上一篇地址：赶紧收藏！2024 年最常见的操作系统面试题（三）-优快云博客
七、请描述操作系统中的调度算法。
操作系统中的调度算法是用于决定哪个进程应该获得CPU执行权的机制。调度算法的选择对系统性能有着重要影响，包括进程的响应时间、吞吐量和资源利用率等。以下是一些常见的调度算法：
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先来先服务（FCFS, First-Come, First-Served）：
- 这是最简单的调度算法，按照进程到达的顺序进行调度。
- 优点是公平，但可能导致较长的进程阻塞较短的进程，从而延长平均等待时间。
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短作业优先（SJF, Shortest Job First）：
- 优先调度估计执行时间最短的进程。
- 可以减少平均等待时间，但可能导致“饥饿”现象，即长作业可能永远得不到调度。
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最短剩余时间优先（SRTF, Shortest Remaining Time First）：
- 是SJF的抢占式版本，当一个新进程到达时，如果它的剩余时间比当前进程短，则CPU会被抢占。
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优先级调度：
- 根据进程的优先级进行调度，优先级高的进程先执行。
- 需要合理设置优先级，以避免低优先级进程长时间得不到服务。
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时间片轮转（RR, Round Robin）：
- 每个进程被分配一个固定的时间片，按照就绪队列的顺序轮流执行。
- 时间片用完后，进程被放回就绪队列的末尾。
- 优点是响应时间快，但可能导致CPU利用率低。
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多级队列调度：
- 将进程分为不同的优先级队列，每个队列有自己的调度算法。
- 可以同时考虑响应时间和CPU利用率。
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多级反馈队列：
- 结合了时间片轮转和优先级调度的特点，进程可以在不同的优先级队列之间移动。
- 根据进程的行为动态调整其优先级。
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比例共享调度：
- 根据进程的权重分配CPU时间，权重高的进程获得更多的CPU时间。
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公平共享调度（FSS, Fair Share Scheduling）：
- 确保每个进程获得与其权重成比例的CPU时间。
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实时调度算法：
- 用于实时系统，要求在严格的时间限制内完成任务。
- 常见的实时调度算法有最优先级先调度、最早截止时间优先等。
每种调度算法都有其适用场景和优缺点。操作系统设计者需要根据系统需求和目标选择合适的调度策略。例如，对于需要快速响应的系统，可能会选择时间片轮转或多级反馈队列；而对于需要高吞吐量的批处理系统，则可能选择短作业优先或比例共享调度。
八、什么是系统调用，它在操作系统中扮演什么角色？
系统调用是操作系统提供给用户程序或应用程序的一种接口，允许它们请求操作系统的服务。系统调用是用户空间与内核空间之间的桥梁，它使得程序能够安全、有效地使用操作系统的功能，如文件操作、进程控制、通信和内存管理等。
系统调用的角色：
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抽象硬件资源：
- 系统调用为应用程序提供了一种抽象，隐藏了硬件的复杂性。应用程序不需要了解硬件的具体细节，就可以通过系统调用来使用硬件资源。
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资源管理：
- 操作系统通过系统调用来控制对资源的访问，确保资源的有效分配和使用。例如，通过系统调用，应用程序可以请求内存、打开或关闭文件等。
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安全性：
- 系统调用提供了一种安全机制，防止用户程序直接操作硬件或访问其他程序的内存空间。这有助于保护系统和数据的安全性。
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错误处理：
- 当系统调用无法完成请求的操作时，它会返回一个错误码，应用程序可以根据这个错误码来处理异常情况。
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进程间通信：
- 系统调用支持进程间通信（IPC），允许不同的进程或线程交换数据。
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同步和互斥：
- 系统调用提供了同步机制，如信号量、互斥锁等，帮助管理对共享资源的访问，防止数据竞争和一致性问题。
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系统监控和控制：
- 系统调用允许用户程序获取系统状态信息，或者对系统进行控制，如设置时间、调整优先级等。
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设备驱动程序接口：
- 系统调用为设备驱动程序提供了一个标准接口，使得设备驱动程序可以与操作系统的其他部分交互。
系统调用的实现：
系统调用通常由一个中断或特殊指令触发，将控制权从用户模式转移到内核模式。在内核模式下，操作系统会处理请求，执行相应的操作，然后将结果返回给用户程序。这个过程通常涉及以下几个步骤：
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用户程序发起系统调用请求：用户程序通过库函数发出系统调用请求。
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参数传递：系统调用的参数从用户空间复制到内核空间。
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执行系统调用：操作系统内核执行请求的操作。
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返回结果：内核将结果或错误码返回给用户程序。
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用户程序继续执行：用户程序根据返回的结果继续执行。
系统调用的设计和实现对于操作系统的性能和稳定性至关重要。它们需要高效、可靠，并且能够适应不断变化的硬件和软件环境。
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