操作系统OS面试题八股文.pdfVIP

图⽂详解操作系统⾯试⾼频题，这次吊打⾯试官，我觉得稳了（⼿动 dog）。整理：楼仔，作者：三分恶， 戳原⽂链接。 引论 什么是操作系统？ 可以这么说，操作系统是⼀种运⾏在内核态的软件。 它是应⽤程序和硬件之间的媒介，向应⽤程序提供硬件的抽象，以及管理硬件资源。 操作系统主要有哪些功能？ 操作系统最主要的功能： 处理器（CPU）管理：CPU的管理和分配，主要指的是进程管理。 内存管理：内存的分配和管理，主要利⽤了虚拟内存的⽅式。 外存管理：外存（磁盘等）的分配和管理，将外存以⽂件的形式提供出去。 I/O管理：对输⼊/输出设备的统⼀管理。 除此之外，还有保证⾃身正常运⾏的健壮性管理，防⽌⾮法操作和⼊侵的安全性管理。 微信搜楼仔或扫描下⽅⼆维码关注楼仔的原创公众号，回复110 即可免费领取。 操作系统结构 什么是内核？ 可以这么说，内核是⼀个计算机程序，它是操作系统的核⼼，提供了操作系统最核⼼的能⼒，可以控制操作系统中 所有的内容。 什么是⽤户态和内核态？ 内核具有很⾼的权限，可以控制 cpu 、内存、硬盘等硬件，出于权限控制的考虑，因此⼤多数操作系统，把内存分 成了两个区域： 内核空间，这个内存空间只有内核程序可以访问； ⽤户空间，这个内存空间专⻔给应⽤程序使⽤，权限⽐较⼩； ⽤户空间的代码只能访问⼀个局部的内存空间，⽽内核空间的代码可以访问所有内存空间。因此，当程序使⽤⽤户 空间时，我们常说该程序在⽤户态执⾏，⽽当程序使内核空间时，程序则在内核态执⾏。 ⽤户态和内核态是如何切换的？ 应⽤程序如果需要进⼊内核空间，就需要通过系统调⽤，来进⼊内核态： 内核程序执⾏在内核态，⽤户程序执⾏在⽤户态。当应⽤程序使⽤系统调⽤时，会产⽣⼀个中断。发⽣中断后， CPU 会中断当前在执⾏的⽤户程序，转⽽跳转到中断处理程序，也就是开始执⾏内核程序。内核处理完后，主动 触发中断，把 CPU 执⾏权限交回给⽤户程序，回到⽤户态继续⼯作。 微信搜楼仔或扫描下⽅⼆维码关注楼仔的原创公众号，回复110 即可免费领取。 进程和线程 并⾏和并发有什么区别？ 并发就是在⼀段时间内，多个任务都会被处理；但在某⼀时刻，只有⼀个任务在执⾏。单核处理器做到的并发，其 实是利⽤时间⽚的轮转，例如有两个进程A和B，A运⾏⼀个时间⽚之后，切换到B，B运⾏⼀个时间⽚之后⼜切换 到A 。因为切换速度⾜够快，所以宏观上表现为在⼀段时间内能同时运⾏多个程序。 并⾏就是在同⼀时刻，有多个任务在执⾏。这个需要多核处理器才能完成，在微观上就能同时执⾏多条指令，不同 的程序被放到不同的处理器上运⾏，这个是物理上的多个进程同时进⾏。 什么是进程上下⽂切换？ 对于单核单线程 CPU ⽽⾔，在某⼀时刻只能执⾏⼀条 CPU 指令。上下⽂切换 (Context Switch) 是⼀种将 CPU 资 源从⼀个进程分配给另⼀个进程的机制。从⽤户⻆度看，计算机能够并⾏运⾏多个进程，这恰恰是操作系统通过快 速上下⽂切换造成的结果。在切换的过程中，操作系统需要先存储当前进程的状态 (包括内存空间的指针，当前执 ⾏完的指令等等) ，再读⼊下⼀个进程的状态，然后执⾏此进程。 进程有哪些状态？ 当⼀个进程开始运⾏时，它可能会经历下⾯这⼏种状态： 上图中各个状态的意义： 运⾏状态（Runing）：该时刻进程占⽤ CPU ； 就绪状态（Ready）：可运⾏，由于其他进程处于运⾏状态⽽暂时停⽌运⾏； 阻塞状态（Blocked）：该进程正在等待某⼀事件发⽣（如等待输⼊/输出操作的完成）⽽暂时停⽌运⾏，这 时，即使给它CPU控制权，它也⽆法运⾏； 当然，进程还有另外两个基本状态： 创建状态（new）：进程正在被创建时的状态； 结束状态（Exit）：进程正在从系统中消失时的状态； 什么是僵⼫进程？ 僵⼫进程是已完成且处于终⽌状态，但在进程表中却仍然存在的进程。 僵⼫进程⼀般发⽣有⽗⼦关系的进程中，⼀个⼦进程的进程描述符在⼦进程退出时不会释放，只有当⽗进程通过 wait() 或 waitpid() 获取了⼦进程信息后才会释放。如果⼦进程退出，⽽⽗进程并没有调⽤ wait() 或 waitpid() ，那 么⼦进程的进程描述符仍然保存在系统中。 什么是孤⼉进程？ ⼀个⽗进程退出，⽽它的⼀个或多个⼦进程还在运⾏，那么这些⼦进程将成为孤⼉进程。孤⼉进程将被 init 进程 (进程 ID 为 1 的进程) 所收养，并由 init 进程对它们完成状态收集⼯作。因为孤⼉进程会被 init 进程收养，所以孤 ⼉进程不会对系