【面试题】操做系统

 面试题

一、linux为何要份内核态和用户态？

操做系统的核心是内核，独立于普通的应用程序，提供操做系统的最基本的功能（进程管理、内存管理、设备驱动程序、文件管理、和网络系统），能够访问受保护的内存空间，也有访问底层硬件设备的全部权限。

区分用户态和内核态的缘由：运行在用户态的程序不能访问操做系统内核，保证了内核的安全。给应用程序提供单一简单的接口，使得上层的应用程序不用去关注底层的实现

内核态下CPU能够执行任何指令，用户态下CPU只能执行非特权指令。

CPU处于内核态，能够随意进入用户态；

CPU处于用户态，只能经过软中断方式进入内核态。

通常程序开始时都处于用户态，当程序须要系统资源时，经过软中断进入内核态

## 参考：http://www.imooc.com/wenda/detail/542116

 

操心系统将虚拟空间划分为两部分，一部分为内核空间，一部分为用户空间。

linux操做系统而言，高位的1G字节为内核空间；低位的3G字节为用户空间。

 

 

 

二、进程与线程的区别

（1）进程：进程是系统进行资源分配和调度的一个独立单位（程序段、相关数据段、PCB）

（2）线程：线程是进程的一个实体，是CPU调度和分配的基本单位。线程不拥有本身的资源，只拥有程序计数器、一组寄存器和栈区），它能够与同属一个进程的其余线程共享进程所拥有的所有资源

（3）关系：一个线程能够建立和销毁另外一个线程，同属进程的多个线程能够并发执行。

　　　　　同属进程的其余线程共享数据，但拥有本身的栈空间，拥有独立的执行序列

（4）区别：进程和线程是不一样的操做系统资源管理方式。

　　　　1）进程独立地址空间，更健壮（一个进程崩溃后不会影响其余进程）；线程没有独立的地址空间，一个线程dang掉了整个进程就dang了

　　　　2）切换：因此进程切换时消耗资源更大，效率低

　　　　　　　　  对于一些要求同时进行而且又要共享变量的并发操做，只能用线程，不能用进程。

 

 

 

二、

 

 

 

 

 

 

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基础知识

一、操做系统的特性

• 并发
• 共享
• 虚拟
• 异步

 

二、操做系统的主要功能

• 进程控制
• 进程同步
• 进程通讯
• 进程调度

 

三、程序并发的特征

• 间断性
• 失去封闭性
• 不可再现性

 

四、程序的特征

• 动态
• 并发
• 独立
• 异步

 

五、程序的三态模型，五态模型

 

六、为何要引入挂起状态

　　终端用户须要、父进程须要、负荷调节需求、操做系统需求

 

七、引入挂起后的状态转换

 

八、进程控制块PCB的做用

　　做为进程独立运行基本单位的标志，可以实现间接运行方式，提供常常管理所须要的信息，提供进程调度所须要的信息，实现与其余进程的同步与通讯

 

九、什么是临界区？如何解决冲突？

　　每一个进程中访问临界资源的那段程序称为临界区，每次只容许一个进程进入临界区，进入后不容许其余进程进入。

1. 若是有若干进程要求进入空闲的临界区，一次仅容许一个进程进入
2. 若是已有进程进入临界区，则其余全部试图进入临界区的进程必须等待
3. 进入临界区的进程要在有限时间内退出，以便其余进程能及时进入临界区
4. 若是进程不能进入临界区，应该让出CPU，避免进程出现“忙等”现象

 

十、进程同步机制应该遵循的规则

　　空闲让进，忙则等待，有限时间，让权等待

 

十一、进程同步经典问题

• 生产者——消费者
• 哲学家进餐问题
• 读者——写者问题

 

十二、进程间的通讯如何实现？

　　低级通讯：效率低，生产者每次只能向一个缓冲池投放一个信息；通讯对用户不透明，隐藏了通讯的具体细节

　　高级通讯：用户能够利用操做系统所提供的一组通讯命令传送大量数据。通讯过程对用户是透明的。

　　　　　　　共享存储器系统、消息传递系统、管道通讯系统、客户机——服务器系统

 

1三、处理机调度的层次

• 高级调度
• 低级调度
• 终极调度

 

1四、做业调度算法

• 时间片轮转法
• 先来先服务算法 FSFS
• 短做业优先调度算法 SJF
• 优先级调度算法 PSA
• 高响应比优先调度算法 HRRN

 

1五、死锁：两个或多个进程被无限阻塞，互相等待的一种状态

　　两个或多个并发进程中，若是每一个进程持有某种资源，却又在等待别的进程释放资源，并且再未改变状态前没法向前推动，那么这一组进程产生了死锁。

 

1六、死锁产生的四个条件

1. 互斥：一个资源一次只能被一个进程使用
2. 请求保持：一个进程因请求资源而阻塞时，对已持有的资源保持不放
3. 不可抢占：进程已得到的资源在未使用完以前不能进行抢占
4. 循环等待：若干进程之间造成一种头尾相接的循环等待资源的关系　　

 

 1七、预防死锁的方法

• 破坏“请求保持”
• 破坏“不可抢占式”
• 破坏“循环等待”

 

1八、避免死锁的方法

• 系统安全状态
• 银行家算法

 

1九、连续分配存储管理方式

• 单一连续分配
• 固定分区分配
• 动态分区分配

 

20、动态分区分配算法

• 首次适应算法 FF
• 循环首次适应算法 NF
• 最佳适应算法 BF
• 最坏适应算法 WF

 

2一、Windows下的内存是如何管理的？

　　Windows提供了3种方式管理内存

1. 虚拟内存：管理大型对象、结构数组
2. 内存映射文件：管理大型数据流和在单个计算机上运行多个进程之间的共享数据
3. 内存堆栈：管理大量的小对象

 

2二、为何须要虚拟存储器

　　有的做业很大，需求空间超过了内存总容量，致使做业不能运行

　　大量做业要求运行，但内存容量不足，大量的做业停留在外存等待

 

2三、如何实现虚拟存储器？：分页存储器管理 

　　请求分页存储管理除了要求必定容量的内存和外存，还须要：

• 请求页表机制
• 缺页中断机制
• 地址变化机制

 

2四、虚拟存储器的页面置换算法

　　在进程运行的过程当中，若所要访问的页面不在内存，就须要将它调入内存，而在哪一个页面调入，须要根据算法而定

• 最佳置换算法 OPT
• 先进先出算法 FIFO
• 最近最久未用算法 LRU
• 最少使用算法 LFU

使用算法进行置换

计算缺页

 

2五、文件管理

2六、磁盘管理