面试知识总结——操作系统

1. 进程和线程的区别？

共享资源：同一进程内的线程共享本进程的资源，但是进程之间的资源是独立的。
切换难度：CPU切换一个线程比切换进程花费小。
通信方式：线程之间的通信更方便，同一进程下的线程共享全局变量、静态变量等数据，而进程之间的通信需要以通信的方式进行。

2. 进程的通信方法？

• 共享内存
• 管道 PIPES FIFO
• 消息机制

3. 进程的同步方法？

• 临界区（单进程里多线程同步）
• 互斥量Mutex
• 信号量（PV操作）

4. 进程的调度算法？

FCFS SJC 优先级 最高响应比 时间片轮转

5. 什么是死锁？死锁的四个必要条件是什么？

死锁是指多个进程因竞争资源而造成的一种僵局（互相等待），若无外力作用，这些进程都将无法向前推进。四个条件：互斥条件，请求与保持条件，不可剥夺条件，循环等待条件。

6. 如何解决死锁？

• 预防死锁：破坏死锁四个条件的后三个
• 避免死锁：防止系统进入不安全状态，从而避免发生死锁（银行家算法）
• 检测死锁并解除：解除方法包括资源剥夺法、撤销进程法和进程回退法。

7. 操作系统里面物理内存和虚拟内存的概念？虚拟内存的好处？

物理内存就是内存条的内存，虚拟内存是利用磁盘空间虚拟出的一块逻辑内存。
虚拟内存的好处：

• 节省内存资源，拿出一部分硬盘空间来充当内存使用，动态替换加载
• 使得应用程序在逻辑上认为它拥有连续的可用的内存，方便管理
• 提高安全性，程序员只知道逻辑地址

8. 线程安全，多线程，线程池有了解吗？

9. 计算机系统引入cache的原因？

计算机存储就是在“容量”和“速度”之间权衡 （trade off）。首先是 CPU 的缓存，其中又分 L1 L2 L3 等三级缓存，速度依次递减，容量依次提升。其次是内存，和 CPU 缓存相比，速度更慢，但容量更大。再次是硬盘（也包括外接存储设备），和内存比速度又更慢，容量又更大。此外还具有一种“断电依然可以保存”的性质，我们称为“可持久化”。其实原来还有再往后，称为“磁带机”。但硬盘现在已是白菜价，所以磁带机应该退出历史舞台了。总之它和硬盘相比，又一次的速度更慢，容量更大。所以总结来说，就是速度越快的，容量越小。而根据不同的匹配方法，有不同的用途特点。举例来说，在运行基本计算的时候，会把变量值存储在暂存器。这种情况容量要求低，速度要求高，就需要用到缓存；又比如说读写图片或者视频，容量要求高，因此就在硬盘上进行。如题主问题不设置 CPU 缓存而直接使用内存，那么一次简单的加减法都需要内存读取，CPU 的处理速度会比现在慢几千倍甚至更多。

10. 如何写出缓存友好的程序？

？？？

11. 计算机系统为什么要引入虚拟内存？虚拟内存的原理？

内存不够进程分配时可以利用虚拟内存技术。原理是根据内存的使用情况，动态的对程序部分内容在内存与外存中进行交换。

12. 操作系统分页管理机制？

内存管理：分页，分段，段页结合

13. 说一下内存碎片产生的原因？以及优化方法？

操作系统的分页机制有利于减少内存碎片的产生。某些情况下还可以实现堆栈分配器或者池分配器来管理内存，避免内存碎片的产生。如果要分配及释放不同大小的对象，并以随机次序进行，那这两种分配器也不适用，只能定期进行碎片整理。（见《游戏引擎架构》P229）