操作系统原理试题：调度算法与死锁

"这是一份天津大学软件学院软件工程专业的操作系统原理考试试卷，包含了多项选择题，涵盖了操作系统调度算法、死锁预防、指令执行权限、系统调用处理、磁盘空间管理、虚实地址转换、文件操作以及页面置换算法等多个知识点。" 1. 调度算法与饥饿现象: 饿食能力是指由于资源分配不均，某个或某些进程长时间无法获得执行的机会。选项中，时间片轮转可能导致饥饿，因为如果一个高优先级进程持续存在，低优先级进程可能永远得不到执行；静态优先级调度也可能导致饥饿，如果优先级不变，低优先级进程可能永远等待；非抢占式作业优先如果高优先级作业一直存在，低优先级作业可能饥饿；而抢占式短作业优先更注重短作业的快速响应，理论上不太可能导致饥饿。 2. 死锁预防: 互斥设备的分配问题涉及到死锁预防。要确保系统不会发生死锁，需要满足银行家算法的条件，即安全状态。在这个问题中，三个并发进程分别最多需要3,4,5台设备，总需求是12台，因此系统至少需要12台设备才能保证不死锁。所以答案是D.12。 3. 用户态与特权指令: 在操作系统中，有些指令如关中断指令只能在核心态（内核态）执行，因为它涉及到系统的安全性。因此，D.关中断指令是在用户态不能执行的。 4. 系统调用处理: 当进程调用阻塞式系统调用read()后，操作系统完成读操作后，会将进程状态从阻塞态改为就绪态，准备再次执行。所以A.修改进程状态为就绪态是正确的。 5. 磁盘空间管理与位图法: 若分区大小为10GB，簇大小为4KB，需要的位图大小是10GB / 4KB / 8（一字节包含8位）= 2500K，约等于320K。因此，答案是D.320K。 6. 虚实地址转换与TLB: 加快虚实地址转换的方法包括增大快表(TLB)以提高命中率，让页表常驻内存减少页表查找时间。因此，答案是C.仅I,II，增加交换区与地址转换无关。 7. 文件操作: 当一个文件首次被打开时，操作系统通常会将文件控制块（FCB）加载到内存，以便后续的文件操作。所以B.将文件控制块读到内存中是正确答案。 8. 页面置换算法与Belady异常: Belady异常是指在某些页面置换算法下，增加页框反而增加缺页次数。FIFO算法和LRU算法可能出现这种异常，但OPT算法（最佳页面置换算法）总是选择未来最久未使用页面，不会出现Belady异常。因此，答案是B.仅I,II。 9. 管道(Pipe)通信: 管道是单向的，只能实现单向数据传输，A选项错误；它的容量有限，通常由系统决定，B选项错误；进程间的通信可以通过管道进行，C选项描述不准确。正确答案没有给出，但根据描述，没有正确选项。 这些知识点覆盖了操作系统的基础理论和实践应用，是理解和学习操作系统原理的重要内容。