操作系统常见面试题总结

操作系统常见面试题总结操作系统常见面试题总结 进程与线程的问题进程与线程的区别进程与线程的问题进程与线程的区别 粒度性分析 粒度性分析 线程的粒度小于进程 调度性分析 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他资源 系统开销分析 系统开销分析 由于线程基本不拥有系统资源 所以在进行切换时 线程切换的开销远远小于进程 进程的状态及其转换进程的状态及其转换 进程同步与互斥的区别进程同步与互斥的区别 互斥 互斥 是指某一资源同时只允许一个访问者对其进行访问 具有唯一性和排它性 但互斥 无法限制访问者对资源的访问顺序 即访问是无序的 同步 同步 是指在互斥的基础上 大多数情况 通过其它机制实现访问者对资源的有序访问 在大多数情况下 同步已经实现了互斥 特别是所有写入资源的情况必定是互斥的 少数 情况是指可以允许多个访问者同时访问资源 简单地说 简单地说 同步体现的是一种协作性 互斥体现的是一种排他性 进程间的通信方式有哪些进程间的通信方式有哪些 管道管道 pipe pipe 管道是一种半双工的通信方式 数据只能单向流动 而且只能在具有亲缘关系的进程间使 用 进程的亲缘关系通常是指父子进程关系 有名管道有名管道 named named pipe pipe 有名管道也是半双工的通信方式 但是它允许无亲缘关系进程间的通信 信号量信号量 semophore semophore 信号量是一个计数器 可以用来控制多个进程对共享资源的访问 它常作为一种锁机制 防止某进程正在访问共享资源时 其他进程也访问该资源 因此 主要作为进程间以及同 一进程内不同线程之间的同步手段 消息队列消息队列 message message queue 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 信号信号 sinal sinal 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 共享内存共享内存 shared shared memory memory 共享内存就是映射一段能被其他进程所访问的内存 这段共享内存由一个进程创建 但多 个进程都可以访问 共享内存是最快的 IPC 方式 它是针对其他进程间通信方式运行效率 低而专门设计的 它往往与其他通信机制 如信号两 配合使用 来实现进程间的同步和 通信 套接字套接字 socket socket 套解口也是一种进程间通信机制 与其他通信机制不同的是 它可用于不同及其间的进程 通信 作业 或进程 的调度算法有哪些作业 或进程 的调度算法有哪些 先来先服务 先来先服务 FCFSFCFS First Come First ServedFirst Come First Served 此算法的原则是按照作业到达后备作业队列 或进程进入就绪队列 的先后次序来选择作 业 或进程 短作业优先 短作业优先 SJF ShortestSJF Shortest ProcessProcess NextNext 这种调度算法主要用于作业调度 它从作业后备队列中挑选所需运行时间 估计值 最短 的作业进入主存运行 时间片轮转调度算法 时间片轮转调度算法 RRRR Round RobinRound Robin 当某个进程执行的时间片用完时 调度程序便停止该进程的执行 并将它送就绪队列的末 尾 等待分配下一时间片再执行 然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 这样就可以保证就绪队列中的所有进程 在一给定的时间内 均能 获得一时间片处理机执行时间 高响应比优先 高响应比优先 HRRNHRRN HighestHighest ResponseResponse RatioRatio NextNext 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 择作业投入运行时 先计算此时后备作业队列中每个作业的响应比 RP 然后选择其值最大的 作业投入运行 优先权优先权 Priority Priority 调度算法调度算法 按照进程的优先权大小来调度 使高优先权进程得到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 多级队列调度算法 多级队列调度算法 多队列调度是根据作业的性质和类型的不同 将就绪队列再分为若干个子队列 所有的作 业 或进程 按其性质排入相应的队列中 而不同的就绪队列采用不同的调度算法 死锁产生的原因死锁产生的原因 1 竞争资源 2 进程推进顺序不当 死锁产生的必要条件死锁产生的必要条件 互斥条件 互斥条件 一个资源一次只能被一个进程所使用 即是排它性使用 不剥夺条件 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 请求与保持条件 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 但又对已经获得的其它资源保持不放 环路等待条件 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 死锁的避免死锁的避免 银行家算法 银行家算法 该方法允许进程动态地申请资源 系统在进行资源分配之前 先计算资源分配的安全性 若此次分配不会导致系统从安全状态向不安全状态转换 便可将资源分配给进程 否则不 分配资源 进程必须阻塞等待 从而避免发生死锁 死锁定理死锁定理 S S 为死锁状态的充分条件是 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完全简化的 该充分条件称为死锁定理 死锁的解除死锁的解除 方法方法 1 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 终止进程的全部资源供剩下的进程使用 方法方法 2 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 分页式存储管理分页式存储管理 分页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 空间划分成若干个大小相等的区域 称为页 相应地 将内存空间划分成与页相同大小 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 分段式存储管理分段式存储管理 在分段存储管理方式中 在分段存储管理方式中 作业的地址空间被划分为若干个段 每个段是一组完整的逻辑信 息 如有主程序段 子程序段 数据段及堆栈段等 每个段都有自己的名字 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 两者的区别两者的区别 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 说分页是为了由于系统管理的需要 2 页的大小固定是由系统确定的 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 通常由编译程序进行编译时根据信息的 性质来划分 3 分页式存储管理的作业地址空间是一维的 分段式的存储管理的作业管理地址空间是二 维的 页面置换算法有哪些 页面置换算法有哪些 最佳置换算法 最佳置换算法 OptimalOptimal 即选择那些永不使用的 或者是在最长时间内不再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 先进先出置换算法先进先出置换算法 FIFOFIFO 该算法总是淘汰最先进入内存的页面 即选择在内存中驻留时间最久的页面予以淘汰 最 近最久未使用置换算法 LRU 该算法是选择最近最久未使用的页面予以淘汰 系统在每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 ClockClock 置换算法置换算法 也叫最近未用算法也叫最近未用算法 NRUNRU NotNot RecentlyUsedRecentlyUsed 该算法为每个页面设置一位访问位 将内存中的所有页面都通过链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