计算机专业面试常见深入解析操作系统基础

一、什么是操作系统？它的主要功能是什么？

操作系统（Operating System，简称OS）是管理计算机硬件与软件资源的系统软件，是介于用户和其他软件之间的一层。它负责计算机系统的所有软、硬件资源的分配、调度和管理，保证计算机系统高效、协调地运行。

主要功能包括：

1. 资源管理：操作系统负责管理计算机的所有资源，包括硬件资源（如CPU、内存、硬盘等）和软件资源（如文件、程序等）。

2. 进程管理：操作系统负责创建、调度和终止进程，确保各个进程能够高效、合理地使用CPU和其他资源。

3. 内存管理：操作系统负责管理内存资源，包括分配内存、回收内存、内存保护等。

4. 文件系统管理：操作系统提供文件系统，用于存储、检索和删除文件。

5. 设备管理：操作系统负责管理计算机的各种输入输出设备，如键盘、鼠标、打印机等。

6. 用户界面：操作系统提供用户界面，方便用户与计算机进行交互。

二、请简要介绍进程和线程。

进程（Process）是计算机中的程序在执行过程中的一个实体，是系统进行资源分配和调度的基本单位。每个进程都有自己的地址空间、数据栈、程序计数器等。

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。线程自己基本上不拥有系统资源，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。

简单来说，进程是程序在执行过程中的实例，而线程是进程中的执行单元。

三、请解释进程同步和互斥的概念。

进程同步是指多个进程按照一定的顺序执行，确保不会出现数据不一致的情况。进程互斥是指当一个进程访问共享资源时，其他进程必须等待该进程释放资源。

是两种常见的进程同步机制：

1. 信号量：信号量是一种用于实现进程同步的机制，可以用来实现进程的互斥和同步。信号量是一种整数变量，用于实现互斥锁和条件变量。

2. 互斥锁：互斥锁是一种用于实现进程互斥的机制，当一个进程想要访问共享资源时，它会尝试获取互斥锁，互斥锁已被其他进程获取，则该进程会等待。

进程互斥的目的是防止多个进程访问共享资源，从而避免数据不一致的。

四、什么是死锁？如何避免死锁？

死锁是指多个进程在执行过程中，由于竞争资源而造成的一种互相等待的现象，若无外力作用，这些进程都将无法向前推进。

为了避免死锁，可以采取几种策略：

1. 资源分配策略：采用资源分配策略，如银行家算法，确保系统在任何时刻都不会处于死锁状态。

2. 进程调度策略：通过进程调度策略，如剥夺调度，防止进程无限期地等待资源。

3. 资源分配图：通过资源分配图，分析系统的资源分配情况，预测死锁的可能性。

4. 预防死锁：通过预防死锁，如限制资源数量、进程对资源的最大需求量等，防止死锁的发生。

5. 避免死锁：通过避免死锁，如避免环路等待、避免占有和等待等，防止死锁的发生。

操作系统是计算机专业的基础知识之一，深入理解操作系统原理对于计算机专业的学习和工作都具有重要意义。在面试过程中，掌握操作系统的基础知识，能够展示出你的专业素养。