2025年計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)期末考試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共30分）1.操作系統(tǒng)是對(duì)（）進(jìn)行管理的軟件。A.軟件B.硬件C.計(jì)算機(jī)資源D.應(yīng)用程序答案：C。操作系統(tǒng)是管理計(jì)算機(jī)硬件與軟件資源的計(jì)算機(jī)程序，它統(tǒng)一管理計(jì)算機(jī)的各種資源，包括硬件資源（如CPU、內(nèi)存、磁盤(pán)等）和軟件資源（如文件、程序等）。2.進(jìn)程和程序的本質(zhì)區(qū)別是（）。A.存儲(chǔ)在內(nèi)存和外存B.順序和非順序執(zhí)行機(jī)器指令C.分時(shí)使用和獨(dú)占使用計(jì)算機(jī)資源D.動(dòng)態(tài)和靜態(tài)特征答案：D。程序是靜態(tài)的，它是存放在磁盤(pán)上的可執(zhí)行文件；而進(jìn)程是程序在操作系統(tǒng)中的一次執(zhí)行過(guò)程，是動(dòng)態(tài)的，有自己的生命周期，會(huì)經(jīng)歷創(chuàng)建、運(yùn)行、暫停、終止等狀態(tài)。3.若信號(hào)量S的初值為2，當(dāng)前值為-1，則表示有（）個(gè)進(jìn)程在等待該信號(hào)量。A.0B.1C.2D.3答案：B。信號(hào)量的當(dāng)前值為負(fù)數(shù)時(shí)，其絕對(duì)值表示等待該信號(hào)量的進(jìn)程數(shù)量。這里當(dāng)前值為-1，所以有1個(gè)進(jìn)程在等待該信號(hào)量。4.在分頁(yè)存儲(chǔ)管理系統(tǒng)中，地址轉(zhuǎn)換工作是由（）完成的。A.硬件B.地址轉(zhuǎn)換程序C.用戶(hù)程序D.裝入程序答案：A。在分頁(yè)存儲(chǔ)管理系統(tǒng)中，地址轉(zhuǎn)換工作主要由硬件的地址轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)（如頁(yè)表寄存器等）完成，它可以快速地將邏輯地址轉(zhuǎn)換為物理地址。5.以下（）不是文件的物理結(jié)構(gòu)。A.順序結(jié)構(gòu)B.索引結(jié)構(gòu)C.記錄式結(jié)構(gòu)D.鏈接結(jié)構(gòu)答案：C。文件的物理結(jié)構(gòu)主要有順序結(jié)構(gòu)、鏈接結(jié)構(gòu)和索引結(jié)構(gòu)。記錄式結(jié)構(gòu)是文件的邏輯結(jié)構(gòu)，用于描述文件中數(shù)據(jù)的組織形式。6.當(dāng)一個(gè)進(jìn)程處于（）狀態(tài)時(shí)，稱(chēng)其為阻塞狀態(tài)。A.它正等著給它一個(gè)工作單元B.它正等著輸入一批數(shù)據(jù)C.它正等著進(jìn)程調(diào)度D.它正等著進(jìn)入內(nèi)存答案：B。阻塞狀態(tài)是指進(jìn)程因等待某種事件的發(fā)生而暫時(shí)不能繼續(xù)執(zhí)行的狀態(tài)。當(dāng)進(jìn)程等待輸入一批數(shù)據(jù)時(shí)，它會(huì)進(jìn)入阻塞狀態(tài)，直到數(shù)據(jù)輸入完成。7.下列關(guān)于死鎖的說(shuō)法中，正確的是（）。A.死鎖是指系統(tǒng)中多個(gè)進(jìn)程無(wú)限期地等待永遠(yuǎn)不會(huì)發(fā)生的條件B.死鎖只可能在多個(gè)進(jìn)程之間發(fā)生，在單個(gè)進(jìn)程中不可能發(fā)生死鎖C.死鎖的產(chǎn)生只與資源分配策略有關(guān)，而與并發(fā)進(jìn)程的執(zhí)行速度無(wú)關(guān)D.死鎖可以通過(guò)破壞四個(gè)必要條件之一來(lái)預(yù)防答案：ABD。死鎖是指系統(tǒng)中多個(gè)進(jìn)程無(wú)限期地等待永遠(yuǎn)不會(huì)發(fā)生的條件，導(dǎo)致這些進(jìn)程都無(wú)法繼續(xù)執(zhí)行。死鎖只可能在多個(gè)進(jìn)程之間發(fā)生，單個(gè)進(jìn)程不存在資源競(jìng)爭(zhēng)問(wèn)題，不會(huì)發(fā)生死鎖。死鎖的產(chǎn)生與資源分配策略和并發(fā)進(jìn)程的執(zhí)行速度都有關(guān)?？