操作系统结构 - 操作系统 面试题及答案

返回操作系统 面试题索引 第 1/3 章

引论

什么是操作系统？

可以这么说，操作系统是一种运行在内核态的软件。

它是应用程序和硬件之间的媒介，向应用程序提供硬件的抽象，以及管理硬件资源。

操作系统主要有哪些功能？

操作系统最主要的功能：

• 处理器（CPU）管理：CPU的管理和分配，主要指的是进程管理。
• 内存管理：内存的分配和管理，主要利用了虚拟内存的方式。
• 外存管理：外存（磁盘等）的分配和管理，将外存以文件的形式提供出去。
• I/O管理：对输入/输出设备的统一管理。

除此之外，还有保证自身正常运行的健壮性管理，防止非法操作和入侵的安全性管理。

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操作系统结构

什么是内核？

可以这么说，内核是一个计算机程序，它是操作系统的核心，提供了操作系统最核心的能力，可以控制操作系统中所有的内容。

什么是用户态和内核态？

内核具有很⾼的权限，可以控制 cpu、内存、硬盘等硬件，出于权限控制的考虑，因此⼤多数操作系统，把内存分成了两个区域：

• 内核空间，这个内存空间只有内核程序可以访问；
• ⽤户空间，这个内存空间专⻔给应⽤程序使⽤，权限比较小；

⽤户空间的代码只能访问⼀个局部的内存空间，⽽内核空间的代码可以访问所有内存空间。因此，当程序使⽤⽤户空间时，我们常说该程序在**⽤户态执⾏，⽽当程序使内核空间时，程序则在内核态**执⾏。

用户态和内核态是如何切换的？

应⽤程序如果需要进⼊内核空间，就需要通过系统调⽤，来进入内核态：

内核程序执⾏在内核态，⽤户程序执⾏在⽤户态。当应⽤程序使⽤系统调⽤时，会产⽣⼀个中断。发⽣中断后， CPU 会中断当前在执⾏的⽤户程序，转⽽跳转到中断处理程序，也就是开始执⾏内核程序。内核处理完后，主动触发中断，把 CPU 执⾏权限交回给⽤户程序，回到⽤户态继续⼯作。

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