程序員操作系統筆試題

 　　1.基本知識點(diǎn)：

　　1) 操作系統是控制和管理計算機軟硬件資源，以盡量合理有效的方法組織多個(gè)用戶(hù)共享多種資源的程序集合。

　　2) 操作系統的基本功能：(1)處理機管理。主要功能包括進(jìn)程控制、進(jìn)程調度、進(jìn)程同步和進(jìn)程通信。(2)存儲器管理。主要功能包括內存分配、地址映射、內存保護和內存擴充。(3)設備管，也叫I/O管理。主要功能包括緩沖區管理、設備分配、設備驅動(dòng)和設備的無(wú)關(guān)性處理。(4)文件管理。主要功能包括文件存儲空間的管理、文件操作的一般管理、目錄管理、文件的讀寫(xiě)管理和存取控制。(5)用戶(hù)界面管理。操作系統的用戶(hù)界面就是操作系統與用戶(hù)的接口，包括控制接口和程序接口。

　　3) 現代操作系統的基本特征：并發(fā)性、共享性、虛擬性、異步性和不確定性。

　　4) 所謂中斷是指系統發(fā)生某一事件后，CPU暫停正在執行的程序去執行處理該事件的程序過(guò)程，處理中斷事件的程序稱(chēng)為中斷處理程序，產(chǎn)生中斷信號的那個(gè)部件稱(chēng)為中斷源。中斷處理具體過(guò)程：保存現場(chǎng);分析原因，轉中斷處理程序;恢復現場(chǎng)。

　　5) 進(jìn)程是一個(gè)具有獨立功能的程序關(guān)于數據集合的一次可以并發(fā)執行的運行活動(dòng)，其基本特征：動(dòng)態(tài)特征、并發(fā)特征、獨立性、相互制約性。進(jìn)程的構成：程序、數據和進(jìn)程控制塊。進(jìn)程有三種基本的調度狀態(tài)：執行狀態(tài)、就緒狀態(tài)和等待狀態(tài)。

　　6) 進(jìn)程的引入大大地提高了資源的利用率和系統的吞吐量，而引入線(xiàn)程的目的是為了減少程序并發(fā)所付出的系統開(kāi)銷(xiāo)。進(jìn)程是資源分配的單位，而線(xiàn)程是系統調度的單位。

　　7) 所謂死鎖是多個(gè)進(jìn)程間的一種僵持狀態(tài)。進(jìn)程死鎖的原因:資源競爭及進(jìn)程推進(jìn)順序非法。死鎖的4個(gè)必要條件：互斥、占有等待、不可剝奪、環(huán)路。死鎖的處理：鴕鳥(niǎo)策略、預防策略、避免策略、檢測與解除死鎖。

　　8) 臨界資源是一次只允許一個(gè)進(jìn)程使用的資源。臨界區是在進(jìn)程中操作臨界資源的程序段。

　　2.進(jìn)程和線(xiàn)程的區別?

　　答：線(xiàn)程是指進(jìn)程內的一個(gè)執行單元,也是進(jìn)程內的可調度實(shí)體.與進(jìn)程的區別:(1)調度：線(xiàn)程作為調度和分配的基本單位，進(jìn)程作為擁有資源的基本單位。(2)并發(fā)性：不僅進(jìn)程之間可以并發(fā)執行，同一個(gè)進(jìn)程的多個(gè)線(xiàn)程之間也可并發(fā)執行。(3)擁有資源：進(jìn)程是擁有資源的一個(gè)獨立單位，線(xiàn)程不擁有系統資源，但可以訪(fǎng)問(wèn)隸屬于進(jìn)程的資源. (4)系統開(kāi)銷(xiāo)：在創(chuàng )建或撤消進(jìn)程時(shí)，由于系統都要為之分配和回收資源，導致系統的開(kāi)銷(xiāo)明顯大于創(chuàng )建或撤消線(xiàn)程時(shí)的開(kāi)銷(xiāo)。

　　3.網(wǎng)絡(luò )編程中設計并發(fā)服務(wù)器，使用多進(jìn)程 與 多線(xiàn)程 ，請問(wèn)有什么區別?