梢酝ㄟ^(guò)破壞死鎖的四個(gè)必要條件（互斥條件、請(qǐng)求和保持條件、不剝奪條件、環(huán)路等待條件）之一來(lái)預(yù)防死鎖。8.磁盤(pán)調(diào)度算法中，（）算法可能會(huì)隨時(shí)改變磁頭的運(yùn)動(dòng)方向。A.先來(lái)先服務(wù)（FCFS）B.最短尋道時(shí)間優(yōu)先（SSTF）C.掃描（SCAN）D.循環(huán)掃描（CSCAN）答案：AB。先來(lái)先服務(wù)（FCFS）算法按照請(qǐng)求的先后順序處理磁盤(pán)I/O請(qǐng)求，磁頭的運(yùn)動(dòng)方向取決于請(qǐng)求的順序，可能會(huì)隨時(shí)改變。最短尋道時(shí)間優(yōu)先（SSTF）算法選擇距離當(dāng)前磁頭位置最近的請(qǐng)求進(jìn)行處理，也可能會(huì)導(dǎo)致磁頭運(yùn)動(dòng)方向的頻繁改變。掃描（SCAN）和循環(huán)掃描（CSCAN）算法會(huì)按照一定的方向（如從外向內(nèi)或從內(nèi)向外）掃描磁盤(pán)，磁頭運(yùn)動(dòng)方向相對(duì)固定。9.在虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)中，若進(jìn)程在內(nèi)存中占3塊（開(kāi)始時(shí)為空），采用先進(jìn)先出頁(yè)面淘汰算法，當(dāng)執(zhí)行訪問(wèn)頁(yè)號(hào)序列為1、2、3、4、1、2、5、1、2、3、4、5時(shí)，會(huì)產(chǎn)生（）次缺頁(yè)中斷。A.7B.8C.9D.10答案：D。采用先進(jìn)先出（FIFO）頁(yè)面淘汰算法，根據(jù)頁(yè)面訪問(wèn)序列進(jìn)行模擬，當(dāng)訪問(wèn)一個(gè)不在內(nèi)存中的頁(yè)面時(shí)，會(huì)產(chǎn)生缺頁(yè)中斷。具體計(jì)算過(guò)程如下：-訪問(wèn)1，缺頁(yè)，內(nèi)存中頁(yè)面為1-訪問(wèn)2，缺頁(yè)，內(nèi)存中頁(yè)面為1、2-訪問(wèn)3，缺頁(yè)，內(nèi)存中頁(yè)面為1、2、3-訪問(wèn)4，缺頁(yè)，淘汰1，內(nèi)存中頁(yè)面為2、3、4-訪問(wèn)1，缺頁(yè)，淘汰2，內(nèi)存中頁(yè)面為3、4、1-訪問(wèn)2，缺頁(yè)，淘汰3，內(nèi)存中頁(yè)面為4、1、2-訪問(wèn)5，缺頁(yè)，淘汰4，內(nèi)存中頁(yè)面為1、2、5-訪問(wèn)1，不缺頁(yè)-訪問(wèn)2，不缺頁(yè)-訪問(wèn)3，缺頁(yè)，淘汰5，內(nèi)存中頁(yè)面為1、2、3-訪問(wèn)4，缺頁(yè)，淘汰1，內(nèi)存中頁(yè)面為2、3、4-訪問(wèn)5，缺頁(yè)，淘汰2，內(nèi)存中頁(yè)面為3、4、5總共產(chǎn)生10次缺頁(yè)中斷。10.下列關(guān)于線程的說(shuō)法中，錯(cuò)誤的是（）。A.線程是CPU調(diào)度的基本單位B.一個(gè)進(jìn)程可以包含多個(gè)線程C.線程可以獨(dú)立執(zhí)行D.線程比進(jìn)程占用的資源更多答案：D。線程是CPU調(diào)度的基本單位，一個(gè)進(jìn)程可以包含多個(gè)線程。線程可以獨(dú)立執(zhí)行，共享進(jìn)程的資源。與進(jìn)程相比，線程占用的資源更少，因?yàn)榫€程不需要獨(dú)立的內(nèi)存空間和系統(tǒng)資源，它們可以共享進(jìn)程的內(nèi)存和其他資源。11.操作系統(tǒng)中，（）負(fù)責(zé)對(duì)內(nèi)存進(jìn)行管理。A.處理機(jī)管理模塊B.存儲(chǔ)管理模塊C.設(shè)備管理模塊D.文件管理模塊答案：B。存儲(chǔ)管理模塊負(fù)責(zé)對(duì)內(nèi)存進(jìn)行管理，包括內(nèi)存的分配、回收、保護(hù)和擴(kuò)充等功能。處理機(jī)管理模塊主要負(fù)責(zé)進(jìn)程的調(diào)度和管理；設(shè)備管理模塊負(fù)責(zé)對(duì)各種外部設(shè)備進(jìn)行管理；文件管理模塊負(fù)責(zé)對(duì)文件系統(tǒng)進(jìn)行管理。12.在多級(jí)目錄結(jié)構(gòu)中，文件的路徑名是指（）。