操作系统面试题-1

常考面试题

1. 操作系统的功能⭐⭐⭐

   操作系统主要包括以下几个方面的功能 ：

   （1）CPU管理：其工作主要是进程调度，在单用户单任务的情况下，处理器仅为一个用户的一个任务所独占，进程管理的工作十分简单。但在多道程序或多用户的情况下，组织多个作业或任务时，就要解决处理器的调度、分配和回收等问题。

   （2）存储管理，分为几种功能：存储分配、存储共享、存储保护、存储扩张。

   （3）设备管理，分为以下功能：设备分配、设备传输控制、设备独立性。

   （4）文件管理：文件存储空间的管理、目录管理、文件操作管理、文件保护。

   （5）作业管理，是负责处理用户提交的任何要求。

2. 请你说说CPU工作原理⭐⭐⭐⭐⭐

   CPU的运行原理就是：控制单元在时序脉冲的作用下，将程序计数器里所指向的指令地址送到地址总线上去，然后CPU将这个地址里的指令读到指令寄存器进行译码。对于执行指令过程中所需要用到的数据，会将数据地址也送到地址总线，然后CPU把数据读到CPU的内部存储单元(就是内部寄存器)暂存起来，最后命令运算单元对数据进行处理加工。这个过程不断重复，直到程序结束。

3. 请你说说CPU流水线⭐⭐⭐⭐⭐

   CPU执行一条指令时，分为几个步骤，CPU并不会等一条指令完全执行完才执行下一条指令，而是像流水一样。

   

   经典MIPS五级流水线将执行的生命周期分为五个部分：

   1. 取指
   2. 译码
   3. 执行
   4. 访存
   5. 写回

4. 内核态与用户态的区别⭐⭐⭐⭐⭐

   1. 内核态与用户态：内核态（系统态）与用户态是操作系统的两种运行级别。内核态拥有最高权限，可以访问所有系统指令；用户态则只能访问一部分指令。

   2. 什么时候进入内核态：共有三种方式：a、系统调用。b、异常。c、设备中断。其中，系统调用是主动的，另外两种是被动的。

   3. 为什么区分内核态与用户态：在CPU的所有指令中，有一些指令是非常危险的，如果错用，将导致整个系统崩溃。比如：清内存、设置时钟等。所以区分内核态与用户态主要是出于安全的考虑。

5. 什么是系统调用⭐⭐⭐⭐⭐

   Linux内核中设置了一组用于实现各种系统功能的子程序，称为系统调用。用户可以通过系统调用命令在自己的应用程序中调用它们。从某种角度来看，系统调用和普通的函数调用非常相似。区别仅仅在于，系统调用由操作系统核心提供，运行于核心态；而普通的函数调用由函数库或用户自己提供，运行于用户态。

   系统调用的机制其核心还是使用了操作系统为用户特别开放的一个中断来实现，该中断是程序人员自己开发出的一种正常的异常，这个异常具体就是调用int $0x80的汇编指令，这条汇编指令将产生向量为0x80的编程异常。

   产生中断（软中断）后，调用中断处理程序，调用System_call函数，就完成操作系统内核态的调用了。

6. 请你说说并发和并行⭐⭐⭐⭐⭐