　　解析：(1)進(jìn)程：子進(jìn)程是父進(jìn)程的復制品。子進(jìn)程獲得父進(jìn)程數據空間、堆和棧的復制品

　　(2)線(xiàn)程：相對與進(jìn)程而言，線(xiàn)程是一個(gè)更加接近與執行體的.概念，它可以與同進(jìn)程的其他線(xiàn)程共享數據，但擁有自己的�？臻g，擁有獨立的執行序列。

　　兩者都可以提高程序的并發(fā)度，提高程序運行效率和響應時(shí)間。線(xiàn)程和進(jìn)程在使用上各有優(yōu)缺點(diǎn)：線(xiàn)程執行開(kāi)銷(xiāo)小，但不利于資源管理和保護;而進(jìn)程正相反。同時(shí)，線(xiàn)程適合于在SMP機器上運行，而進(jìn)程則可以跨機器遷移。

　　答:用多進(jìn)程時(shí)每個(gè)進(jìn)程有自己的地址空間，線(xiàn)程則共享地址空間。所有其他區別都是由此而來(lái)的：(1)速度：線(xiàn)程產(chǎn)生的速度快，線(xiàn)程間的通信快，切換快等，因為它們在同一個(gè)地址空間內。(2)資源利用率：線(xiàn)程的資源利用率比較好也是因為它們在同一個(gè)地址空間內。(3)同步問(wèn)題：線(xiàn)程使用公共變量/內存時(shí)需要使用同步機制，還是因為它們在同一個(gè)地址空間內。

　　4. 操作系統中常見(jiàn)的進(jìn)程調度策略有哪幾種?

　　答：FCFS(先來(lái)先服務(wù))，優(yōu)先級，時(shí)間片輪轉，多隊列、多級反饋隊列。

　　5.進(jìn)程間的通信如何實(shí)現?

　　答：現在最常見(jiàn)的進(jìn)程間通信的方式有：信號，信號量，消息隊列，共享內存，管道。信號是使用信號處理器來(lái)進(jìn)行的，信號量是使用P、V操作來(lái)實(shí)現的。消息隊列是比較高級的一種進(jìn)程間通信方法，因為它真的可以在進(jìn)程間傳送消息。

　　6.在Windows編程中互斥器(mutex)的作用和臨界區(critical section)類(lèi)似，請說(shuō)一下二者間的主要區別。

　　答：兩者的區別是mutex開(kāi)業(yè)用于進(jìn)程之間互斥，critical section是線(xiàn)程之間的互斥。

　　7.進(jìn)程進(jìn)入等待狀態(tài)有哪幾種方式?

　　答：CPU調度給優(yōu)先級更高的Thread(線(xiàn)程)，原先Thread 進(jìn)入Waiting(等待)狀態(tài)。阻塞的Thread獲得資源或者信號，進(jìn)入Waiting狀態(tài)。在時(shí)間片輪轉的情況下，如果時(shí)間片到了，也將進(jìn)入等待狀態(tài)。

　　8.試說(shuō)明進(jìn)程在三個(gè)基本狀態(tài)之間轉換的典型原因。

　　答：a.處于就緒狀態(tài)的進(jìn)程，當進(jìn)程調度程序為之分配了處理機后，該進(jìn)程便由就緒狀態(tài)變?yōu)閳绦袪顟B(tài)。b.當前進(jìn)程因發(fā)生某事件而無(wú)法執行，如訪(fǎng)問(wèn)已被占有的臨界資源，就會(huì )使進(jìn)程由執行狀態(tài)變?yōu)樽枞麪顟B(tài)。c.當前進(jìn)程因事件片用完而被暫停執行，該進(jìn)程便由執行狀態(tài)變?yōu)榫途w狀態(tài)。

　　9.同步機構應遵循哪些基本準則?

　　答：a.空閑讓進(jìn);b.忙則等待;c.有限等待;d.讓權等待。

　　10.在單處理機環(huán)境下，進(jìn)程間有哪幾種通信方式?

　　答：a.共享存儲器系統通信方式;b.消息傳遞系統通信方式;c.管道通信方式。

　　11.試比較消息隊列與管道通信機制。

　　答：a.所謂管道，是指用于連接一個(gè)讀進(jìn)程和一個(gè)寫(xiě)進(jìn)程，以實(shí)現它們之間通信的共享文件，又稱(chēng)pipe文件，管道通信是屬于共享存儲系統的。b.消息隊列通信機制屬于消息傳遞系統通信機制，存在通信鏈路，有消息的格式，有若干緩沖隊列，采用獨特的發(fā)送原語(yǔ)和接受原語(yǔ)。

　　12.在請求分頁(yè)系統中，常采用哪幾種頁(yè)面置換算法?

　　答：a.最佳置換算法;b.先進(jìn)先出算法;c.最近最久未使用LRU置換算法;d.Clock置換算法;e.此外，還有最少使用置換算法和頁(yè)面緩沖算法。

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