java面试Java后端开发岗面试中操作系统相关的常见问题

Posted 2021-06-28 棉花糖灬

1. 进程管理

(1) 进程的状态与转换

• 运行：在处理机（CPU）上运行
• 就绪：获得了除处理机之外的所有所需资源，运行状态下时间片结束变为就绪状态
• 阻塞（等待）：等待某一事件而暂停，如等待输入/输出的完成，事件发生后变为就绪状态
• 创建：正在被创建
• 结束：进程从系统中消失，正常结束或中断退出运行

(2) 进程和线程的区别

进程是拥有资源的基本单位，而线程是独立调度的基本单位，线程自己不拥有系统资源，而是共享所属进程的资源。

(3) 三种层次的调度

• 作业调度（高级调度）：从外存的后备队列中选择一批作业进入内存，并为它们创建进程
• 内存调度（中级调度）：使那些暂时不能运行的进程调至外存等待，把外存上已经具备运行条件的就绪进程重新调入内存
• 进程调度（低级调度）：从就绪队列中选取一个进程，将处理机分配给它。发生的频率最高

(4) 调度算法

• 先来先服务：适用于作业调度和进程调度
• 短作业/进程优先：
• 优先级调度：适用于作业调度和进程调度
• 高响应比调度：主要用于作业调度，一定是非抢占式
• 时间片轮转：
• 多级反馈队列

(5) 同步和互斥

临界资源：一次仅允许一个进程使用的资源

临界区：访问临界资源的那段代码

同步：直接制约关系，进程之间因为工作顺序而产生的制约关系

互斥：简介制约关系：当一个进程使用临界资源时，另一个进程必须等待

(6) 死锁产生的原因

• 互斥条件
• 不剥夺条件
• 请求和保持
• 循环等待

(7) 死锁的处理

• 预防死锁：用于资源分配前，破坏死锁产生的四个必要条件中的 一个或几个

• 避免死锁：用于资源分配时，银行家算法

• 死锁的检测和解除：用于资源分配后，通过资源分配图和死锁定理来检测是否有死锁，并通过资源剥夺法、撤销进程法、进程回退法进行死锁解除

2. 内存管理

(1) 内存分配方式

连续分配和非连续分配都必须将作业全部装入内存之后才可以运行

连续分配方式

• 单一连续分配：将内存分为系统区和用户区，内存中永远只有一道程序

• 固定分区分配：将内存空间分为若干个固定大小的分区（分区大小可相等，可不等），每个分区只装入一道作业。会产生内部碎片

• 动态分区分配：不预先划分内存，而是在进程装入内存时，根据进程动态的建立分区，并使分区大小正好适合进程的需要。会产生外部碎片

  动态分区分配策略：

  • 首次适应：按地址顺序找到第一个空间满足的
  • 最佳适应：按容量递增的顺序找到第一个满足的，会产生最多的外部碎片
  • 最坏适应：按容量递减的顺序找到第一个满足的
  • 邻近适应：又称循环首次适应算法，从上次查找结束的位置继续查找

非连续分配方式

• 基本分页：将内存和进程划分为相同大小的块，进程中的块成为页，内存中的块成为页框，进程执行时按块为单位申请内存空间
• 基本分段：按进程的自然段划分逻辑空间，段内要求连续，段间不要求连续，进程执行时按段为单位申请内存空间
• 段页式：先将进程分为若干个逻辑段，再将每一段分为若干大小的固定页

(2) 页面置换算法

• 最佳置换：根据访问页面顺序找到今后最长时间不被访问的页面进行替换
• 先进先出：根据当前队列中的页面找各自入队的时间，并将入队最早的替换
• 最近最久未使用（LRU）：根据访问页面序列（最长时间未被访问的页面序列）找到要被替换的页面
• 时钟置换：又称最近未用算法

3. 文件管理

(1) 磁盘调度算法

• 先来先服务：
• 最短寻找时间优先：
• 扫描（SCAN）算法：又称电梯算法
• 循环扫描（C-SCAN）算法：

4. I/O管理

(1) I/O控制方式

• 程序直接控制方式：CPU对外设状态进行循环检查
• 中断驱动方式：I/O设备主动打断CPU的运行并请求服务
• DMA（直接存储器存取）方式：在I/O设备和内存之间开辟直接的数据交换通路，仅在传送一个或多个数据块的开始和结束时才需CPU干预
• 通道控制方式：通道相当于弱鸡版的CPU，通道程序相当于任务清单。当CPU要完成一组读写操作或有关控制时，只需向I/O通道发送一条I/O指令，并给出要执行的通道程序和要访问的I/O设备，通道接到指令后，通过执行通道程序完成CPU指定的I/O任务，数据传送结束时向CPU发中断请求

(2) SPOOLing技术

即假脱机技术，脱机即脱离主机的控制进行I/O操作，假脱机技术是一种使用空间交换时间的技术。实现将低速I/O设备上的数据传送到高速磁盘上，或相反。