2025年操作系统进程状态转换与存储器管理测试卷附答案

2025年操作系统进程状态转换与存储器管理测试卷附答案一、单项选择题（每题2分，共30分）1.在五态进程模型中，以下哪一状态不会直接转换为运行态？A.就绪态B.阻塞态C.新建态D.终止态2.某系统采用时间片轮转调度算法，当进程P的时间片耗尽时，其状态将从运行态转换为：A.阻塞态B.就绪态C.终止态D.挂起就绪态3.关于进程状态转换的触发条件，以下描述错误的是：A.进程申请打印机未获得时，从运行态转为阻塞态B.I/O操作完成后，被阻塞的进程转为就绪态C.进程执行完毕后，从运行态转为终止态D.调度程序选择新进程时，就绪态转为运行态4.虚拟存储器管理中，页表项的“有效位”用于标识：A.页面是否在内存中B.页面是否被修改过C.页面最近是否被访问过D.页面的访问权限5.某32位操作系统中，逻辑地址空间为4GB，页面大小为8KB，页表项大小为4字节。若采用一级页表，页表占用的内存空间为：A.512KBB.1MBC.2MBD.4MB6.以下哪一事件不会导致进程从阻塞态唤醒？A.等待的网络数据到达B.进程的时间片耗尽C.所申请的文件锁被释放D.子进程终止并发送信号7.分段存储管理与分页存储管理的主要区别在于：A.分段是逻辑划分，分页是物理划分B.分段支持虚拟内存，分页不支持C.分段的地址转换更简单D.分段的页面大小固定，分页的段长可变8.在请求分页系统中，当访问的页面不在内存时，系统会触发：A.缺页中断B.越界中断C.访管中断D.时钟中断9.某进程的页表如下（有效位1表示在内存，页框号为十六进制）：页号|有效位|页框号0|1|0x201|0|——2|1|0x5A3|1|0xF3若逻辑地址为页号2，页内偏移0x100，则对应的物理地址为：A.0x5A000B.0x5A100C.0x20100D.0xF310010.以下关于进程挂起状态的描述，正确的是：A.挂起态进程的PCB会被交换到外存B.挂起态进程仍占用CPU时间C.挂起就绪态可直接转换为运行态D.挂起阻塞态只能转换为挂起就绪态11.在LRU页面置换算法中，“最近最久未使用”的判断依据是：A.页表项的修改位B.页表项的访问位C.页表项的有效位D.页表项的保护位12.某系统物理内存为8GB，页面大小为4KB，采用二级页表。逻辑地址结构为：页目录号（10位）、页号（10位）、页内偏移（12位）。则每个页目录项和页表项分别对应：A.4MB、4KBB.1MB、4KBC.2MB、2KBD.4KB、4KB13.进程从新建态转换为就绪态的必要条件是：A.获得CPU时间片B.PCB创建完成且资源分配到位C.等待的I/O操作完成D.被调度程序选中14.以下存储器管理方案中，支持动态链接的是：A.单一连续分配B.分页存储管理C.分段存储管理D.固定分区分配15.在首次适应算法中，内存空闲块按以下方式组织：A.按起始地址递增顺序排列B.按块大小递增顺序排列C.按块大小递减顺序排列D.按起始地址递减顺序排列二、填空题（每空2分，共20分）1.进程的基本状态包括运行态、就绪态和__________，引入挂起状态后扩展为挂起就绪态和__________。2.虚拟存储器的理论基础是__________，其实现依赖于__________和__________机制。3.页表项中“修改位”的作用是__________；“保护位”用于__________。4.某系统页面大小为2KB，逻辑地址32位，则页内偏移占__________位，页号占__________位。5.在可变分区分配中，__________算法会优先分配最小的满足需求的空闲块，__________算法会优先分配地址最低的空闲块。三、简答题（每题8分，共40分）1.简述进程从运行态转换为阻塞态的典型场景，并说明该转换对系统性能的影响。2.比较请求分页存储管理与纯分页存储管理的核心区别，列举请求分页需要额外支持的机制。3.说明页表在地址转换中的作用，若页表过大，操作系统通常采用哪些方法优化？4.