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？它有什么作用？

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与基石，为用户提供了一个交互界面，使计算机能够高效、稳定地运行各种应用程序。

1. 作用

（1）管理计算机硬件资源：操作系统负责管理计算机的CPU、内存、存储器、输入输出设备等硬件资源，确保各个硬件设备高效、合理地工作。

（2）提供用户接口：操作系统为用户提供各种接口，如命令行界面（CLI）和图形用户界面（GUI），方便用户与计算机进行交互。

（3）提供程序运行环境：操作系统为程序提供运行环境，包括程序运行所需的资源、程序执行过程中的资源管理等。

（4）提供系统安全：操作系统负责保护计算机系统的安全，防止病毒、恶意软件等对系统造成破坏。

2. 类型

（1）单用户操作系统：如早期的MS-DOS，仅支持单个用户操作。

（2）多用户操作系统：如Windows、Linux、Unix等，支持多个用户操作。

（3）实时操作系统：如VxWorks，对任务响应时间有严格要求，适用于实时控制领域。

（4）嵌入式操作系统：如Android、iOS等，运行在嵌入式设备上，如手机、平板电脑等。

二、什么是进程？什么是线程？它们之间有什么关系？

1. 进程

进程（Process）是计算机系统中正在运行的程序实例。它是操作系统能够进行资源分配和调度的最小单位，是操作系统结构中的基本单元。

（1）进程的特征：

– 动态性：进程是动态产生的，运行过程中可以创建、撤销、暂停等。

– 并发性：多个进程可以运行。

– 独立性：每个进程都有自己独立的内存空间和运行环境。

– 交互性：进程之间可以通过消息传递等进行交互。

（2）进程的状态：

– 运行状态：进程正在执行。

– 等待状态：进程正在等待某些事件的发生。

– 就绪状态：进程已准备好执行，但由于其他进程正在占用CPU资源而等待。

– 挂起状态：进程由于某些原因被暂停执行。

2. 线程

线程（Thread）是进程中的一个实体，被系立调度和分派的基本单位。线程自己不拥有系统资源，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），但它可以与同属一个进程的其他线程共享进程所拥有的全部资源。

（1）线程的特征：

– 动态性：线程是动态产生的，可以创建、撤销、暂停等。

– 并发性：线程可以运行。

– 独立性：线程有自己独立的运行环境和程序计数器。

– 交互性：线程之间可以通过消息传递等进行交互。

（2）线程与进程的关系：

– 一个进程可以包含多个线程。

– 线程共享进程的内存空间、文件符、I/O端口等资源。

– 线程之间可以通过消息传递等进行交互。

三、什么是内存管理？常用的内存分配策略有哪些？

1. 内存管理

内存管理是操作系统对计算机内存资源进行有效分配和回收的过程。其主要目标是提高内存利用率，确保系统稳定运行。

（1）内存管理功能：

– 分配：将内存分配给进程，满足其运行需求。

– 回收：回收不再使用的内存，以便分配。

– 保护：保护内存不被非法访问。

（2）内存分配策略：

– 固定分区分配：将内存划分为若干个固定大小的分区，每个分区分配给一个进程。

– 动态分区分配：根据进程需求动态分配内存，如首次适应算法、最佳适应算法、最差适应算法等。

– 分页式内存管理：将内存划分为固定大小的页，进程请求的内存空间由若干个页组成。

– 分段式内存管理：将内存划分为逻辑上连续的段，每个段对应进程中的一个程序段。

2. 常用内存分配算法

（1）首次适应算法（First Fit）：从内存空间的首部开始查找，找到第一个能够满足进程需求的分区。

（2）最佳适应算法（Best Fit）：在整个内存空间中查找最合适的分区，使得剩余空间最小。

（3）最差适应算法（Worst Fit）：在整个内存空间中查找最大的分区，使得剩余空间最大。

（4）最佳适应算法（Next Fit）：从上次分配的分区位置开始查找，找到第一个能够满足进程需求的分区。

通过对以上的解答，可以帮助面试官了解你的计算机专业基础知识和技能水平。在面试过程中，保持自信、诚恳的态度，结合实际项目经验进行阐述，将有助于你成功获得心仪的工作。