操作系統(tǒng)面試題

1、1、進程和線程的區(qū)別？解析：（1）進程是資源的分配和調(diào)度的一個獨立單元，而線程是CPU調(diào)度的基本單元          （2）同一個進程中可以包括多個線程，并且線程共享整個進程的資源（寄存器、堆棧、上下文），一個進行至少包括一個線程。          （3）進程的創(chuàng)建調(diào)用fork或者vfork，而線程的創(chuàng)建調(diào)用pthread_create，進程結(jié)束后它擁有的所有線程都將銷毀，而線程的結(jié)束不會影響同個進程中的其他線程的結(jié)束      &

2、#160;   （4）線程是輕兩級的進程，它的創(chuàng)建和銷毀所需要的時間比進程小很多，所有操作系統(tǒng)中的執(zhí)行功能都是創(chuàng)建線程去完成的          （5）線程中執(zhí)行時一般都要進行同步和互斥，因為他們共享同一進程的所有資源          （6）線程有自己的私有屬性TCB，線程id，寄存器、硬件上下文，而進程也有自己的私有屬性進程控制塊PCB，這些私有屬性是不被共享的，用來標示一個進程或一個線程的標志17、什么是死鎖？其條件是什么？怎樣避免死鎖？死鎖的概念：在兩個或多個并發(fā)進程中，如果每

3、個進程持有某種資源而又都等待別的進程釋放它或它們現(xiàn)在保持著的資源，在未改變這種狀態(tài)之前都不能向前推進，稱這一組進程產(chǎn)生了死鎖。通俗地講，就是兩個或多個進程被無限期地阻塞、相互等待的一種狀態(tài)。死鎖產(chǎn)生的原因主要是：？ 系統(tǒng)資源不足；？ 進程推進順序非法。產(chǎn)生死鎖的必要條件：（1）互斥（mutualexclusion），一個資源每次只能被一個進程使用；（2）不可搶占（nopreemption），進程已獲得的資源，在未使用完之前，不能強行剝奪；（3）占有并等待（hold andwait），一個進程因請求資源而阻塞時，對已獲得的資源保持不放；（4）環(huán)形等待（circularwait），若干進程之間形成

4、一種首尾相接的循環(huán)等待資源關(guān)系。這四個條件是死鎖的必要條件，只要系統(tǒng)發(fā)生死鎖，這些條件必然成立，而只要上述條件之一不滿足，就不會發(fā)生死鎖。死鎖的解除與預(yù)防：理解了死鎖的原因，尤其是產(chǎn)生死鎖的四個必要條件，就可以最大可能地避免、預(yù)防和解除死鎖。所以，在系統(tǒng)設(shè)計、進程調(diào)度等方面注意如何不讓這四個必要條件成立，如何確定資源的合理分配算法，避免進程永久占據(jù)系統(tǒng)資源。此外，也要防止進程在處于等待狀態(tài)的情況下占用資源。因此，對資源的分配要給予合理的規(guī)劃。死鎖的處理策略：鴕鳥策略、預(yù)防策略、避免策略、檢測與恢復(fù)策略。3、Windows內(nèi)存管理方式：段存儲、頁存儲、段頁存儲解析：4、進程的幾種狀態(tài)？解析：（1

5、）run（運行狀態(tài)）：正在運行的進程或在等待隊列中對待的進程，等待的進程只要以得到cpu就可以運行          （2）Sleep（可中斷休眠狀態(tài)）：相當于阻塞或在等待的狀態(tài)          （3）D（不可中斷休眠狀態(tài)）：在磁盤上的進程          （4）T（停止狀態(tài)）：這中狀態(tài)無法直觀的看見，因為是進程停止后就釋放了資源，所以不會留在linux中          （5）Z（僵尸狀態(tài)

6、）：子進程先與父進程結(jié)束，但父進程沒有調(diào)用wait或waitpid來回收子進程的資源，所以子進程就成了僵尸進程，如果父進程結(jié)束后任然沒有回收子進程的資源，那么1號進程將回收5、IPC通信方式？解析：（1）管道（匿名管道（pipe親緣關(guān)系的進程通信）、命名管道（mkfifo/mknod）          （2）消息隊列：是基于消息的、用無親緣關(guān)系的進程間通信，主要函數(shù)：msgget、msgsend、msgrecv、msgctl          （3）信號量：相當于一把互斥鎖，通過p、v操作，主

