出井实现了设备虚拟化，将独占设备变为共享设备。 - 系统调用是操作系统提供给用户的接口，但它并不最接近硬件，而是位于用户程序和硬件之间。 - 循环等待的进程集合是死锁存在的必要条件，但不一定会导致死锁，还需要满足其他条件。 8. **同步算法**：给出的问题要求使用记录型信号量设计一个缓冲池的同步算法。这里涉及到的信号量包括mutex（互斥信号量，初值1），empty（空缓冲区计数，初值20），full（满缓冲区计数，初值0），以及两个进程的计数变量in和out。Producer进程将数据放入缓冲池，Consumer进程从缓冲池取出数据。这个算法确保了生产者和消费者对缓冲区的访问是同步和互斥的。 以上内容涵盖了操作系统的核心概念，对于理解和掌握操作系统的工作原理非常有帮助。