A.從根目錄到該文件的路徑上所有目錄名和文件名的組合B.從當(dāng)前目錄到該文件的路徑上所有目錄名和文件名的組合C.該文件所在的目錄名D.該文件的文件名答案：A。在多級(jí)目錄結(jié)構(gòu)中，文件的路徑名是從根目錄到該文件的路徑上所有目錄名和文件名的組合，用于唯一標(biāo)識(shí)一個(gè)文件的位置。13.下列關(guān)于緩沖技術(shù)的說(shuō)法中，正確的是（）。A.緩沖技術(shù)可以提高CPU和I/O設(shè)備之間的并行性B.緩沖技術(shù)只能在內(nèi)存中實(shí)現(xiàn)C.緩沖技術(shù)只能用于輸入設(shè)備D.緩沖技術(shù)會(huì)降低系統(tǒng)的性能答案：A。緩沖技術(shù)可以提高CPU和I/O設(shè)備之間的并行性，減少CPU等待I/O操作的時(shí)間。緩沖技術(shù)可以在內(nèi)存中實(shí)現(xiàn)，也可以在硬件設(shè)備（如磁盤(pán)控制器的緩存）中實(shí)現(xiàn)。緩沖技術(shù)不僅可以用于輸入設(shè)備，也可以用于輸出設(shè)備。緩沖技術(shù)通?？梢蕴岣呦到y(tǒng)的性能，而不是降低。14.下列關(guān)于進(jìn)程同步和互斥的說(shuō)法中，錯(cuò)誤的是（）。A.進(jìn)程同步是指多個(gè)進(jìn)程之間在執(zhí)行次序上的協(xié)調(diào)B.進(jìn)程互斥是指多個(gè)進(jìn)程對(duì)共享資源的排他性訪問(wèn)C.同步和互斥是兩個(gè)不同的概念，沒(méi)有任何聯(lián)系D.信號(hào)量機(jī)制可以用于實(shí)現(xiàn)進(jìn)程的同步和互斥答案：C。進(jìn)程同步是指多個(gè)進(jìn)程之間在執(zhí)行次序上的協(xié)調(diào)，以保證它們能夠正確地共享資源和完成任務(wù)。進(jìn)程互斥是指多個(gè)進(jìn)程對(duì)共享資源的排他性訪問(wèn)，同一時(shí)間只允許一個(gè)進(jìn)程訪問(wèn)共享資源。同步和互斥是密切相關(guān)的概念，互斥是同步的一種特殊情況。信號(hào)量機(jī)制可以用于實(shí)現(xiàn)進(jìn)程的同步和互斥。15.下列關(guān)于文件系統(tǒng)的說(shuō)法中，錯(cuò)誤的是（）。A.文件系統(tǒng)負(fù)責(zé)管理文件的存儲(chǔ)和訪問(wèn)B.文件系統(tǒng)可以提供文件的共享和保護(hù)功能C.文件系統(tǒng)只管理磁盤(pán)上的文件，不管理內(nèi)存中的文件D.文件系統(tǒng)可以提高文件的存儲(chǔ)效率和訪問(wèn)速度答案：C。文件系統(tǒng)負(fù)責(zé)管理文件的存儲(chǔ)和訪問(wèn)，提供文件的共享和保護(hù)功能，可以提高文件的存儲(chǔ)效率和訪問(wèn)速度。文件系統(tǒng)不僅管理磁盤(pán)上的文件，也可以管理其他存儲(chǔ)設(shè)備（如光盤(pán)、U盤(pán)等）上的文件，并且在內(nèi)存中也可以有文件系統(tǒng)的相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（如文件緩存）。二、多項(xiàng)選擇題（每題3分，共15分）1.以下屬于操作系統(tǒng)功能的有（）。A.處理機(jī)管理B.存儲(chǔ)管理C.設(shè)備管理D.文件管理答案：ABCD。操作系統(tǒng)的主要功能包括處理機(jī)管理、存儲(chǔ)管理、設(shè)備管理和文件管理。處理機(jī)管理負(fù)責(zé)進(jìn)程的調(diào)度和管理；存儲(chǔ)管理負(fù)責(zé)內(nèi)存的分配和回收；設(shè)備管理負(fù)責(zé)對(duì)各種外部設(shè)備進(jìn)行管理；文件管理負(fù)責(zé)對(duì)文件系統(tǒng)進(jìn)行管理。2.下列關(guān)于進(jìn)程狀態(tài)轉(zhuǎn)換的說(shuō)法中，正確的有（）。A.就緒狀態(tài)的進(jìn)程可以轉(zhuǎn)換為運(yùn)行狀態(tài)B.運(yùn)行狀態(tài)的進(jìn)程可以轉(zhuǎn)換為就緒狀態(tài)C.阻塞狀態(tài)的進(jìn)程可以轉(zhuǎn)換為運(yùn)行狀態(tài)D.阻塞狀態(tài)的進(jìn)程可以轉(zhuǎn)換為就緒狀態(tài)答案：ABD。