操作系统知识点

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1、概述

概述和进程与线程基础

• 操作系统的概念？
• 操作系统的功能和目标？
• 操作系统的四个特征？
• 操作系统的发展和分类？
• 操作系统运行机制？
• 中断和异常？
• 系统调用？

2、进程与线程

进程与线程基础知识

• 什么是进程？
• 并发和并行有什么区别？
• 进程的七种状态和状态变迁？
• 进程的控制结构PCB 具体包含什么信息？
• 每个 PCB 是如何组织的呢？
• 进程的控制？创建、终止、阻塞、唤醒的过程？
• CPU 的上下文切换？进程的上下文切换？
• 进程的上下文切换到底是切换什么呢？
• 发生进程上下文切换有哪些场景？
• 为什么使用线程？
• 什么是线程？
• 线程的优缺点？
• 线程与进程的比较？
• 线程相比进程能减少开销，体现在？
• 线程的上下文切换？
• 线程的实现？
• 用户线程如何理解？用户线程的优点和缺点？
• 内核线程如何理解？内核线程的优点和缺点？
• 轻量级进程如何理解？
• 进程调度时机？
• 抢占式和非抢占式？
• 进程调度原则和算法指标？
• 读者写者问题？
• 哲学家进餐问题？
• 进程间通信？
  • 管道、消息队列、共享内存、信号量、信号、Socket。
• 锁？
• 互斥锁与自旋锁？
• 读写锁？
• 乐观锁与悲观锁？

进程与线程

• 调度的三个层次？三种调度对比？
• 进程调度算法？
  • 先来先服务
  • 短进程优先
  • 高响应比优先
  • 时间片轮转
  • 最高优先级
  • 多级反馈队列
• 进程的同步和互斥？
• 临界资源的互斥访问的原则？
• 进程互斥的软件实现方法？
• 进程互斥的硬件实现方法？

信号量、死锁

• 信号量机制？
• 信号量实现进程互斥和同步？
• 生产者与消费者问题？多生产者与多消费者问题？
• 吸烟者问题？
• 管程是什么？
• 死锁是什么？
• 死锁、饥饿、死循环的区别？
• 死锁产生的必要条件？
• 死锁的处理策略？
• 预防死锁？
• 避免死锁？银行家算法？
• 死锁的检测与消除？

3、内存

内存与文件基础知识

• 为什么需要虚拟内存？如何与物理内存映射？
• 内存分段？如何映射的？
• 内存分段的不足？
• 内存碎片？内部和外部？
• 内存交换？
• 内存分页？如何映射的？
• 页的换入换出？
• 内存地址转换步骤？
• 简单的分页有什么缺陷？
• 页表缓存TLB？
• 段页式内存管理？
• Linux 内存管理？
• Linux 的虚拟地址空间是如何分布的？用户空间的分段？
• 缺页异常/缺页中断？处理流程？
• 页表项的字段？
• 虚拟内存管理下，访问一个页的整个流程？
• 页面置换算法：
  • 最佳页面置换
  • 先进先出置换
  • 最近最久未使用置换
  • 时钟页面置换
  • 最不常用置换

内存

• 内存的基础知识？链接和装入？
• 内存的动态分区分配算法？
  • 首次适应、最佳适应、最坏适应、邻近适应
• 虚拟内存？
• 页面分配策略，驻留集？
• 何时调入调出页面？抖动现象？

4、文件

• 文件系统是什么？
• Linux 文件系统？索引节点和目录项？
• 目录项和目录是一个东西吗？
• 文件数据是如何存储在磁盘的？
• 磁盘进行格式化的时候，会被分成哪三个存储区域？
• 虚拟文件系统？
• 打开文件？文件描述符？
• 读写文件的过程？文件系统的基本操作单位？
• 文件的存放方式？
• 连续空间存储方式？
• 非连续空间存放方式：链表/索引？
• 隐式链表？显式链表？优缺点？
• 索引方式的优缺点？
• 如何处理大文件？链表和索引组合？
• 文件存放方式比较？
• Unix 文件系统？
• 空闲空间管理？
• 空闲表法？
• 空闲链表法？
• 位图法？
• 文件系统结构？块组？
• 超级块和块组描述符表为什么每个块组都有？
• 目录的存储？
• 软链接和硬链接？
• 缓存与非缓存I/O？
• 直接与非直接I/O？
• 阻塞与非阻塞I/O？非阻塞 I/O 的多路复用？
• 同步与异步I/O？

文件

5、磁盘与IO

磁盘与IO基础知识

• 磁盘调度算法：
  • 先来先服务
  • 最短寻道时间优先
  • 扫描算法
  • 循环扫描算法
  • LOOK与C-LOOK算法
• 为什么需要设备控制器？
• 设备控制器中寄存器的分类与作用？
• 输入输出设备分类？块设备的数据缓存区？
• CPU 是如何与设备的控制寄存器和数据缓冲区进行通信的？
• DMA的工作流程？
• 为什么需要设备驱动程序？属于操作系统吗？
• 中断处理程序的处理流程？
• Linux中的通用块层？两个功能？
• Linux 支持 5 种 I/O 调度算法？
• Linux 存储系统的 I/O分层？
• Linux 提供了哪些缓存机制来提高 I/O 的效率？
• 键盘敲入字母时，期间发生了什么？

磁盘和IO

• 磁盘的结构？
• 如何在磁盘中读写数据？
• 一次磁盘读写操作需要的时间？
• 减少磁盘延迟时间的方法？
• 磁盘的初始化？引导块、坏块？
• I/O控制方式？
  • 轮询等待、中断、DMA、通道控制
• 设备分配？
• 缓冲区的作用和管理？

参考

• 进程与线程：进程和线程基础知识全家桶，30 张图一套带走
• 互斥与同步：多个线程为了同个资源打起架来了，该如何让他们安分？
• 进程间通信：凉了！张三同学没答好「进程间通信」，被面试官挂了….
• 锁：面试官：你说说互斥锁、自旋锁、读写锁、悲观锁、乐观锁的应用场景
• 内存管理：真棒！20 张图揭开内存管理的迷雾，瞬间豁然开朗
• 文件管理：一口气搞懂「文件系统」，就靠这 25 张图了
• 调度算法：大厂面试爱问的「调度算法」，20 张图一举拿下
• IO设备：键盘敲入 A 字母时，操作系统期间发生了什么…

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