操作系统2011年3班期中小测验

操作系统2011年3班期中小测验
1. 综合（25'）
请简述计算机系统启动，直到运行第一个用户应用程序，然后派生出第二个线程的整个过程中的可能的步骤，并分析每一个步骤的代价（大／中／小），说明理由。

2. 进程与线程（25'）
假设线程有运行（running）、就绪（ready）、等待（waiting）和休眠（suspended）四种状态。

请分别说明什么时候会发生以下状态转换：
a) 运行==> 等待(4')
b) 就绪==> 运行(4')
c) 等待==> 就绪(4')
d) 等待==> 休眠(4')
e) 请证明SJF调度策略在非抢占（non-preemptive）情况下是最优的(9')。

3. 进程间同步与死锁（30'）
现有四个进程P0, P1, P2, P3，三类资源A, B, C，各有7、5、5个。

资源分配矩阵如下：
A B C
P0 0 1 0
P1 2 0 0
P2 3 0 3
P3 2 2 2
资源请求矩阵如下：
A B C
P0 0 0 0
P1 2 0 2
P2 0 0 0
P3 1 0 0
可用资源向量为：
A B C
0 2 0
a) 请问：目前是否存在死锁？如果不存在死锁，请给出一个能够让所有进程执行完的序列(8')
假设有一个科学计算进程scicomp，它每次从任务队列中获得一个计算任务，然后进行计算：void scicomp ()
{
while (true)
{
get_task ();
comp ();
}
}
任务队列中的任务数存放在全局变量m中：
int m;
当任务队列为空时，它唤醒另一个进程taskassign，分配一些计算任务，放在队列中：
void taskassign ()
{
while (true)
{
m = put_task ();
}
}
其中，put_task ()返回的是放入队列的任务个数。

假设scicomp在队列为空时不能执行get_task()，而taskassign只能在队列为空时执行，队列的大小没有限制。

要求：
b) 使用信号量，并修改以上scicomp和taskassign代码，使得程序能够满足以上条件(8');
c) 说明为什么你的程序是对的(4')
d) 请使用二元信号量（binary semaphore，即值只能为0或1的信号量）实现计数信号量（counting semaphore，取值可为任意整数）(10')。

4. 内存管理(20')
a) 请简述采用TLB和2级页表时，内存访问的步骤(10')；
b) 请比较反向页表（inverted page table）和散列页表（hashed page table）的优缺点(10')。