7、要函數(shù)：semget、semop、semctl          （4）共享內(nèi)存：是進程間通信速度最快的，所以用經(jīng)常是集合信號量或互斥鎖來實現(xiàn)同步，shmget、shmat、shmdt、shmctl6、什么是虛擬內(nèi)存？解析：是將進程部分裝入內(nèi)存中，從而能實現(xiàn)一個很大的程序能在一個比它小的內(nèi)存中運行，它的主要實現(xiàn)是靠程序的換進換出來實現(xiàn)的，因為內(nèi)存中03G是用戶使用，34G才是內(nèi)存使用，通過映射來實現(xiàn)來進行邏輯地址到物理地址的映射7、虛擬地址、邏輯地址、線性地址、物理地址的區(qū)別？解析： 分段機制把一個邏輯地址轉(zhuǎn)換為線性地址；接著，分頁機

8、制把一個線性地址轉(zhuǎn)換為物理地址。（1）虛擬地址：虛擬內(nèi)存映射出來的地址（2）邏輯地址：程序的段加偏移量形成的，C/C+程序中取地址求出來的地址就是邏輯地址（3）線性地址：是邏輯地址到物理地址的中間層，只有啟動分頁機制的時候才有線性地址，如果沒有分頁機制，那么線性地址就是物理地址（4）物理地址：是內(nèi)存中實實在在存在的硬件地址，邏輯地址（啟動分段）-線性地址（啟動分頁）-物理地址2、Windows下的內(nèi)存是如何管理的？Windows提供了3種方法來進行內(nèi)存管理：虛擬內(nèi)存，最適合用來管理大型對象或者結(jié)構(gòu)數(shù)組；內(nèi)存映射文件，最適合用來管理大型數(shù)據(jù)流（通常來自文件）以及在單個計算機上運行多個進程之間共享

9、數(shù)據(jù)；內(nèi)存堆棧，最適合用來管理大量的小對象。Windows操縱內(nèi)存可以分兩個層面：物理內(nèi)存和虛擬內(nèi)存。其中物理內(nèi)存由系統(tǒng)管理，不允許應(yīng)用程序直接訪問，應(yīng)用程序可見的只有一個2G地址空間，而內(nèi)存分配是通過堆進行的。對于每個進程都有自己的默認堆，當一個堆創(chuàng)建后，就通過虛擬內(nèi)存操作保留了相應(yīng)大小的地址塊（不占有實際的內(nèi)存，系統(tǒng)消耗很?。．斣诙焉戏峙湟粔K內(nèi)存時，系統(tǒng)在堆的地址表里找到一個空閑塊（如果找不到，且堆創(chuàng)建屬性是可擴充的，則擴充堆大?。?，為這個空閑塊所包含的所有內(nèi)存頁提交物理對象（在物理內(nèi)存上或硬盤的交換文件上），這時就可以訪問這部分地址。提交時，系統(tǒng)將對所有進程的內(nèi)存統(tǒng)一調(diào)配，如果物理內(nèi)存

10、不夠，系統(tǒng)試圖把一部分進程暫時不訪問的頁放入交換文件，以騰出部分物理內(nèi)存。釋放內(nèi)存時，只在堆中將所在的頁解除提交（相應(yīng)的物理對象被解除），繼續(xù)保留地址空間。如果要知道某個地址是否被占用/可不可以訪問，只要查詢此地址的虛擬內(nèi)存狀態(tài)即可。如果是提交，則可以訪問。如果僅僅保留，或沒保留，則產(chǎn)生一個軟件異常。此外，有些內(nèi)存頁可以設(shè)置各種屬性。如果是只讀，向內(nèi)存寫也會產(chǎn)生軟件異常。3、Windows消息調(diào)度機制是？A）指令隊列；B）指令堆棧；C）消息隊列；D）消息堆棧答案：C處理消息隊列的順序。首先Windows絕對不是按隊列先進先出的次序來處理的，而是有一定優(yōu)先級的。優(yōu)先級通過消息隊列的狀態(tài)標志來實現(xiàn)

