操作系统之常考面试题

忘是亡心i 2022-01-22 12:39 265阅读 0赞

# 操作系统之常考面试题 #

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## 目录： ##

1.  操作系统概述
2.  进程的描述与控制
3.  存储器管理
4.  处理调度与死锁

注：在牛客上复习java摘录的，便于自己复习。  
地址连接：[https://www.nowcoder.com/tutorial/94/a9220944ad014f55be4015c19247af91][https_www.nowcoder.com_tutorial_94_a9220944ad014f55be4015c19247af91]

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### 1. 操作系统概述 ###

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1.  谈谈，64位和32位的区别？
    
    参考回答：  
    操作系统只是硬件和应用软件中间的一个平台。32位操作系统针对的32位的CPU设计。64位操作系统针对的64位的CPU设计。
2.  谈谈，CentOS 和 Linux的关系？
    
    参考答案：  
    CentOS是Linux众多得发行版本之一，linux有三大发行版本（：Slackware、debian、redhat）,而Redhat有收费的商业版和免费的开源版,商业版的业内称之为RHEL系列，CentOS是来自于依照开放源代码规定而公布的源代码重新编译而成。可以用CentOS替代商业版的RHEL使用。两者的不同，CentOS不包含封闭源代码软件，是免费的。

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### 2. 进程的描述与控制 ###

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1.  请解释一下，LINUX下的线程，GDI类
    
    参考回答：  
    LINUX实现的就是基于核心轻量级进程的”一对一”线程模型，一个线程实体对应一个核心轻量级进程，而线程之间的管理在核外函数库中实现。
    
    GDI类为图像设备编程接口类库。

##### 2. 进程和线程的区别是什么？（重点） #####

1.  进程是资源分配的最小单位，线程是程序执行的最小单位。
2.  开销方面：每个进程独有独立的代码和数据空间，程序之间的切换会有较大的开销；线程可以看做是轻量级的进程，同一类线程共享代码和数据空间，每个线程都有自己独立的运行栈和程序计数器，线程之间切换的开销小。
3.  所处环境：在操作系统中能同时运行多个进程（程序）；而在同一个进程（程序）中有多个线程同时执行（通过CPU调度，在每个时间片中只有一个线程执行）
4.  内存分配：系统在运行的时候会为每个进程分配不同的内存空间；而对线程而已，除CPU外，系统不会为线程分配内存（线程所使用的资源来自其所属进程的资源），线程之间只能共享资源。
5.  包含关系：一个进程可以有多个线程，线程是进程的一部分，所以线程也被称为轻量级进程。

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3. 谈一谈，系统线程数量上限是多少？

参考回答：  
Linux 系统中单个进程的最大线程数有其最大的限制 PTHREAD\_THREADS\_MAX。

这个限制可以在/usr/include/bits/local\_lim.h中查看 ，对 linuxthreads 这个值一般是 1024，对于 nptl 则没有硬性的限制，仅仅受限于系统的资源。

这个系统的资源主要就是线程的 stack 所占用的内存，用 ulimit -s 可以查看默认的线程栈大小，一般情况下，这个值是8M=8192KB。

（普通用户最大线程数为1024，root用户没有限制）

1.  请问，如何杀死一个进程？
    
    参考回答：  
    Kill pid

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### 3. 存储器管理 ###

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1.  你怎么理解操作系统里的内存碎片，有什么解决办法？
    
    参考回答：  
    内存碎片分为：内部碎片和外部碎片。
    
    内部碎片就是已经被分配出去（能明确指出属于哪个进程）却不能被利用的内存空间；
    
    内部碎片是处于区域内部或页面内部的存储块。占有这些区域或页面的进程并不使用这个存储块。而在进程占有这块存储块时，系统无法利用它。直到进程释放它，或进程结束时，系统才有可能利用这个存储块。
    
    单道连续分配只有内部碎片。多道固定连续分配既有内部碎片，又有外部碎片。
    
    外部碎片指的是还没有被分配出去（不属于任何进程），但由于太小了无法分配给申请内存空间的新进程的内存空闲区域。
    
    外部碎片是出于任何已分配区域或页面外部的空闲存储块。这些存储块的总和可以满足当前申请的长度要求，但是由于它们的地址不连续或其他原因，使得系统无法满足当前申请。
    
    使用伙伴系统算法。
2.  介绍一下，什么是页式存储？
    
    参考回答：
    
    主存被等分成大小相等的片，称为主存块，又称为实页。
    
    当一个用户程序装入内存时，以页面为单位进行分配。页面的大小是为2n ,通常为1KB、2KB、2n KB等

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### 4. 处理调度与死锁 ###

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1.  请谈一谈，系统如何提高并发性？  
    考察：操作系统综合性
    
    参考回答：  
    1、提高CPU并发计算能力  
    （1）多进程&多线程  
    （2）减少进程切换，使用线程，考虑进程绑定CPU  
    （3）减少使用不必要的锁，考虑无锁编程  
    （4）考虑进程优先级  
    （5）关注系统负载
    
    2、改进I/O模型  
    (1)DMA技术  
    (2)异步I/O  
    (3)改进多路I/O就绪通知策略，epoll  
    (4)Sendfile  
    (5)内存映射  
    (6)直接I/O

#### 2. 请谈一谈，什么情况下会发生死锁？解决死锁的策略有哪些？（重点） ####

1.  什么是死锁？  
    死锁是指两个或两个以上的进程在执行过程中，由于竞争资源或者由于彼此通信而造成的一种阻塞的现象，若无外力作用，它们都将无法推进下去。此时称系统处于死锁状态或系统产生了死锁，这些永远在互相等待的进程称为死锁进程。
2.  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。  
    不剥夺条件（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。
3.  处理死锁的策略  
    1.死锁预防。如进程需要的所有资源，在一开始就全部申请好得到之后再开始执行。  
    2.死锁避免。如进程每次申请申请资源的时候，根据一定的算法（银行家算法），去看该请求可不可能造成死锁，如果可能，就不给它分配该资源。  
    3.死锁处理。破坏四个必要条件的其中一个，比如kill掉一个进程。  
    4.死锁忽略。

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