就緒狀態(tài)的進(jìn)程在獲得CPU資源后可以轉(zhuǎn)換為運(yùn)行狀態(tài)；運(yùn)行狀態(tài)的進(jìn)程在時(shí)間片用完或被更高優(yōu)先級(jí)的進(jìn)程搶占CPU時(shí)可以轉(zhuǎn)換為就緒狀態(tài)；阻塞狀態(tài)的進(jìn)程在等待的事件發(fā)生后可以轉(zhuǎn)換為就緒狀態(tài)，但不能直接轉(zhuǎn)換為運(yùn)行狀態(tài)，需要先進(jìn)入就緒隊(duì)列等待CPU調(diào)度。3.下列哪些方法可以預(yù)防死鎖（）。A.破壞互斥條件B.破壞請(qǐng)求和保持條件C.破壞不剝奪條件D.破壞環(huán)路等待條件答案：ABCD。預(yù)防死鎖可以通過(guò)破壞死鎖的四個(gè)必要條件之一來(lái)實(shí)現(xiàn)。破壞互斥條件可以允許多個(gè)進(jìn)程同時(shí)訪問(wèn)共享資源；破壞請(qǐng)求和保持條件可以要求進(jìn)程在申請(qǐng)資源時(shí)一次性申請(qǐng)所需的所有資源；破壞不剝奪條件可以允許系統(tǒng)在必要時(shí)剝奪進(jìn)程已占用的資源；破壞環(huán)路等待條件可以通過(guò)對(duì)資源進(jìn)行編號(hào)，要求進(jìn)程按照編號(hào)順序申請(qǐng)資源。4.下列關(guān)于虛擬內(nèi)存的說(shuō)法中，正確的有（）。A.虛擬內(nèi)存是一種邏輯上的內(nèi)存擴(kuò)充技術(shù)B.虛擬內(nèi)存可以將內(nèi)存和外存結(jié)合起來(lái)使用C.虛擬內(nèi)存的大小只受物理內(nèi)存的限制D.虛擬內(nèi)存可以提高系統(tǒng)的并發(fā)度答案：ABD。虛擬內(nèi)存是一種邏輯上的內(nèi)存擴(kuò)充技術(shù)，它將內(nèi)存和外存結(jié)合起來(lái)使用，使得程序可以使用比物理內(nèi)存更大的地址空間。虛擬內(nèi)存的大小受計(jì)算機(jī)的地址空間和外存容量的限制，而不僅僅受物理內(nèi)存的限制。虛擬內(nèi)存可以提高系統(tǒng)的并發(fā)度，允許更多的進(jìn)程同時(shí)運(yùn)行。5.下列關(guān)于文件操作的說(shuō)法中，正確的有（）。A.打開(kāi)文件操作會(huì)將文件的相關(guān)信息從外存讀入內(nèi)存B.關(guān)閉文件操作會(huì)將文件的相關(guān)信息從內(nèi)存寫(xiě)回外存C.讀文件操作會(huì)將文件的數(shù)據(jù)從外存讀入內(nèi)存D.寫(xiě)文件操作會(huì)將內(nèi)存中的數(shù)據(jù)寫(xiě)入外存答案：ABCD。打開(kāi)文件操作會(huì)將文件的相關(guān)信息（如文件控制塊）從外存讀入內(nèi)存，以便后續(xù)的文件操作。關(guān)閉文件操作會(huì)將文件的相關(guān)信息（如文件的修改信息）從內(nèi)存寫(xiě)回外存，確保數(shù)據(jù)的一致性。讀文件操作會(huì)將文件的數(shù)據(jù)從外存讀入內(nèi)存，供程序使用。寫(xiě)文件操作會(huì)將內(nèi)存中的數(shù)據(jù)寫(xiě)入外存，更新文件的內(nèi)容。三、判斷題（每題1分，共10分）1.操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的核心軟件，它直接運(yùn)行在硬件之上。（）答案：正確。操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的核心軟件，它直接管理計(jì)算機(jī)的硬件資源，為用戶(hù)和應(yīng)用程序提供接口，是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中最底層的軟件，直接運(yùn)行在硬件之上。2.進(jìn)程和線程的區(qū)別在于，進(jìn)程是資源分配的基本單位，而線程是CPU調(diào)度的基本單位。（）答案：正確。進(jìn)程是資源分配的基本單位，擁有自己獨(dú)立的內(nèi)存空間、系統(tǒng)資源等。線程是CPU調(diào)度的基本單位，共享進(jìn)程的資源，一個(gè)進(jìn)程可以包含多個(gè)線程。3.信號(hào)量機(jī)制只能用于實(shí)現(xiàn)進(jìn)程的互斥，不能用于實(shí)現(xiàn)進(jìn)程的同步。（）答案：錯(cuò)誤。