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操作系统面试题的整理

2014年09月05日 ⁄ 综合 ⁄ 共 2311字 ⁄ 字号 评论关闭

1、什么是进程(Process)和线程(Thread)?有何区别?
  进程是具有一定独立功能的程序关于某个数据集合上的一次运行活动,进程是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。线程是进程的一个实体,是CPU调度和分派的基本单位,它是比进程更小的能独立运行的基本单位。线程自己基本上不拥有系统资源,只拥有一点在运行中必不可少的资源(如程序计数器,一组寄存器和栈),但是它可与同属一个进程的其他的线程共享进程所拥有的全部资源。一个线程可以创建和撤销另一个线程,同一个进程中的多个线程之间可以并发执行。
   进程与应用程序的区别在于应用程序作为一个静态文件存储在计算机系统的硬盘等存储空间中,而进程则是处于动态条件下由操作系统维护的系统资源管理实体。

2.实时系统的基本特性
 在特定时间内完成特定的任务,实时性与可靠性。
 所谓“实时操作系统”,实际上是指操作系统工作时,其各种资源可以根据需要随时进行动态分配。由于各种资源可以进行动态分配,因此,其处理事务的能力较强、速度较快。

3.什么是临界区?如何解决冲突?
  每个进程中访问临界资源的那段程序称为临界区,每次只准许一个进程进入临界区,进入后不允许其他进程进入。
  (1)如果有若干进程要求进入空闲的临界区,一次仅允许一个进程进入;
  (2)任何时候,处于临界区内的进程不可多于一个。如已有进程进入自己的临界区,则其它所有试图进入临界区的进程必须等待;
  (3)进入临界区的进程要在有限时间内退出,以便其它进程能及时进入自己的临界区;
  (4)如果进程不能进入自己的临界区,则应让出CPU,避免进程出现“忙等”现象。

4.分段和分页
  页是信息的物理单位,分页是为实现离散分配方式,以消减内存的外零头,提高内存的利用率;或者说,分页仅仅是由于系统管理的需要,而不是用户的需要。
  段是信息的逻辑单位,它含有一组其意义相对完整的信息。分段的目的是为了能更好的满足用户的需要。
  页的大小固定且由系统确定,把逻辑地址划分为页号和页内地址两部分,是由机器硬件实现的,因而一个系统只能有一种大小的页面。段的长度却不固定,决定于用户所编写的程序,通常由编辑程序在对源程序进行编辑时,根据信息的性质来划分。
  分页的作业地址空间是一维的,即单一的线性空间,程序员只须利用一个记忆符,即可表示一地址。分段的作业地址空间是二维的,程序员在标识一个地址时,既需给出段名,又需给出段内地址。

5.保持进程同步的方法?

进程间同步的主要方法有原子操作、信号量机制、自旋锁、管程、会合、分布式系统等。

6.线程是否具有相同的堆栈?dll是否有独立的堆栈?
  每个线程有自己的堆栈。  
      dll是否有独立的堆栈?这个问题不好回答,或者说这个问题本身是否有问题。因为dll中的代码是被某些线程所执行,只有线程拥有堆栈。如果dll中的代码是exe中的线程所调用,那么这个时候是不是说这个dll没有独立的堆栈?如果dll中的代码是由dll自己创建的线程所执行,那么是不是说dll有独立的堆栈?
  以上讲的是堆栈,如果对于堆来说,每个dll有自己的堆,所以如果是从dll中动态分配的内存,最好是从dll中删除;如果你从dll中分配内存,然后在exe中,或者另外一个dll中删除,很有可能导致程序崩溃。

7.什么是缓冲区溢出?有什么危害?其原因是什么?
  缓冲区溢出是指当计算机向缓冲区内填充数据时超过了缓冲区本身的容量,溢出的数据覆盖在合法数据上。
  危害:在当前网络与分布式系统安全中,被广泛利用的50%以上都是缓冲区溢出,其中最著名的例子是1988年利用fingerd漏洞的蠕虫。而缓冲区溢出中,最为危险的是堆栈溢出,因为入侵者可以利用堆栈溢出,在函数返回时改变返回程序的地址,让其跳转到任意地址,带来的危害一种是程序崩溃导致拒绝服务,另外一种就是跳转并且执行一段恶意代码,比如得到shell,然后为所欲为。通过往程序的缓冲区写超出其长度的内容,造成缓冲区的溢出,从而破坏程序的堆栈,使程序转而执行其它指令,以达到攻击的目的。
  造成缓冲区溢出的主原因是程序中没有仔细检查用户输入的参数。
8.什么是死锁?其条件是什么?怎样避免死锁?

  死锁的概念:在两个或多个并发进程中,如果每个进程持有某种资源而又都等待别的进程释放它或它们现在保持着的资源,在未改变这种状态之前都不能向前推进,称这一组进程产生了死锁。通俗地讲,就是两个或多个进程被无限期地阻塞、相互等待的一种状态。

  死锁产生的原因主要是:? 系统资源不足;? 进程推进顺序非法。

  产生死锁的必要条件:

  (1)互斥(mutualexclusion),一个资源每次只能被一个进程使用;

  (2)不可抢占(nopreemption),进程已获得的资源,在未使用完之前,不能强行剥夺;

  (3)占有并等待(hold andwait),一个进程因请求资源而阻塞时,对已获得的资源保持不放;

  (4)环形等待(circularwait),若干进程之间形成一种首尾相接的循环等待资源关系。

  这四个条件是死锁的必要条件,只要系统发生死锁,这些条件必然成立,而只要上述条件之一不满足,就不会发生死锁。

  死锁的解除与预防:理解了死锁的原因,尤其是产生死锁的四个必要条件,就可以最大可能地避免、预防和解除死锁。所以,在系统设计、进程调度等方面注意如何不让这四个必要条件成立,如何确定资源的合理分配算法,避免进程永久占据系统资源。此外,也要防止进程在处于等待状态的情况下占用资源。因此,对资源的分配要给予合理的规划。

  死锁的处理策略:鸵鸟策略、预防策略、避免策略、检测与恢复策略。

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