11、的。首先，最高優(yōu)先級的是別的線程發(fā)過來的消息（通過sendmessage）；其次，處理登記消息隊列消息；再次處理QS_QUIT標志，處理虛擬輸入隊列，處理wm_paint；最后是wm_timer。4、描述實時系統(tǒng)的基本特性在特定時間內(nèi)完成特定的任務(wù)，實時性與可靠性。所謂“實時操作系統(tǒng)”，實際上是指操作系統(tǒng)工作時，其各種資源可以根據(jù)需要隨時進行動態(tài)分配。由于各種資源可以進行動態(tài)分配，因此，其處理事務(wù)的能力較強、速度較快。5、中斷和輪詢的特點對I/O設(shè)備的程序輪詢的方式，是早期的計算機系統(tǒng)對I/O設(shè)備的一種管理方式。它定時對各種設(shè)備輪流詢問一遍有無處理要求。輪流詢問之后，有要求的，則加以處理。在處

12、理I/O設(shè)備的要求之后，處理機返回繼續(xù)工作。盡管輪詢需要時間，但輪詢要比I/O設(shè)備的速度要快得多，所以一般不會發(fā)生不能及時處理的問題。當然，再快的處理機，能處理的輸入輸出設(shè)備的數(shù)量也是有一定限度的。而且，程序輪詢畢竟占據(jù)了CPU相當一部分處理時間，因此，程序輪詢是一種效率較低的方式，在現(xiàn)代計算機系統(tǒng)中已很少應(yīng)用。程序中斷通常簡稱中斷，是指CPU在正常運行程序的過程中，由于預(yù)先安排或發(fā)生了各種隨機的內(nèi)部或外部事件，使CPU中斷正在運行的程序，而轉(zhuǎn)到為響應(yīng)的服務(wù)程序去處理。輪詢效率低，等待時間很長，CPU利用率不高。中斷容易遺漏一些問題，CPU利用率高。6、什么是臨界區(qū)？如何解決沖突？每個進程中訪

13、問臨界資源的那段程序稱為臨界區(qū)，每次只準許一個進程進入臨界區(qū)，進入后不允許其他進程進入。（1）如果有若干進程要求進入空閑的臨界區(qū)，一次僅允許一個進程進入；（2）任何時候，處于臨界區(qū)內(nèi)的進程不可多于一個。如已有進程進入自己的臨界區(qū)，則其它所有試圖進入臨界區(qū)的進程必須等待；（3）進入臨界區(qū)的進程要在有限時間內(nèi)退出，以便其它進程能及時進入自己的臨界區(qū)；（4）如果進程不能進入自己的臨界區(qū)，則應(yīng)讓出CPU，避免進程出現(xiàn)“忙等”現(xiàn)象。7、說說分段和分頁頁是信息的物理單位，分頁是為實現(xiàn)離散分配方式，以消減內(nèi)存的外零頭，提高內(nèi)存的利用率；或者說，分頁僅僅是由于系統(tǒng)管理的需要，而不是用戶的需要。段是信息的邏輯單

14、位，它含有一組其意義相對完整的信息。分段的目的是為了能更好的滿足用戶的需要。頁的大小固定且由系統(tǒng)確定，把邏輯地址劃分為頁號和頁內(nèi)地址兩部分，是由機器硬件實現(xiàn)的，因而一個系統(tǒng)只能有一種大小的頁面。段的長度卻不固定，決定于用戶所編寫的程序，通常由編輯程序在對源程序進行編輯時，根據(jù)信息的性質(zhì)來劃分。分頁的作業(yè)地址空間是一維的，即單一的線性空間，程序員只須利用一個記憶符，即可表示一地址。分段的作業(yè)地址空間是二維的，程序員在標識一個地址時，既需給出段名，又需給出段內(nèi)地址。8、說出你所知道的保持進程同步的方法？進程間同步的主要方法有原子操作、信號量機制、自旋鎖、管程、會合、分布式系統(tǒng)等。9、Linux中常

