计算机专业面试常见基础操作系统原理与应用

一：什么是操作系统？请简述其基本功能

操作系统（Operating System，简称OS）是管理计算机硬件与软件资源的计算机程序。它是计算机系统的核心软件，负责管理与协调计算机系统的所有资源，包括处理器、内存、输入输出设备等，为用户提供良运行环境，并确保计算机系统的高效运行。

操作系统的基本功能包括：

1. 资源管理：操作系统负责管理和分配计算机的资源，包括处理器时间、内存空间、存储设备和输入输出设备等。它确保这些资源被合理地分配给不同的应用程序，以提高系统整体的运行效率。

2. 进程管理：操作系统通过进程管理器来控制进程的创建、调度、同步和通信。进程是计算机上运行的程序实例，操作系统确保多个进程能够公平地共享系统资源。

3. 内存管理：操作系统负责分配和管理内存资源，包括物理内存和虚拟内存。它通过内存分配、内存保护、内存回收等技术来提高内存使用效率。

4. 文件系统管理：文件系统是操作系统中用于管理存储设备上文件的组织。操作系统提供了文件创建、删除、读写、目录管理等功能，使得用户可以方便地存储和检索数据。

5. 用户界面：操作系统提供了用户与计算机交互的界面，包括命令行界面（CLI）和图形用户界面（GUI）。用户通过这些界面来执行命令、运行程序和管理系统。

6. 设备管理：操作系统负责管理和控制计算机上的各种输入输出设备，包括键盘、鼠标、打印机等。它确保设备能够正确地与计算机系统交互，并处理设备间的。

7. 错误处理和安全性：操作系统提供了错误检测和处理机制，以确保系统稳定运行。它还负责维护系统的安全性，防止非法访问和数据泄露。

二：请解释进程与线程的区别

进程（Process）和线程（Thread）是操作系统中用于表示并发执行的基本单位。

进程：

– 进程是操作系统进行资源分配和调度的一个独立单位。

– 每个进程都有自己的地址空间、数据段、堆栈段等，进程间的数据是隔离的。

– 进程的创建、销毁、切换都需要一定的系统开销，进程的启动和终止相对较慢。

– 进程是操作系统资源分配的基本单位，如内存、CPU时间等。

线程：

– 线程是进程中的一个实体，被系立调度和分派的基本单位。

– 一个进程可以包含多个线程，它们共享进程的地址空间、数据段和堆栈段。

– 线程的创建、销毁和切换相对较快，因为它们共享进程的资源。

– 线程是操作系统中用于提高程序并发性能的执行单位。

区别：

1. 资源拥有：进程拥有独立的资源，线程共享进程的资源。

2. 系统开销：进程的创建和销毁开销较大，线程的开销较小。

3. 独立性：进程是系统资源分配的基本单位，而线程是任务调度的基本单位。

4. 并发性能：多线程可以提高程序的并发性能，而多进程可以更好地利用多核处理器。

三：请内存分页和分段的概念

内存分页（Paging）和内存分段（Segmentation）是两种内存管理技术。

内存分页：

– 内存分页将物理内存划分为若干大小相同的页框（Page Frame）和页（Page）。

– 虚拟内存也以页的形式组织，当进程需要访问某个页面时，操作系统会将它从磁盘加载到物理内存中的一个页框。

– 分页的目的是为了简化内存管理和提高内存利用率。

内存分段：

– 内存分段将程序逻辑地址空间划分为若干逻辑上独立的段，如代码段、数据段、堆栈段等。

– 每个段可以具有不同的长度，段的在逻辑上是连续的。

– 分段的目的是为了更好地满足程序模块化设计和保护的需要。

区别：

1. 页面大小：分页的页面大小是固定的，而分段的大小可以是可变的。

2. 逻辑结构：分页以物理内存的页框为基本单位，而分段以程序逻辑上的段为单位。

3. 地址结构：分页的地址结构简单，分段则需要更复杂的地址映射机制。

通过以上对操作系统基本原理和概念的阐述，希望能在面试中为您加分。在面试中，除了理解这些概念，还应该掌握它们在实际应用中的运用和优缺点。祝您面试顺利！