信號(hào)量機(jī)制既可以用于實(shí)現(xiàn)進(jìn)程的互斥，也可以用于實(shí)現(xiàn)進(jìn)程的同步。通過(guò)設(shè)置不同的信號(hào)量初值和操作方式，可以實(shí)現(xiàn)不同的同步和互斥需求。4.在分頁(yè)存儲(chǔ)管理系統(tǒng)中，頁(yè)的大小是固定的，由操作系統(tǒng)決定。（）答案：正確。在分頁(yè)存儲(chǔ)管理系統(tǒng)中，頁(yè)的大小是固定的，通常由操作系統(tǒng)決定。頁(yè)的大小一般為2的冪次方，如4KB、8KB等。5.死鎖的產(chǎn)生是由于多個(gè)進(jìn)程競(jìng)爭(zhēng)資源時(shí)形成了循環(huán)等待的局面。（）答案：正確。死鎖的產(chǎn)生需要滿(mǎn)足四個(gè)必要條件，其中環(huán)路等待條件是指多個(gè)進(jìn)程之間形成了循環(huán)等待資源的局面，導(dǎo)致這些進(jìn)程都無(wú)法繼續(xù)執(zhí)行。6.磁盤(pán)調(diào)度算法的目的是減少磁盤(pán)的尋道時(shí)間。（）答案：正確。磁盤(pán)調(diào)度算法的主要目的是減少磁盤(pán)的尋道時(shí)間，提高磁盤(pán)I/O操作的效率。不同的磁盤(pán)調(diào)度算法通過(guò)不同的策略來(lái)選擇下一個(gè)要處理的磁盤(pán)請(qǐng)求，以減少磁頭的移動(dòng)距離。7.虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)可以將外存作為內(nèi)存的延伸，使得程序可以使用比物理內(nèi)存更大的地址空間。（）答案：正確。虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)通過(guò)將內(nèi)存和外存結(jié)合起來(lái)使用，將外存作為內(nèi)存的延伸，使得程序可以使用比物理內(nèi)存更大的地址空間。當(dāng)程序訪問(wèn)的頁(yè)面不在內(nèi)存中時(shí)，系統(tǒng)會(huì)將其從外存調(diào)入內(nèi)存。8.文件系統(tǒng)中的文件只能存儲(chǔ)在磁盤(pán)上，不能存儲(chǔ)在其他存儲(chǔ)設(shè)備上。（）答案：錯(cuò)誤。文件系統(tǒng)中的文件可以存儲(chǔ)在各種存儲(chǔ)設(shè)備上，如磁盤(pán)、光盤(pán)、U盤(pán)等。文件系統(tǒng)負(fù)責(zé)管理這些存儲(chǔ)設(shè)備上的文件，提供統(tǒng)一的文件訪問(wèn)接口。9.緩沖技術(shù)可以減少CPU和I/O設(shè)備之間的速度差異，提高系統(tǒng)的性能。（）答案：正確。緩沖技術(shù)通過(guò)在內(nèi)存中設(shè)置緩沖區(qū)，用于暫存I/O數(shù)據(jù)，減少CPU和I/O設(shè)備之間的速度差異，提高系統(tǒng)的性能。CPU可以在緩沖區(qū)中快速讀寫(xiě)數(shù)據(jù)，而不需要等待I/O設(shè)備的慢速操作。10.操作系統(tǒng)的主要目標(biāo)是提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的效率和方便用戶(hù)使用。（）答案：正確。操作系統(tǒng)的主要目標(biāo)包括提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的效率，如合理分配資源、提高并發(fā)度等；以及方便用戶(hù)使用，為用戶(hù)和應(yīng)用程序提供友好的接口和服務(wù)。四、簡(jiǎn)答題（每題10分，共30分）1.簡(jiǎn)述進(jìn)程的三種基本狀態(tài)及其轉(zhuǎn)換關(guān)系。答：進(jìn)程的三種基本狀態(tài)分別是就緒狀態(tài)、運(yùn)行狀態(tài)和阻塞狀態(tài)。-就緒狀態(tài)：進(jìn)程已經(jīng)獲得了除CPU之外的所有必要資源，只要獲得CPU就可以立即執(zhí)行。處于就緒狀態(tài)的進(jìn)程會(huì)被放入就緒隊(duì)列中等待CPU調(diào)度。-運(yùn)行狀態(tài)：進(jìn)程正在占用CPU執(zhí)行程序代碼。當(dāng)進(jìn)程獲得CPU資源后，就從就緒狀態(tài)轉(zhuǎn)換為運(yùn)行狀態(tài)。