15、用到的命令顯示文件目錄命令ls        如ls改變當前目錄命令cd        如cd /home建立子目錄mkdir           如mkdir xiong刪除子目錄命令rmdir       如rmdir /mnt/cdrom刪除文件命令rm   &#

16、160;        如rm /ucdos.bat文件復(fù)制命令cp            如cp /ucdos /fox獲取幫助信息命令man      如man ls顯示文件的內(nèi)容less        如less mwm.lx重定向與管道type    

17、      如type readme>>direct，將文件readme的內(nèi)容追加到文direct中10、Linux文件屬性有哪些？（共十位）-rw-r-r-那個是權(quán)限符號，總共是- - - -這幾個位。第一個短橫處是文件類型識別符：-表示普通文件；c表示字符設(shè)備（character）；b表示塊設(shè)備（block）；d表示目錄（directory）；l表示鏈接文件（link）；后面第一個三個連續(xù)的短橫是用戶權(quán)限位（User），第二個三個連續(xù)短橫是組權(quán)限位（Group），第三個三個連續(xù)短橫是其他權(quán)限位（Other）。每個權(quán)限位有三個權(quán)限

18、，r（讀權(quán)限），w（寫權(quán)限），x（執(zhí)行權(quán)限）。如果每個權(quán)限位都有權(quán)限存在，那么滿權(quán)限的情況就是：-rwxrwxrwx；權(quán)限為空的情況就是- - - -。權(quán)限的設(shè)定可以用chmod命令，其格式位：chmod ugoa+/-/=rwx filename/directory。例如：一個文件aaa具有完全空的權(quán)限- - - -。chmod u+rw aaa（給用戶權(quán)限位設(shè)置讀寫權(quán)限，其權(quán)限表示為：- rw- - -）chmod g+r aaa（給組設(shè)置權(quán)限為可讀，其權(quán)限表示為：- - r- -）chmod ugo+rw aaa（給用戶，組，其它用戶或組設(shè)置權(quán)限為讀寫，權(quán)限表示為：- rw- rw- r

19、w-）如果aaa具有滿權(quán)限- rwx rwx rwx。chmod u-x aaa（去掉用戶可執(zhí)行權(quán)限，權(quán)限表示為：- rw- rwx rwx）如果要給aaa賦予制定權(quán)限- rwx r-x r-x，命令為：chmod u=rwx，go=rx aaa11、makefile文件的作用是什么？一個工程中的源文件不計其數(shù)，其按類型、功能、模塊分別放在若干個目錄中。makefile定義了一系列的規(guī)則來指定哪些文件需要先編譯，哪些文件需要后編譯，哪些文件需要重新編譯，甚至于進行更復(fù)雜的功能操作。因為makefile就像一個Shell腳本一樣，其中也可以執(zhí)行操作系統(tǒng)的命令。makefile帶來的好處就是“自動

20、化編譯”。一旦寫好，只需要一個make命令，整個工程完全自動編譯，極大地提高了軟件開發(fā)的效率。make是一個命令工具，是一個解釋makefile中指令的命令工具。一般來說，大多數(shù)的IDE都有這個命令，比如：Delphi的make，Visual C+的nmake，Linux下GNU的make?？梢?，makefile都成為了一種在工程方面的編譯方法。12、簡術(shù)OSI的物理層Layer1，鏈路層Layer2，網(wǎng)絡(luò)層Layer3的任務(wù)。網(wǎng)絡(luò)層：通過路由選擇算法，為報文或分組通過通信子網(wǎng)選擇最適當?shù)穆窂健ｆ溌穼樱和ㄟ^各種控制協(xié)議，將有差錯的物理信道變?yōu)闊o差錯的、能可靠傳輸數(shù)據(jù)幀的數(shù)據(jù)鏈路。物理層：利用傳

