操作系统面试题集

1. 进程与线程的区别

• 进程是具有一定功能的程序关于某个数据集合上的一次运行活动，进程是系统进行资源调度和分配的一个独立单位
• 线程是进程的实体，是CPU调度和分派的基本单位，它是比进程更小的能独立运行的基本单位
• 进程拥有独立的地址空间，而线程间共享地址空间

2. 什么是死锁？死锁产生的必要条件，如果避免？

死锁是指多个进程因循环等待资源而造成无法执行的现象。死锁会造成进程无法执行，同时会造成系统资源的极大浪费(资源无法释放)，

• 主要原因：

• 系统资源不足

• 进程运行推进顺序不合适

• 资源分配不当

• 四个必要条件(都成立，才会发生死锁)：

  • 互斥条件：一个资源每次只能被一个进程使用
  • 请求与保持条件：一个进程因请求资源而阻塞时，对已获得的资源保持不放
  • 不剥夺条件:进程已获得的资源，在末使用完之前，不能强行剥夺
  • 循环等待条件:若干进程之间形成一种头尾相接的循环等待资源关系

• 死锁避免

  • 银行家算法：判断此次请求是否造成死锁若会造成死锁，则拒绝该请求

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3. 线程同步的方式

• 互斥量：采用互斥对象机制，只有拥有互斥对象的线程才有访问公共资源的权限。因为互斥对象只有一个，所以可以保证公共资源不会被多个线程同时访问
• 信号量：它允许同一时刻多个线程访问同一资源，但是需要控制同一时刻访问此资源的最大线程数量
• 事件（信号）：通过通知操作的方式来保持多线程同步，还可以方便的实现多线程优先级的比较操作。

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4. 进程通信方式有哪些？

主要包括：管道、系统IPC(包括消息队列、信号量、共享存储)、Socket

• 普通管道（PIPE）是一种半双工的通信方式、数据只能单向流动，并且只能在具有亲源关系的进程间流动，这种关系通常为夫子关系
• 命名管道（Name_PIPE）也是一种半双工的通信方式，它允许非亲缘关系的进程间进行通信
• 信号量是一个计数器，用来控制多个进程间多资源的访问，它通常作为一个锁机制
• 信号是一种比较复杂的通信方式，用于通知接收进程某个事件已经发生
• 共享内存就是映射一段能被其他进程访问的内存，这段共享内存由一个进程创建，但是多个进程可以访问

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5. 什么是缓冲区溢出？危害是什么？原因是什么？

缓冲区溢出是指计算机向缓冲区填充数据时超出缓冲区本身的容量，溢出的数据覆盖在合法数据上。

• 危害
  • 程序崩溃，导致拒绝服务
  • 跳转并且执行一段恶意代码
• 原因
  • 未检出用户非法输入

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6. 进程有哪几种状态？

• 就绪状态：进程已获得除处理器以外的所需资源，等待分配处理机资源
• 运行状态：占用处理机资源正在执行，处于此状态的进程小于等于处理器个数
• 阻塞状态：进程等待某种条件，在条件满足之前无法执行

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7. 分页与分段的区别

• 相似之处：
  • 都采用离散分配方式，且都要通过地址映射机制来实现地址转换
• 不同之处：
  • 段是信息的逻辑单位，它是根据用户的需要划分的，因此段对用户是可见的 ；页是信息的物理单位，是为了管理主存的方便而划分的，对用户是透明的
  • 段的大小不固定，有它所完成的功能决定；页大大小固定，由系统决定
  • 段向用户提供二维地址空间；页向用户提供的是一维地址空间
  • 段是信息的逻辑单位，便于存储保护和信息的共享，页的保护和共享受到限制。

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8. 操作系统中进程调度策略

• FCFS（先来先服务）
• 优先级
• 时间片轮转
• 多级反馈

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9. 页面置换算法

• FIFO算法：先入先出，即淘汰最早调入的页面。
• OPT(MIN)算法：选未来最远将使用的页淘汰，是一种最优的方案，可以证明缺页数最小。可惜，MIN需要知道将来发生的事，只能在理论中存在，实际不可应用。
• LRU(Least-Recently-Used)算法：用过去的历史预测将来，选最近最长时间没有使用的页淘汰(也称最近最少使用)。性能最接近OPT。与页面使用时间有关。
• LFU(Least Frequently Used)算法：即最不经常使用页置换算法，要求在页置换时置换引用计数最小的页，因为经常使用的页应该有一个较大的引用次数。与页面使用次数有关

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10. 什么是虚拟内存

• 虚拟内存是计算机系统内存管理的一种技术。它使得应用程序认为它拥有连续的可用的内存（一个连续完整的地址空间），而实际上，它通常是被分隔成多个物理内存碎片，还有部分暂时存储在外部磁盘存储器上，在需要时进行数据交换。目前，大多数操作系统都使用了虚拟内存

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11. 中断的概念

• 中断（英语：Interrupt）是指 处理器接收到来自硬件或软件的信号，提示发生了某个事件，应该被注意，这种情况就称为中断。

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12. 待更新

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参考链接

常见面试题整理--操作系统篇（每位开发者必备）