• 操作系统常见面试题


    操作系统的内容分为几块:进程和线程的管理,存储管理,设备管理,文件管理

    1.什么是进程,什么是线程

    进程是具有一定独立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分配和调度的一个独立单位。线程是进程的一个实体,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。线程自己基本上不拥有系统资源,只拥有一点在运行中必不可少的资源(如程序计数器,一组寄存器和栈),但是它可与同属一个进程的其他的线程共享进程所拥有的全部资源。一个线程可以创建和撤销另一个线程,同一个进程中的多个线程之间可以并发执行。

    2.进程和程序的区别

    进程与应用程序的区别在于应用程序作为一个静态文件存储在计算机系统的硬盘等存储空间中,而进程则是处于动态条件下由操作系统维护的系统资源管理实体。

    3.什么是死锁?其条件是什么?怎样避免死锁?

    死锁的概念:在两个或多个并发进程中,如果每个进程持有某种资源而又都等待别的进程释放它或它们现在保持着的资源,在未改变这种状态之前都不能向前推进,称这一组进程产生了死锁。通俗地讲,就是两个或多个进程被无限期地阻塞、相互等待的一种状态。

    死锁产生的原因主要是:1 系统资源不足;2 进程推进顺序非法。

    死锁的四个必要条件:
    互斥条件(Mutual exclusion):资源不能被共享,只能由一个进程使用。
    请求与保持条件(Hold and wait):已经得到资源的进程可以再次申请新的资源。
    非剥夺条件(No pre-emption):已经分配的资源不能从相应的进程中被强制地剥夺。
    循环等待条件(Circular wait):系统中若干进程组成环路,该环路中每个进程都在等待相邻进程正占用的资源。

    死锁的处理策略:鸵鸟策略、预防策略、避免策略、检测与恢复策略。

    kill spid来干掉   (即破坏死锁的第四个必要条件:循环等待)

    设定锁请求超时  破环了死锁的第二个必要条件(请求与保持条件)

    锁监视器线程执行死锁检查 回滚开销最小的事务的会话作为死锁牺牲品,返回1205 错误

    4.进程间的通信是如何实现的?

    (1)共享存储器系统(存储器中划分的共享存储区);实际操作中对应的是“剪贴板”(剪贴板实际上是系统维护管理的一块内存区域)的通信方式,比如举例如下:word进程按下ctrl+c,在ppt进程按下ctrl+v,即完成了word进程和ppt进程之间的通信,复制时将数据放入到剪贴板,粘贴时从剪贴板中取出数据,然后显示在ppt窗口上。

    (2)消息传递系统(进程间的数据交换以消息(message)为单位,当今最流行的微内核操作系统中,微内核与服务器之间的通信,无一例外地都采用了消息传递机制。应用举例:邮槽(MailSlot)是基于广播通信体系设计出来的,它采用无连接的不可靠的数据传输。邮槽是一种单向通信机制,创建邮槽的服务器进程读取数据,打开邮槽的客户机进程写入数据。

    (3)管道通信系统(管道即:连接读写进程以实现他们之间通信的共享文件(pipe文件,类似先进先出的队列,由一个进程写,另一进程读))。实际操作中,管道分为:匿名管道、命名管道。匿名管道是一个未命名的、单向管道,通过父进程和一个子进程之间传输数据。匿名管道只能实现本地机器上两个进程之间的通信,而不能实现跨网络的通信。命名管道不仅可以在本机上实现两个进程间的通信,还可以跨网络实现两个进程间的通信。

    5.线程同步的方式

    线程互斥是指对于共享的进程系统资源,在各单个线程访问时的排它性。当有若干个线程都要使用某一共享资源时,任何时刻最多只允许一个线程去使用,其它要使用该资源的线程必须等待,直到占用资源者释放该资源。线程互斥可以看成是一种特殊的线程同步(下文统称为同步)。

    函数: pthread_mutex

     5.Windows下的内存是如何管理的?

    虚拟内存,最适合用来管理大型对象或者结构数组;

    内存映射文件,最适合用来管理大型数据流(通常来自文件)以及在单个计算机上运行多个进程之间共享数据;

    内存堆栈,最适合用来管理大量的小对象。

    物理内存由系统管理,不允许应用程序直接访问,内存分配是通过堆进行的

    系统在堆的地址表里找到一个空闲块(如果找不到,且堆创建属性是可扩充的,则扩充堆大小)====》

    为这个空闲块所包含的所有内存页提交物理对象(在物理内存上或硬盘的交换文件上)。====》

    提交时,系统将对所有进程的内存统一调配,如果物理内存不够,系统试图把一部分进程暂时不访问的页放入交换文件,以腾出部分物理内存。====》

    释放内存时,只在堆中将所在的页解除提交(相应的物理对象被解除),继续保留地址空间

    6.Windows消息调度机制

    消息队列:消息队列的状态标志优先级,别的线程发过来的消息(通过sendmessage)> 登记消息队列消息>QS_QUIT>虚拟输入队列,处理wm_paint;最后是wm_timer

    7.什么是中断?中断时CPU做什么工作?中断的实现机制?

    中断是指在计算机执行期间,系统内发生任何非寻常的或非预期的急需处理事件,使得CPU暂时中断当前正在执行的程序而转去执行相应的事件处理程序。待处理完毕后又返回原来被中断处继续执行或调度新的进程执行的过程。

    8.什么是临界区?如何解决冲突?

    临界区:每个进程中访问临界资源的那段代码称为临界区(Critical Section)(临界资源是一次仅允许一个进程使用的共享资源)。

    进程进入临界区的调度原则是:

    1、如果有若干进程要求进入空闲的临界区,一次仅允许一个进程进入。
    2、任何时候,处于临界区内的进程不可多于一个。如已有进程进入自己的临界区,则其它所有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,以便其它进程能及时进入自己的临界区。
    4、如果进程不能进入自己的临界区,则应让出CPU,避免进程出现“忙等”现象。
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