21、輸介質(zhì)為數(shù)據(jù)鏈路層提供物理連接，實現(xiàn)比特流的透明傳輸。13、什么是中斷？中斷時CPU做什么工作？中斷是指在計算機執(zhí)行期間，系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生任何非尋常的或非預(yù)期的急需處理事件，使得CPU暫時中斷當前正在執(zhí)行的程序而轉(zhuǎn)去執(zhí)行相應(yīng)的事件處理程序。待處理完畢后又返回原來被中斷處繼續(xù)執(zhí)行或調(diào)度新的進程執(zhí)行的過程。14、你知道操作系統(tǒng)的內(nèi)容分為幾塊嗎？什么叫做虛擬內(nèi)存？他和主存的關(guān)系如何？內(nèi)存管理屬于操作系統(tǒng)的內(nèi)容嗎？操作系統(tǒng)的主要組成部分：進程和線程的管理，存儲管理，設(shè)備管理，文件管理。虛擬內(nèi)存是一些系統(tǒng)頁文件，存放在磁盤上，每個系統(tǒng)頁文件大小為4K，物理內(nèi)存也被分頁，每個頁大小也為4K，這樣虛擬頁文件和物理

22、內(nèi)存頁就可以對應(yīng)，實際上虛擬內(nèi)存就是用于物理內(nèi)存的臨時存放的磁盤空間。頁文件就是內(nèi)存頁，物理內(nèi)存中每頁叫物理頁，磁盤上的頁文件叫虛擬頁，物理頁+虛擬頁就是系統(tǒng)所有使用的頁文件的總和。15、線程是否具有相同的堆棧？dll是否有獨立的堆棧？每個線程有自己的堆棧。dll是否有獨立的堆棧？這個問題不好回答，或者說這個問題本身是否有問題。因為dll中的代碼是被某些線程所執(zhí)行，只有線程擁有堆棧。如果dll中的代碼是exe中的線程所調(diào)用，那么這個時候是不是說這個dll沒有獨立的堆棧？如果dll中的代碼是由dll自己創(chuàng)建的線程所執(zhí)行，那么是不是說dll有獨立的堆棧？以上講的是堆棧，如果對于堆來說，每個dll有

23、自己的堆，所以如果是從dll中動態(tài)分配的內(nèi)存，最好是從dll中刪除；如果你從dll中分配內(nèi)存，然后在exe中，或者另外一個dll中刪除，很有可能導(dǎo)致程序崩潰。16、什么是緩沖區(qū)溢出？有什么危害？其原因是什么？緩沖區(qū)溢出是指當計算機向緩沖區(qū)內(nèi)填充數(shù)據(jù)時超過了緩沖區(qū)本身的容量，溢出的數(shù)據(jù)覆蓋在合法數(shù)據(jù)上。危害：在當前網(wǎng)絡(luò)與分布式系統(tǒng)安全中，被廣泛利用的50%以上都是緩沖區(qū)溢出，其中最著名的例子是1988年利用fingerd漏洞的蠕蟲。而緩沖區(qū)溢出中，最為危險的是堆棧溢出，因為入侵者可以利用堆棧溢出，在函數(shù)返回時改變返回程序的地址，讓其跳轉(zhuǎn)到任意地址，帶來的危害一種是程序崩潰導(dǎo)致拒絕服務(wù)，另外一種就

24、是跳轉(zhuǎn)并且執(zhí)行一段惡意代碼，比如得到shell，然后為所欲為。通過往程序的緩沖區(qū)寫超出其長度的內(nèi)容，造成緩沖區(qū)的溢出，從而破壞程序的堆棧，使程序轉(zhuǎn)而執(zhí)行其它指令，以達到攻擊的目的。造成緩沖區(qū)溢出的主原因是程序中沒有仔細檢查用戶輸入的參數(shù)。3、進程同步進程同步的主要任務(wù)：是對多個相關(guān)進程在執(zhí)行次序上進行協(xié)調(diào)，以使并發(fā)執(zhí)行的諸進程之間能有效地共享資源和相互合作，從而使程序的執(zhí)行具有可再現(xiàn)性。同步機制遵循的原則：（1）空閑讓進；（2）忙則等待（保證對臨界區(qū)的互斥訪問）；（3）有限等待（有限代表有限的時間，避免死等）；（4）讓權(quán)等待，（當進程不能進入自己的臨界區(qū)時，應(yīng)該釋放處理機，以免陷入忙等狀態(tài)）。

