什么是操作系统？它的功能和特征？
- 操作系统就是管理和控制计算机硬件和软件资源的程序，它的管理功能有：
- 进程管理
- 内存管理
- 文件管理
- I/O管理
- 操作系统是用户与硬件之间的接口，也是硬件和软件之间的接口。
- 操作系统的四大特征：
- 并发：两个或多个进程在同一时间间隔内发生，注意和并行的区别。
- 共享：系统中的资源可供多个并发执行的进程使用。
- 虚拟：把一个物理实体，变为若干个逻辑上的对应物，如虚拟处理器、虚拟内存、虚拟外部设备。
- 异步：由于多个程序并发执行和资源有限，进程执行是走走停停的。
什么是管态和目态？为什么要区分管态和目态？
- 管态：特权态/系统态/核心态，处于管态的程序可以访问计算机任何资源，访问权限不受限制。通常操作系统在管态运行。
- 目态：常态/用户态，处于目态的程序只能执行非特权指令，不能直接使用系统资源，不能改变CPU工作状态，且只能访问本程序的存储空间。
- 区分管态和目态的目的：出于安全考虑，保护操作系统程序。内核程序是用户程序的管理者，需要执行一些特权指令，如I/O指令，中断指令等，特权指令不允许用户直接使用。
如何从目态切换到管态
- 系统调用：使用中断机制，用户态的进程通过系统调用申请使用操作系统提供的服务程序，主动要求切换到内核态。
- 异常：CPU运行用户态进程时，发生异常，例如缺页，则会切换到处理当前异常的内核程序中。
- I/O中断：I/O设备完成用户请求的操作后，向CPU发出中断信号，CPU执行中断处理程序，从用户态切换到内核态。
- 系统调用为用户进程主动发起，异常和I/O中断是被动的。
什么是进程？有几种状态？
- 进程是具有独立功能的程序在一个数据集合上运行的过程，它是系统进行资源分配和调度的基本单位。
- 进程拥有独立的地址空间，一个进程无法直接访问另一个进程的变量和数据，如要访问，则需要使用进程间通信，例如管道、文件、套接字等。
- 进程控制块Process Control Block，保存进程运行期间的数据，PCB是进程存在的唯一标志。
- 五个状态：创建、就绪、执行、阻塞、结束。
什么是线程？和进程的区别？
- 线程即轻量级进程，线程是CPU调度的基本单元，由线程ID、程序计数器、寄存器集合和堆栈组词。它属于进程，是进程的一个实体，但是线程自己不拥有系统资源，一个进程内的所有线程共享进程拥有的全部资源。
- 调度：引入线程后，线程是CPU调度的基本单位，进程则变成了拥有资源的基本单位。
- 系统开销：由于线程占用资源极少，创建和销毁的时间比进程小很多，所以同一进程内的线程切换的系统开销很小，进程间的切换就很大。
- 线程的执行要进行互斥和同步，因为共享同一进程的资源。
- 进程的标志：PCB，线程的标志：TCB。
进程间通信有哪几种？
- 低级通信方式：PV操作。高级通信方式：以较高的效率传输大量数据，有以下三种。
- 共享存储：顾名思义，通信的两个进程间有一块可直接访问的共享空间，进程对共享空间进行读/写操作来交互信息，因为是共享空间，所以要使用同步互斥工具。
- 消息传递：数据交互以格式化的消息（Message）为单位，操作系统提供发送信息和接受信息两个原语。消息传递有直接通信和间接（信箱）通信两种方式。
- 管道通信：管道（pipe）文件连接一个读进程和写进程，以字符流的形式传递，管道机制需要提供协调能力：互斥、同步和确定对方存在。
高级调度和低级调度的任务？为什么引入中级调度？
- 高级调度（作业调度）：内存与外存之间的调度，按一定原则从外存的后备队列挑选一个或多个作业，给它们分配内存、I/O等资源，并建立进程，使它们有竞争处理机的权利。对于每个作业，只调入一次、调出一次，频率最低。
- 低级调度（进程调度）：按照某种算法或策略从就绪队列选取一个进程，将处理机分配给它，最基本的调度，频率最高。
- 中级调度（内存调度）：为了提高内存利用率和系统吞吐量，将暂时不能运行的进程挂起，调至外存等待；当具备运行条件且内存空闲时，再将进程重新调入内存，放入就绪队列。
常用的调度算法有哪些？
- 先来先服务（FCFS）：最先进入队列的进程得到资源，非抢占，对长作业有利，对短作业不利。
- 短作业优先（SJF）：运行时间最短的进程得到资源，平均等待时间、平均周转时间最少，对长作业不利，长作业出现"饥饿"现象。
- 优先级调度：选择优先级最高的进程。对于新的更高优先级的进程，有非抢占/抢占两种调度；对于进程创建后优先级是否可以改变，有静态优先级/动态优先级两种。
- 高响应比优先：响应比=（等待时间+要求服务时间）/ 要求服务时间。等待时间相同，要求服务时间越短，响应比越高，有利于短作业；服务时间相同，等待时间越长，响应比越高，实现了先来先服务，克服了饥饿状态，兼顾了长作业。
- 时间片轮转：适用于分时系统，时间片大小应选择适当。
- 多级反馈队列：集合了时间片轮转和优先级调度，设置多个优先级、时间片大小不同的队列，如果进程不能在当前队列的时间片内完成，则调入更低级的队列；仅当优先级高的队列为空时，才调度低的队列。
不同的进程间存在什么关系
- 同步与互斥的制约关系。
什么是死锁？为什么会产生死锁？怎么解决死锁？
- 死锁：多个进程竞争临界资源造成互相等待，若无外力作用，则无法向前推进。
- 死锁产生的必要条件：互斥、不剥夺、请求和保持、循环等待。
- 死锁预防：破坏必要条件。
- 死锁避免：安全状态，银行家算法。
- 死锁检测和解除：简化资源分配图检测死锁；资源剥夺、撤销进程和进程回退解除死锁。
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来源：CSDN
作者：philwu000
链接：https://blog.csdn.net/MichealWu98/article/details/104728508