操做系统常见面试题总结

操做系统常见面试题总结

1.      进程与线程的区别

（1）      粒度性分析：线程的粒度小于进程。

（2）      调度性分析：进程是资源拥有的基本单位，线程是独立调度与独立运行的基本单位，出了寄存器，程序计数器等必要的资源外基本不拥有其余资源。

（3）      系统开销分析：因为线程基本不拥有系统资源，因此在进行切换时，线程切换的开销远远小于进程。

2.      进程的状态及其转换

3.      进程同步与互斥的区别

互斥：是指某一资源同时只容许一个访问者对其进行访问，具备惟一性和排它性。但互斥没法限制访问者对资源的访问顺序，即访问是无序的。

同步：是指在互斥的基础上（大多数状况），经过其它机制实现访问者对资源的有序访问。在大多数状况下，同步已经实现了互斥，特别是全部写入资源的状况一定是互斥的。少数状况是指能够容许多个访问者同时访问资源。

简单地说：同步体现的是一种协做性，互斥体现的是一种排他性。

4.      进程间的通讯方式有哪些？

（1） 管道( pipe )：管道是一种半双工的通讯方式，数据只能单向流动，并且只能在具备亲缘关系的进程间使用。进程的亲缘关系一般是指父子进程关系。

（2）有名管道 (named pipe) ： 有名管道也是半双工的通讯方式，可是它容许无亲缘关系进程间的通讯。

（3）信号量( semophore ) ： 信号量是一个计数器，能够用来控制多个进程对共享资源的访问。它常做为一种锁机制，防止某进程正在访问共享资源时，其余进程也访问该资源。所以，主要做为进程间以及同一进程内不一样线程之间的同步手段。

（4） 消息队列( message queue ) ： 消息队列是由消息的链表，存放在内核中并由消息队列标识符标识。消息队列克服了信号传递信息少、管道只能承载无格式字节流以及缓冲区大小受限等缺点。

（5）信号 ( sinal ) ： 信号是一种比较复杂的通讯方式，用于通知接收进程某个事件已经发生。

（6）共享内存( shared memory ) ：共享内存就是映射一段能被其余进程所访问的内存，这段共享内存由一个进程建立，但多个进程均可以访问。共享内存是最快的 IPC 方式，它是针对其余进程间通讯方式运行效率低而专门设计的。它每每与其余通讯机制，如信号两，配合使用，来实现进程间的同步和通讯。

（7）套接字( socket ) ： 套解口也是一种进程间通讯机制，与其余通讯机制不一样的是，它可用于不一样及其间的进程通讯。

5.      做业（或进程）的调度算法有哪些？

（1）      先来先服务（FCFS，First-Come-First-Served）: 此算法的原则是按照做业到达后备做业队列（或进程进入就绪队列）的前后次序来选择做业（或进程）。

（2）      短做业优先（SJF,Shortest Process Next）：这种调度算法主要用于做业调度，它从做业后备队列中挑选所需运行时间（估计值）最短的做业进入主存运行。

（3）      时间片轮转调度算法（RR，Round-Robin）：当某个进程执行的时间片用完时，调度程序便中止该进程的执行，并将它送就绪队列的末尾，等待分配下一时间片再执行。而后把处理机分配给就绪队列中新的队首进程，同时也让它执行一个时间片。这样就能够保证就绪队列中的全部进程，在一给定的时间内，均能得到一时间片处理机执行时间。

（4）      高响应比优先（HRRN，Highest Response Ratio Next）: 按照高响应比（（已等待时间＋要求运行时间）/ 要求运行时间）优先的原则，在每次选择做业投入运行时，先计算此时后备做业队列中每一个做业的响应比RP而后选择其值最大的做业投入运行。

（5）      优先权(Priority)调度算法: 按照进程的优先权大小来调度，使高优先权进程获得优先处理的调度策略称为优先权调度算法。注意：优先数越多，优先权越小。

（6）      多级队列调度算法：多队列调度是根据做业的性质和类型的不一样，将就绪队列再分为若干个子队列，全部的做业（或进程）按其性质排入相应的队列中，而不一样的就绪队列采用不一样的调度算法。