25、4、進程間的通信是如何實現(xiàn)的？進程通信，是指進程之間的信息交換（信息量少則一個狀態(tài)或數(shù)值，多者則是成千上萬個字節(jié)）。因此，對于用信號量進行的進程間的互斥和同步，由于其所交換的信息量少而被歸結(jié)為低級通信。所謂高級進程通信指：用戶可以利用操作系統(tǒng)所提供的一組通信命令傳送大量數(shù)據(jù)的一種通信方式。操作系統(tǒng)隱藏了進程通信的實現(xiàn)細節(jié)。或者說，通信過程對用戶是透明的。高級通信機制可歸結(jié)為三大類：（1）共享存儲器系統(tǒng)（存儲器中劃分的共享存儲區(qū)）；實際操作中對應(yīng)的是“剪貼板”（剪貼板實際上是系統(tǒng)維護管理的一塊內(nèi)存區(qū)域）的通信方式，比如舉例如下：word進程按下ctrl+c，在ppt進程按下ctrl+v，即完成了

26、word進程和ppt進程之間的通信，復(fù)制時將數(shù)據(jù)放入到剪貼板，粘貼時從剪貼板中取出數(shù)據(jù)，然后顯示在ppt窗口上。（2）消息傳遞系統(tǒng)（進程間的數(shù)據(jù)交換以消息（message）為單位，當今最流行的微內(nèi)核操作系統(tǒng)中，微內(nèi)核與服務(wù)器之間的通信，無一例外地都采用了消息傳遞機制。應(yīng)用舉例：郵槽（MailSlot）是基于廣播通信體系設(shè)計出來的，它采用無連接的不可靠的數(shù)據(jù)傳輸。郵槽是一種單向通信機制，創(chuàng)建郵槽的服務(wù)器進程讀取數(shù)據(jù)，打開郵槽的客戶機進程寫入數(shù)據(jù)。（3）管道通信系統(tǒng)（管道即：連接讀寫進程以實現(xiàn)他們之間通信的共享文件（pipe文件，類似先進先出的隊列，由一個進程寫，另一進程讀）。實際操作中，管道分為

27、：匿名管道、命名管道。匿名管道是一個未命名的、單向管道，通過父進程和一個子進程之間傳輸數(shù)據(jù)。匿名管道只能實現(xiàn)本地機器上兩個進程之間的通信，而不能實現(xiàn)跨網(wǎng)絡(luò)的通信。命名管道不僅可以在本機上實現(xiàn)兩個進程間的通信，還可以跨網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)兩個進程間的通信。由于進程同步產(chǎn)生了一系列經(jīng)典的同步問題“生產(chǎn)者-消費者”問題，“哲學(xué)家進餐”問題，“讀者-寫者”問題。9.進程調(diào)度算法先來先服務(wù)調(diào)度算法FCFS：既可以作為作業(yè)調(diào)度算法也可以作為進程調(diào)度算法；按作業(yè)或者進程到達的先后順序依次調(diào)度；因此對于長作業(yè)比較有利；短作業(yè)優(yōu)先調(diào)度算法SJF：作業(yè)調(diào)度算法，算法從就緒隊列中選擇估計時間最短的作業(yè)進行處理，直到得出結(jié)果或者無法繼續(xù)執(zhí)行；缺點：不利于長作業(yè)；未考慮作業(yè)的重要性；運行時間是預(yù)估的，并不靠譜 ；高相應(yīng)比算法HRN：響應(yīng)比=(等待時間+要求服務(wù)時間)/要求服務(wù)時間；時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度RR：按到達的先后對進程放入隊列中，然后給隊首進程分配CPU時間片，時間片用完之后計時器發(fā)出中斷，暫停當前進程并將其放到隊列尾部，循環(huán) ;多級反饋隊列調(diào)度算法：目前公認較好的調(diào)度算法；設(shè)置多個就緒隊列并為每個隊列設(shè)置不同的優(yōu)先級，第一個隊列優(yōu)先級最高，其余依次遞減。優(yōu)先級越高的隊列分配的時間片越短，進程到達之后按FCFS