-阻塞狀態(tài)：進(jìn)程因等待某種事件的發(fā)生（如等待I/O操作完成、等待資源分配等）而暫時(shí)不能繼續(xù)執(zhí)行。處于阻塞狀態(tài)的進(jìn)程會(huì)被放入阻塞隊(duì)列中，直到等待的事件發(fā)生后，才會(huì)轉(zhuǎn)換為就緒狀態(tài)。進(jìn)程狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系如下：-就緒狀態(tài)->運(yùn)行狀態(tài)：當(dāng)進(jìn)程調(diào)度程序從就緒隊(duì)列中選擇一個(gè)進(jìn)程并分配CPU資源時(shí)，該進(jìn)程從就緒狀態(tài)轉(zhuǎn)換為運(yùn)行狀態(tài)。-運(yùn)行狀態(tài)->就緒狀態(tài)：當(dāng)進(jìn)程的時(shí)間片用完、被更高優(yōu)先級(jí)的進(jìn)程搶占CPU或者主動(dòng)放棄CPU時(shí)，進(jìn)程從運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換為就緒狀態(tài)，重新進(jìn)入就緒隊(duì)列等待調(diào)度。-運(yùn)行狀態(tài)->阻塞狀態(tài)：當(dāng)進(jìn)程在執(zhí)行過(guò)程中需要等待某種事件的發(fā)生（如進(jìn)行I/O操作）時(shí)，進(jìn)程會(huì)主動(dòng)放棄CPU，從運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換為阻塞狀態(tài)。-阻塞狀態(tài)->就緒狀態(tài)：當(dāng)進(jìn)程等待的事件發(fā)生后，進(jìn)程從阻塞狀態(tài)轉(zhuǎn)換為就緒狀態(tài)，重新進(jìn)入就緒隊(duì)列等待CPU調(diào)度。2.簡(jiǎn)述死鎖的四個(gè)必要條件，并說(shuō)明如何預(yù)防死鎖。答：死鎖的四個(gè)必要條件如下：-互斥條件：進(jìn)程對(duì)所分配到的資源進(jìn)行排他性使用，即在一段時(shí)間內(nèi)某資源只由一個(gè)進(jìn)程占用。如果此時(shí)還有其他進(jìn)程請(qǐng)求該資源，則請(qǐng)求者只能等待，直至占有該資源的進(jìn)程用畢釋放。-請(qǐng)求和保持條件：進(jìn)程已經(jīng)保持了至少一個(gè)資源，但又提出了新的資源請(qǐng)求，而該資源已被其它進(jìn)程占有，此時(shí)請(qǐng)求進(jìn)程阻塞，但又對(duì)自己已獲得的其它資源保持不放。-不剝奪條件：進(jìn)程已獲得的資源，在未使用完之前，不能被剝奪，只能在使用完時(shí)由自己釋放。-環(huán)路等待條件：在發(fā)生死鎖時(shí)，必然存在一個(gè)進(jìn)程——資源的環(huán)形鏈，即進(jìn)程集合{P0，P1，P2，···，Pn}中的P0正在等待一個(gè)P1占用的資源；P1正在等待P2占用的資源，……，Pn正在等待已被P0占用的資源。預(yù)防死鎖的方法可以通過(guò)破壞死鎖的四個(gè)必要條件之一來(lái)實(shí)現(xiàn)：-破壞互斥條件：允許多個(gè)進(jìn)程同時(shí)訪問(wèn)某些資源，例如一些共享的只讀文件可以被多個(gè)進(jìn)程同時(shí)訪問(wèn)。但并不是所有資源都可以破壞互斥條件，如打印機(jī)等設(shè)備必須互斥使用。-破壞請(qǐng)求和保持條件：要求進(jìn)程在申請(qǐng)資源時(shí)一次性申請(qǐng)所需的所有資源，否則不分配資源。這樣可以避免進(jìn)程在持有部分資源的情況下又請(qǐng)求其他資源而導(dǎo)致死鎖。-破壞不剝奪條件：允許系統(tǒng)在必要時(shí)剝奪進(jìn)程已占用的資源。例如，當(dāng)一個(gè)進(jìn)程請(qǐng)求的資源被其他進(jìn)程占用時(shí)，系統(tǒng)可以剝奪該進(jìn)程已占用的部分資源，分配給請(qǐng)求的進(jìn)程。-破壞環(huán)路等待條件：通過(guò)對(duì)資源進(jìn)行編號(hào)，要求進(jìn)程按照編號(hào)順序申請(qǐng)資源。這樣可以避免進(jìn)程之間形成循環(huán)等待資源的局面。3.簡(jiǎn)述虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)的工作原理和優(yōu)點(diǎn)。