6.      死锁产生的缘由，死锁产生的必要条件是什么，如何预防死锁，如何避免死锁，死锁定理？

死锁产生的缘由：(1)竞争资源；（2）进程推动顺序不当。

死锁产生的必要条件：

（1）互斥条件：一个资源一次只能被一个进程所使用，便是排它性使用。

（2）不剥夺条件：一个资源仅能被占有它的进程所释放，而不能被别的进程强占。

（3）请求与保持条件：进程已经保持了至少一个资源，但又提出了新的资源要求，而该资源又已被其它进程占有，此时请求进程阻塞，但又对已经得到的其它资源保持不放。

（4）环路等待条件：当每类资源只有一个时，在发生死锁时，必然存在一个进程-资源的环形链。

预防死锁：破坏四个必要条件之一。

死锁的避免：银行家算法，该方法容许进程动态地申请资源，系统在进行资源分配以前，先计算资源分配的安全性。若这次分配不会致使系统从安全状态向不安全状态转换，即可将资源分配给进程；不然不分配资源，进程必须阻塞等待。从而避免发生死锁。

死锁定理：S为死锁状态的充分条件是：尚且仅当S状态的资源分配图是不可彻底简化的，该充分条件称为死锁定理。

死锁的解除：

（1）      方法1：强制性地从系统中撤消一个或多个死锁的进程以断开循环等待链，并收回分配给终止进程的所有资源供剩下的进程使用。

（2）      方法2：使用一个有效的挂起和解除机构来挂起一些死锁的进程，其实质是从被挂起的进程那里抢占资源以解除死锁。

7.      分段式存储管理、分页式存储管理，两个的区别？

分段式存储管理：分页存储管理是将一个进程的地址（逻辑地址空间）空间划分红若干个大小相等的区域，称为页，相应地，将内存空间划分红与页相同大小（为了保证页内偏移一致）的若干个物理块，称为块或页框（页架）。在为进程分配内存时，将进程中的若干页分别装入多个不相邻接的块中。

分页式存储管理：在分段存储管理方式中，做业的地址空间被划分为若干个段，每一个段是一组完整的逻辑信息，若有主程序段、子程序段、数据段及堆栈段等，每一个段都有本身的名字，都是从零开始编址的一段连续的地址空间，各段长度是不等的。

二者的区别：

1.页是信息的物理单位，分页是为了实现非连续的分配，以便解决内存的碎片问题，或者说分页是为了因为系统管理的须要。

2.页的大小固定是由系统肯定的，将逻辑地址划分为页号和页内地址是由机器硬件实现的。而段的长度是不固定的，决定与用户的程序长度，一般由编译程序进行编译时根据信息的性质来划分。

3.分页式存储管理的做业地址空间是一维的，分段式的存储管理的做业管理地址空间是二维的。

8.      页面置换算法有哪些？

（1）      最佳置换算法（Optimal）：即选择那些永不使用的，或者是在最长时间内再也不被访问的页面置换出去。（它是一种理想化的算法，性能最好，但在实际上难于实现）。

（2）      先进先出置换算法FIFO：该算法老是淘汰最早进入内存的页面，即选择在内存中驻留时间最久的页面予以淘汰。

（3）      最近最久未使用置换算法LRU（Least Recently Used）：该算法是选择最近最久未使用的页面予以淘汰，系统在每一个页面设置一个访问字段，用以记录这个页面自上次被访问以来所经历的时间T，当要淘汰一个页面时，选择T最大的页面。

（4）      Clock置换算法：也叫最近未用算法NRU（Not RecentlyUsed）。该算法为每一个页面设置一位访问位，将内存中的全部页面都经过连接指针链成一个循环队列。当某页被访问时，其访问位置“1”。在选择一页淘汰时，就检查其访问位，若是是“0”，就选择该页换出；若为“1”，则从新置为“0”，暂不换出该页，在循环队列中检查下一个页面，直到访问位为“0”的页面为止。因为该算法只有一位访问位，只能用它表示该页是否已经使用过，而置换时是将未使用过的页面换出去，因此把该算法称为最近未用算法。

（5）      最少使用置换算法LFU：该算法选择最近时期使用最少的页面做为淘汰页。