当系统发生“颠簸”（抖动）时，可能的原因是什么？如何缓解？5.分析分段存储管理中“段越界”和“段保护”的实现方式，举例说明其应用场景。四、综合分析题（每题15分，共30分）1.某操作系统采用五态进程模型（新建、就绪、运行、阻塞、终止），某进程P的状态变化序列如下：新建→就绪→运行→阻塞→就绪→运行→终止（1）分析每个状态转换的可能触发事件；（2）若在“运行→阻塞”转换时，系统内存不足，可能触发什么操作？该操作如何影响进程状态？2.某32位系统采用请求分页存储管理，页面大小为4KB，物理内存64MB，页表项包含有效位（1位）、修改位（1位）、访问位（1位）、页框号（剩余位）。逻辑地址为0x12345678。（1）计算逻辑地址的页号和页内偏移（十六进制表示）；（2）若该页的页框号为0x3A0（十六进制），且有效位为1，计算对应的物理地址；（3）若访问该页时发生缺页中断，简述系统处理缺页中断的主要步骤。答案一、单项选择题1.B2.B3.A4.A5.B6.B7.A8.A9.B10.A11.B12.A13.B14.C15.A二、填空题1.阻塞态；挂起阻塞态2.局部性原理；请求调页；页面置换3.标记页面是否被修改（是否需要写回外存）；限制页面的访问权限（如只读、读写）4.11；21（注：2KB=2^11B，故页内偏移11位，32-11=21位页号）5.最佳适应；首次适应三、简答题1.典型场景：进程因请求I/O、申请资源（如锁、内存）未满足时，主动放弃CPU并进入阻塞态。影响：释放CPU资源，允许其他进程运行，提高系统并发性；但频繁的阻塞/唤醒操作会增加上下文切换开销，可能降低实时性要求高的进程性能。2.核心区别：纯分页要求进程所有页面必须在内存中才能运行；请求分页允许部分页面在外存，仅当需要时调入。额外机制：缺页中断处理、页面置换算法（如LRU、FIFO）、页表中增加有效位/状态位、外存对换空间管理。3.页表作用：将逻辑页号映射到物理页框号，实现逻辑地址到物理地址的转换。优化方法：多级页表（减少页表内存占用）、TLB（快表）加速地址转换、反置页表（以物理页框号为索引，减少页表项数量）。4.原因：进程频繁访问的页面不在内存中，导致大量缺页中断，页面置换过于频繁，CPU利用率急剧下降。缓解方法：增加内存容量、降低多道程序度（减少同时运行的进程数）、优化页面置换算法（如采用工作集模型，确保进程保留足够页面）。5.段越界：通过段表中的段长字段检查逻辑地址的段内偏移是否超过段长，若超过则触发越界中断。段保护：通过段表中的保护位（如只读、执行禁止）限制对段的访问类型，例如代码段设为只读可防止意外修改。应用场景：多用户系统中隔离不同用户的代码段（越界保护），或限制共享库为只读（保护位）。四、综合分析题1.（1）转换事件：新建→就绪：PCB创建完成，进程所需资源（如内存、文件句柄）分配到位，进入就绪队列；就绪→运行：调度程序选中该进程，分配CPU时间片；运行→阻塞：进程执行I/O请求（如读取磁盘），因等待数据进入阻塞态；阻塞→就绪：I/O完成，数据到达，进程被唤醒，进入就绪队列；就绪→运行：再次被调度程序选中，获得CPU；运行→终止：进程执行完毕（如main函数返回），进入终止态等待资源回收。（2）可能触发对换（swap）操作：将阻塞进程的部分或全部页面换出到外存，以释放内存空间。此时进程状态可能从阻塞态转换为挂起阻塞态（若被换出），直到所需资源可用且内存有足够空间时，再换入并转为挂起就绪态，最终可能被唤醒为就绪态。2.（1）页面大小4KB=2^12B，页内偏移占12位（0x000~0xFFF）。逻辑地址0x12345678的二进制后12位为页内偏移，即0x678；前20位为页号（32-12=20位），0x12345678的高20位为0x12345（十六进制）。（2）页框号0x3A0对应物理页起始地址为0x3A0×4KB=0x3A0×0x1000=0x3A0000。页内偏移为0x678，故物理地址=0x3A0000+0x678=0x3A0678。（3）缺页中断处理步骤：①