面试八股-操作系统

1.通用概念

1.1.基本特征

• 并发：宏观上一段时间同时运行多个程序，并行则是指同一时刻运行多个指令，操作系统中引入进程和线程来实现并发。
• 共享：系统中资源可以被多个并发进程共同使用。互斥共享同一时刻只能让一个进程访问，同时共享则是可多个进程访问。
• 虚拟：把物理实体转换为多个逻辑实体。进程上采用时分复用技术，让每个进程轮流占用处理器，虚拟内存使用了空分复用技术，执行页面置换算法，让逻辑上可以容纳比内存更大的页。
• 异步：进程不是一次性执行完毕，而是走走停停，以不可知速度前进。

1.2.系统调用

如果一个进程在用户态需要使用内核态度功能，就进行系统调用从而陷入内核，由操作系统代为。

Linux的系统调用主要有以下这些功能

• 进程控制 fork;exit;wait
• 进程通信 pipe;shmget;mmap
• 文件操作 open;read;write
• 设备操作 ioctl;read;write
• 信息维护 getpid;alarm;sleep
• 安全 chmod;unmask;chown

1.3.宏内核和微内核

• 宏内核 将操作系统作为一个紧密结合的整体放到内核，各模块共享信息，性能高
• 微内核 将部分操作系统功能移出内核，划分成相互独立的服务，只有微内核在内核态，其余在用户态。内核复杂性低，性能有一定损失。

1.4.中断分类

• 外中断 由CPU执行指令之外的事件引起，如I/O完成中断，时钟中断、控制台中断等。
• 异常 由CPU执行指令的内部事件引起，如非法操作码、地址越界等
• 陷入 在用户程序中使用系统调用

2.进程管理

2.1.进程控制

进程控制块描述进程的基本信息和运行状态，所谓创建进程和撤销进程，都是对PCB的操作。

2.2.进程线程比较

	进程	线程
拥有资源	资源分配基本单位	不拥有资源，可以访问进程资源
调度	进程切换引起线程切换	调度基本单位，线程切换不会引起进程切换
系统开销	需要分配/回收资源，开销较大，需要刷新TLB并获取新的地址空间	只需要保存和设置少量寄存器内容，开销很小
通信