一、填空（每小题5分，共20分）

（注意：答题时先给出填空内容，再作必要的说明）

1、设系统中仅有一个资源类，其中共有3个资源实例，使用此类资源的进程共有3个，每个进程至少请求一个资源，它们所需资源最大量的总和为X，则发生死锁的必要条件是：_________。

2、在一个请求分页系统中，采用先进先出页面置换算时，假如一个作业的页面走向为1，2，3，4，1，2，5，1，2，3，4，5，当分配给该作业的物理块数M分别为3和4时，访问过程中发生的缺页次数为_________和_________。（假定开始时，物理块中为空）

3、设系统中有三种类型的资源（A、B、C）和五个进程（P0，P1，P2，P3，P4），某时刻的状态如下：

根据银行家算法可知，该时刻存在着一个安全序列：____________________________________。

4、根据Bernstein 条件（程序能并发执行，且具有可再现性的条件），则如下4条语句中：

S1： a:=x+y

S2：　b:=z+1

S3：　c:=a-b

S4：　w:=c+1

S1和S2两条语句_________并发执行，S3和S4两条语句_________并发执行。（本小题填空时考虑：是否可以并发执行）

二、回答下列问题（每小题6分，共30分）

1、什么要引入设备独立性？如何实现设备独立性？

2、举例说明在分页系统中，如何实现内存共享？要求图示说明。

3、从用户角度看，引入线程后有何好处？

4、生产者－消费者问题的同步算法中，为什么颠倒生产者进程中的两个P操作的次序，将导致进程死锁？

5、Intel 80386在保模式下工作时，为什么对内存有保护作用？

三（10分）

进程P1和P2通过两个缓冲区给进程P11、P12、P21、P22传递信息，进程P11、P12取进程P1的信息，进程P21、P22取进程P2的信息。假定这两个缓冲区一样大小，所要传递的信息也与缓冲区一样大，同一时刻只能由一个进程往缓冲区中送信息或取信息。试用PV操作来实现这6个进程之间的同步与互斥关系，只要求写出进程P1与P11的同步算法。

四、（10分）

在DOS、WINDOWS操作系统中使用的FAT文件系统中，一个文件使用的磁盘空间以簇为单位进行分配，并且将一个文件使用的全部簇组成一个链表放在FAT表（文件分配表）中；在UNIX中，一个文件使用的磁盘块号放在I结点（索引结点）中。试分析比较这两种典型的文件物理结构，在分析时要考虑到文件大小不同时对性能的影响。

五、（15分）

用户程序在需要OS提供某种服务时，是通过系统调用来完成的。请以一个具体例子（如读写磁盘、在显示屏幕上显示字符等）说明系统调用的处理过程。你可以按照一个你熟悉的操作系统（如UNIX、WINDOWS、LINUX）来说明，也可以介绍你自己根据某个硬件环境设计的系统调用的处理过程。

六、（15分）

页表设计。某系统采用了两级页表机制，可使页表所占用内存尽量少，分页地址变换机构如下图：

页目录表共1024项，每个页表1024项。地址转换时，先由分段部件生成线性地址，再由上面所述的分页部件，根据线性地址中的页目录索引在页目录表中找相应的项，该项中为所需页表在内存的块号，找到该页表后，然后按第21－12位的页表索引找到所需页的内存块号，把它与12位偏移相加得到32位的物理地址。

设系统有如表6.1中所示的10个段，已知：1－8段从内存的200000H处开始由低地址到高地址连续存放，映射到3G＋4M开始的线性地址空间；9段（缓冲区）放在400000H开始的内存，映射的线性地址同物理地址；显存从B8000H开始，映射到3G开始的线性地址空间。本题用的页目录表和页表如表6.2中所示，所有页表连续存放。

表6.1

1、请按下面的格式设计页目录表和页表

表6.2

2、线性地址为：C0401010H、C0404010H、C0414010H，则物理地址是多少，所在段的段名是什么？

南京航空航天大学2002年数据结构与程序设计试题

一、将下列稀疏矩阵的非零元素表示成三元组的形式和十字链表的形式。

二、设一棵二叉树的层次遍历序列为ABDEGHJK，中序遍历序列为GDJHKBEA。
（1）画出这棵二叉树示意图
（2）说明建立这棵二叉树的原理
三、回答下列B树（有些教材中称为B-树）问题：
（1）一棵4阶4层（根为第一层，叶子为第二层）的B树，至少有多少关键字，至多有多少关键字
（2）在含有n个关键字的m阶B树中进行查找时，最多访问多少个结点。
四、哈希表中使用哈希函数H（key）=3 * key % 11,并采用开放定址法处理冲突，随机探测再散列的下一地址公式为：
　　　　　d1=H (key )
di=( di-1 +7 * key ) % 11 （I=2,3…..）
试在0到10的散列地址空间中对关键字序列（22，41，53，46，30，13，01，67）画出Hash表示意图，并求在等概率情况下查找成功的平均查找长度。
五、求出一棵滿k叉树的叶子结点数n和所有非叶子结点数m之间的关系，给出求解过程。
六、已知两个链表A和B，其元素值递增排列。编程，将A和B合并成一个递减有序（相同值只保留一个）的链表C，并要求利用原表结点。
七、已知一棵二叉树用二叉链表存储，root 指向根结点，p指向树中任一结点。编程，输出从root 到p 之间路径上的结点。
八、已知一棵树用孩子－兄弟链表存储。编程，计算该树的叶子数。
九、设有n 个整数组成的序列，每个整数为－1，0，1之一。编写一个时间复杂度为O（n）的算法，使该序列按负数、零、正数的次序排好。
十、已知n个顶点的带权图用邻接矩阵表示，编写函数，实现用Kruskal算法构造最小生成树，要求对函数中所使用的变量和内容做详细的注释说明。