操作系统面试深度解析

"面试之操作系统" 在面试中，操作系统（OS）是不可或缺的知识领域，它涉及到计算机系统的基础架构和管理。以下是对操作系统相关知识点的详细解释： 1. **并发与并行**：并发是指多个任务在一段时间内的交替执行，给人一种同时进行的错觉，而并行则是在同一时刻，多个任务真正地同时执行。在单核处理器中，通过时间片轮转实现并发；在多核处理器中，可以实现真正的并行。 2. **同步与异步、阻塞与非阻塞**：同步是指等待一个操作完成后再进行下一个操作；异步则是不等待，而是发送请求后继续执行其他任务。阻塞是指调用者在等待某个操作完成时无法执行其他任务；非阻塞则允许调用者在等待期间执行其他任务。 3. **进程与线程**：进程是资源分配的最小单位，拥有独立的内存空间；线程是CPU调度的最小单位，共享进程的内存空间。进程间通信（IPC）包括管道、信号量、消息队列、共享内存等。 4. **进程状态转换**：进程通常经历新建、就绪、运行、等待和终止五个状态。 5. **进程调度算法**：常见的有FCFS（先来先服务）、SJF（短作业优先）、RR（时间片轮转）、优先级调度等。 6. **死锁**：两个或更多进程相互等待对方释放资源而无法继续执行的现象。产生原因包括互斥、占有并等待、无剥夺和循环等待。 7. **解决死锁**：预防死锁通过避免四个必要条件之一；避免死锁是允许死锁发生但不让它出现；解除死锁包括资源剥夺、回滚和进程终止。 8. **缓冲区溢出**：当缓冲区大小不足以存储输入数据时，超出的数据会覆盖相邻内存区域，可能导致安全问题，如代码执行或数据泄露。 9. **分页与分段**：分页是将内存划分为固定大小的块（页），分段是根据程序逻辑结构划分内存（段）。分页关注物理内存管理，分段更注重逻辑组织。 10. **物理地址、逻辑地址与虚拟内存**：物理地址是内存芯片上的实际位置，逻辑地址是程序中使用的地址，虚拟内存是通过地址映射技术使得程序认为有比实际更多的内存。 11. **页面置换算法**：如LRU（最近最少使用）、LFU（最不经常使用）、OPT（最佳替换）等。 12. **动态链接库与静态链接库**：动态链接库在运行时才加载，节省内存；静态链接库在编译时合并，程序体积大但运行无需依赖外部库。 13. **外中断与异常**：外中断通常由外部设备引发，如键盘、鼠标；异常是处理器内部错误或指令执行异常，如除零错误、非法指令等。 14. **用户态与内核态**：用户态是普通程序运行的模式，访问权限受限；内核态具有最高权限，执行操作系统核心功能。 15. **用户态与内核态的切换**：通过系统调用或异常处理机制实现。 16. **进程终止方式**：正常退出、异常退出、被其他进程杀死等。 17. **守护进程、僵尸进程和孤儿进程**：守护进程常驻后台，不与终端关联；僵尸进程是已结束但未清理资源的进程；孤儿进程是其父进程已结束但还在运行的进程。 18. **避免僵尸进程**：父进程及时处理子进程退出状态，如wait()或waitpid()。 19. **锁机制**：包括互斥锁、读写锁、自旋锁、信号量等，用于控制并发访问资源。 20. **内存分配错误**：如内存泄漏、空指针引用、堆栈溢出等。 21. **内存交换**：被换出的进程保存在磁盘的交换分区。 22. **原子操作**：不可分割的操作，如原子递增，通常通过硬件支持实现。 23. **抖动（Thrashing）**：当系统频繁地将内存中的进程换入换出导致性能急剧下降的现象，通常因物理内存不足引起。 这些知识点是操作系统面试中常被问到的问题，理解和掌握它们对于成为一名优秀的IT专业人员至关重要。