答：虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)的工作原理：虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)基于局部性原理，即程序在執(zhí)行過(guò)程中往往會(huì)集中訪問(wèn)一部分代碼和數(shù)據(jù)。虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)將程序的地址空間劃分為多個(gè)頁(yè)面，這些頁(yè)面可以存儲(chǔ)在內(nèi)存或外存（通常是磁盤(pán)）中。當(dāng)程序訪問(wèn)一個(gè)頁(yè)面時(shí)，如果該頁(yè)面不在內(nèi)存中，系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生缺頁(yè)中斷，將該頁(yè)面從外存調(diào)入內(nèi)存。同時(shí)，為了保證內(nèi)存的空間，當(dāng)內(nèi)存中的頁(yè)面數(shù)量超過(guò)一定閾值時(shí)，系統(tǒng)會(huì)選擇一些頁(yè)面將其換出到外存，以騰出內(nèi)存空間。虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：-提高內(nèi)存利用率：虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)允許程序使用比物理內(nèi)存更大的地址空間，將暫時(shí)不需要的頁(yè)面存儲(chǔ)在外存中，只將當(dāng)前需要的頁(yè)面調(diào)入內(nèi)存，從而提高了內(nèi)存的利用率。-增加系統(tǒng)并發(fā)度：由于虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)可以讓更多的程序同時(shí)運(yùn)行，每個(gè)程序只需要將部分頁(yè)面調(diào)入內(nèi)存，因此可以增加系統(tǒng)的并發(fā)度，提高系統(tǒng)的吞吐量。-方便程序開(kāi)發(fā)：程序員可以編寫(xiě)比物理內(nèi)存更大的程序，而不需要考慮物理內(nèi)存的限制，簡(jiǎn)化了程序的開(kāi)發(fā)過(guò)程。五、綜合應(yīng)用題（每題12.5分，共25分）1.有三個(gè)進(jìn)程P1、P2、P3共享一個(gè)緩沖區(qū)，該緩沖區(qū)一次只能存放一個(gè)數(shù)據(jù)。P1負(fù)責(zé)從輸入設(shè)備讀取數(shù)據(jù)并放入緩沖區(qū)，P2負(fù)責(zé)從緩沖區(qū)中取出數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理，P3負(fù)責(zé)將P2加工處理后的數(shù)據(jù)輸出到輸出設(shè)備。試用信號(hào)量機(jī)制實(shí)現(xiàn)這三個(gè)進(jìn)程的同步和互斥。答：為了實(shí)現(xiàn)這三個(gè)進(jìn)程的同步和互斥，我們需要使用三個(gè)信號(hào)量：-empty：表示緩沖區(qū)是否為空，初值為1，因?yàn)榫彌_區(qū)初始時(shí)為空。-full：表示緩沖區(qū)是否有數(shù)據(jù)，初值為0，因?yàn)榫彌_區(qū)初始時(shí)沒(méi)有數(shù)據(jù)。-mutex：用于實(shí)現(xiàn)對(duì)緩沖區(qū)的互斥訪問(wèn)，初值為1。以下是使用C語(yǔ)言和信號(hào)量操作實(shí)現(xiàn)的代碼示例：```cinclude<stdio.h>include<pthread.h>include<semaphore.h>defineBUFFER_SIZE1//定義信號(hào)量sem_tempty,full,mutex;//緩沖區(qū)intbuffer;//P1進(jìn)程函數(shù)voidP1(voidarg){while(1){//等待緩沖區(qū)為空sem_wait(&empty);//進(jìn)入臨界區(qū)sem_wait(&mutex);//從輸入設(shè)備讀取數(shù)據(jù)放入緩沖區(qū)buffer=1;//模擬讀取數(shù)據(jù)printf("P1:Putdataintobuffer.