操作系统练习题集：并发同步、调度算法与资源分配

"这是一个关于操作系统考试复习的资料，包含多个练习题，旨在帮助备考操作系统课程的学生进行复习和练习。题目涵盖进程同步与通信、作业调度、资源分配、死锁检测以及内存管理等多个核心概念。" 1. **进程同步与通信**： - 信号量机制是实现进程同步的重要工具。题目中提到的爸爸、儿子、女儿问题是一个经典的哲学家就餐问题变体，需要通过P、V原语来确保资源（苹果和桔子）的正确分配，避免死锁的发生。信号量的初值应设置为1，表示盘中最多只能有一个水果。 2. **高级通信原语SEND和RECEIVE**： - 题目要求填充P、V操作以实现通信过程的同步，SEND和RECEIVE原语通常用于消息传递，这里的P、V操作将用于确保消息的正确发送和接收，防止数据竞争。 3. **作业调度**： - 短作业优先（SJF）调度算法优先处理等待时间较短的作业，而抢占式优先权调度则根据优先级抢占CPU。题目中给出了作业的到达时间和运行时间，需要计算每个作业的周转时间和带权周转时间，以评估调度效率。 4. **时间片轮转调度**： - 时间片轮转调度算法将CPU时间划分为固定长度的时间片，每个进程在时间片结束前获得CPU使用权。这里同样需要计算平均周转时间和平均带权周转时间。 5. **资源分配与安全状态**： - 在资源分配问题中，需要确定系统资源总量，以及每个进程的最大需求。然后通过安全序列检查法判断是否存在安全状态，即是否存在一种顺序分配资源的方式，使得所有进程都能完成。如果存在P2提出额外资源请求的情况，需要判断是否会影响安全状态。 6. **资源分配图与死锁**： - 资源分配图是表示进程间资源分配关系的图形工具，通过化简资源分配图可以判断是否可能出现死锁。死锁的四个必要条件包括互斥、占有并等待、无剥夺和循环等待，如果满足这些条件，系统可能存在死锁。 7. **内存管理**： - 首次适应、循环首次适应、最佳适应和最坏适应是四种不同的内存分配策略。每种策略都有其优缺点，例如首次适应可能留下大量小碎片，而最佳适应可能导致大块内存无法有效利用。 8. **分页存储管理**： - 快表是在页表基础上加速地址转换的机制。在给定的页表中，需要计算页号到物理块号的映射，并考虑不同内存分配算法（如首次适应、循环首次适应、最佳适应、最坏适应）下的内存分配结果。 这些练习题覆盖了操作系统的关键概念，对于理解和掌握操作系统原理非常有帮助。通过解决这些问题，学生可以深入理解操作系统的运作机制，为考试做好充分准备。