4．什么是LRU算法？请简述该算法实现思想。
五、综合题（9分）
生产围棋的工人不小心把相等数量的黑子和白字混合装在一个盒子里，现在要用自动分拣系统把黑子和白子分开，该系统由两个并发执行的进程PA和PB组成，系统功能如下： .PA专拣黑子，PB专拣白子；
.1、每个进程每次只拣一个子，当一个进程拣子时，不允许另一个进程去拣子； .2、当一个进程拣了子（黑子或白子）后，必须让另一个进程去拣一个（白子或黑子）。 请回答：写出用PV操作时应定义的信号量和初值；
根据定义的信号量，写出用PV操作管理两个并发进程的程序。 分析：
由本题分析，可知pa进程和pb进程存在两种关系，互斥（由1得知pa和pb不能同时
访问盒子，即盒子为临界资源）和同步（由2得知必须按照这样的顺序pa—pb—pa—pb—pa），但是有同步关系可以看出，两进程不可能同时去访问盒子，所以互斥关系已经由同步关系概括了，并且分析得知：
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存在pa—pb和pb—pa两种先序关系，分别设两个信号量s1=1和s2=0即可实现。
试卷三答案
一、单项选择题（10分，每空1分） 1. 【答案】A
【解析】操作系统用来控制和管理计算机的硬件和软件资源。最为硬件上面的第一层软件，属于系统软件。办公软件和信息管理软件属于应用软件。 2. 【答案】B
【解析】进程有三种基本状态，执行状态、就绪状态和阻塞状态。新建进程属于就绪状态，当获得CPU调度后变为执行状态，如果时间片用完后重新恢复为就绪状态；如果是在运行中出现I/O请求，则可以转换为阻塞状态；当阻塞时间发生后则进程转换为就绪状态。 3. 【答案】C
【解析】在单CPU的系统中，处于执行状态的进程只有1个，因此处于就绪状态的进程最多有9个。 4. 【答案】B
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【解析】进程调度就是由进程调度程序按照某种调度算法从就绪队列中选择一个进程，获得CPU进入执行状态。 5. 【答案】A
【解析】在分页存储管理方式中，将作业的逻辑地址空间划分成若干大小相等的片，称为页面，与之对应的将物理内存划分为与页面大小相等的物理块；为了记录每个进程的页面和内存中物理块号的对应关系，设置了页表来实现地址转换。 6. 【答案】B
【解析】计算机的程序和数据信息是以文件的形式存放在外存上的，所以文件的存储空间的管理实际上是对外部存储空间的管理。 7. 【答案】A
【解析】按照资源的共享属性可以把设备分为共享设备和独占设备，一段时间内只允许一个进程使用的设备为独占设备，打印机属于独占设备。采用虚拟技术可以将独占设备虚拟为共享设备。 8. 【答案】C
【解析】引入通道技术后，通道作为一个特殊的处理机，通过执行相应的通道程序完成对I/O设备的控制，从而实现CPU、通道和I/O设备三者的并行操作。 9. 【答案】C
【解析】在生产者进程向共享缓冲器中送数据前，首先要判断是否有空闲的缓冲器，因为缓冲器的容量为8，即最多允许送8件物品，因此，设定同步信号量的初值为8，当数据为正值，表示可以到缓冲器放数据，如果为0或负数了，该进程就要阻塞。 10. 【答案】A
【解析】死锁的必要条件有四个，其中互斥条件作为资源本身的特性，是不能破坏的，预防死锁的方案就是从破坏死锁的必要条件进行的，所以，只能破坏后面三个条件。 二、填空题（10分，每空1分，） 1. 【答案】硬件 软件
【解析】计算机系统资源包括硬件和软件资源，操作系统就是对计算机的硬件和软件资源进行管理的。
2．【答案】执行状态 就绪状态 阻塞状态 【解析】考查进程的三种基本状态。
3. 【答案】逻辑地址 物理地址 静态重定位
【解析】作业编译后形成的属于目标模块，采用的是逻辑地址（相对地址），装入内存后，转换为实际的物理地址，因此，需要实现逻辑地址到物理地址的地址变换过程，称为重定位。如果整个地址变换是在装入时一次完成的，称为静态重定位；如果地址变换是随着每条语句真正执行时进行的，称之为动态重定位，动态重定位的实现需要重定位寄存器硬件支持的。
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4. 【答案】页号 页内地址（偏移量）
【解析】在分页存储管理方式的地址变换时，首先将逻辑地址根据页面大小分解称为页号和页内地址(也可称为偏移量)，根据页号查询页表，获得物理块号，由块号和页内地址组合形成实际物理地址。
三、判断对错题（5分，每题1分，正确的打√，错误的打×） 1. 【答案】×
【解析】进程控制块应该是进程存在的唯一标志，进程的结构特征包括程序段、数据段与进程控制块。 2．【答案】×
【解析】所谓程序的并发实质上应该是进程的并发，程序作为一个指令的集合，属于静态实体，是不能实现并发执行的。 3. 【答案】×
【解析】在单处理机环境下，处于执行状态的进程最多有1个，本题中，若无进程处于运行状态，就绪队列可以为空，但是等待队列不一定为空。 4. 【答案】×
【解析】在分页存储管理方式中，地址变换是经过逻辑地址的分解，形成页号和页内地址，然后通过查找页表，获得物理块号，由块号和页内地址形成实际物理地址的。因此不是作业装入内存时完成地址变换的。 5. 【答案】√
【解析】借助于SPOOLING技术实现了设备的虚拟化。可以说，虚拟设备采用的核心技术为SPOOLING技术。
四、简答题（16分，每题4分）
1．答：进程是程序在一个数据集合上运行的过程，它是系统进行资源分配和调度的独立单位，进程包括动态性、并发性、独立性和异步性的特征，进程的结构特征在于进程实体包括程序段、数据段和进程控制块。
2．答：在多道程序环境下，用一道程序模拟脱机输入时外围机的输入功能，用另一道程序模拟脱机输出时外围机的输出功能，在主机的直接控制下，实现了脱机输入和输出的功能，这种在联机情况下实现的同时外围操作称之为SPOOLING技术。
其主要由三部分组成：（1）输入井和输出井，均属于磁盘上开辟的暂存输入输出数据的空间；（2）输入缓冲区和输出缓冲区，缓和CPU和磁盘之间速度不匹配的矛盾，在内存中开辟的两个缓冲区，用来实现与设备的输入输出管理；（3）输入进程SPi和输出进程SPO。实现模拟机的输入和输出管理功能。
其特点：（1）提高了I/O的速度；（2）将独占设备改造为共享设备；（3）实现了虚拟设备功能。
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