\n");//離開(kāi)臨界區(qū)sem_post(&mutex);//通知緩沖區(qū)有數(shù)據(jù)sem_post(&full);}returnNULL;}//P2進(jìn)程函數(shù)voidP2(voidarg){while(1){//等待緩沖區(qū)有數(shù)據(jù)sem_wait(&full);//進(jìn)入臨界區(qū)sem_wait(&mutex);//從緩沖區(qū)取出數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理intdata=buffer;printf("P2:Getdatafrombufferandprocessit.\n");//離開(kāi)臨界區(qū)sem_post(&mutex);//通知緩沖區(qū)為空sem_post(&empty);}returnNULL;}//P3進(jìn)程函數(shù)voidP3(voidarg){while(1){//等待P2處理完數(shù)據(jù)（這里假設(shè)P2處理完數(shù)據(jù)后會(huì)再次將數(shù)據(jù)放入緩沖區(qū)，可根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整）sem_wait(&full);//進(jìn)入臨界區(qū)sem_wait(&mutex);//將P2加工處理后的數(shù)據(jù)輸出到輸出設(shè)備printf("P3:Outputdatafrombuffer.\n");//離開(kāi)臨界區(qū)sem_post(&mutex);//通知緩沖區(qū)為空sem_post(&empty);}returnNULL;}intmain(){//初始化信號(hào)量sem_init(&empty,0,1);sem_init(&full,0,0);sem_init(&mutex,0,1);//創(chuàng)建線程pthread_tp1,p2,p3;pthread_create(&p1,NULL,P1,NULL);pthread_create(&p2,NULL,P2,NULL);pthread_create(&p3,NULL,P3,NULL);//等待線程結(jié)束（這里實(shí)際上不會(huì)結(jié)束，因?yàn)槭菬o(wú)限循環(huán)）pthread_join(p1,NULL);pthread_join(p2,NULL);pthread_join(p3,NULL);//銷(xiāo)毀信號(hào)量sem_destroy(&empty);sem_destroy(&full);sem_destroy(&mutex);return0;}```在上述代碼中，P1進(jìn)程首先等待緩沖區(qū)為空，然后進(jìn)入臨界區(qū)將數(shù)據(jù)放入緩沖區(qū)，最后通知緩沖區(qū)有數(shù)據(jù)。P2進(jìn)程等待緩沖區(qū)有數(shù)據(jù)，進(jìn)入臨界區(qū)取出數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理，然后通知緩沖區(qū)為空。P3進(jìn)程等待P2處理完數(shù)據(jù)，進(jìn)入臨界區(qū)將數(shù)據(jù)輸出，最后通知緩沖區(qū)為空。通過(guò)信號(hào)量的操作，實(shí)現(xiàn)了三個(gè)進(jìn)程的同步和互斥。2.假設(shè)有一個(gè)磁盤(pán)，共有200個(gè)磁道，磁頭當(dāng)前位于第100個(gè)磁道上，并且正在向磁道號(hào)增大的方向移動(dòng)?，F(xiàn)有如下磁盤(pán)I/O請(qǐng)求序列：20、90、160、188、15、120、10、180、25。請(qǐng)分別使用最短尋道時(shí)間優(yōu)先（SSTF）和掃描（SCAN）算法計(jì)算磁頭移動(dòng)的總距離，并給出磁頭的移動(dòng)順序。答：最短尋道時(shí)間優(yōu)先（SSTF）算法-原理：該算法選擇距離當(dāng)前磁頭位置最近的請(qǐng)求進(jìn)行處理。-計(jì)算過(guò)程：-初始磁頭位置為100。-距離100最近的請(qǐng)求是90，磁頭移動(dòng)到90，移動(dòng)距離為|100-90|=10。-接下來(lái)距離90最近的是120，磁頭移動(dòng)到120，移動(dòng)距離為|120-90|=30。-然后是160，移動(dòng)距離為|160-120|=40。-接著是180，移動(dòng)距離為|180-160|=