计算机基础【面试遇到】

操作系统

并发与并行

并发：指宏观上在一段时间内能同时运行多个程序，但任一个时刻点上只有一个程序在处理器上运行，是逻辑上的同时发生（并行更多是侧重于物理上的同时发生）。

并行：指同一时刻能运行多个指令，需要硬件支持，如多流水线或者多处理器。

同步与异步

同步：是所有的操作都做完，才返回给用户结果（等结果产生，才将结果返回）

异步：不用等所有操作都做完，就相应用户请求（类似先返回一个收到命令的响应）

存储结构

逻辑地址与物理地址

当cpu需要执行这条指令的过程如下：
1、ALU运算器需要这条指令的内容
2、cpu里面的mmu（内存管理单元）查找逻辑地址的映射表，找出逻辑地址和物理地址之间的映射
3、cpu控制器会从总线发送物理地址的内存内容的请求（就是指令的内容）
4、主存会把总线拿到的物理地址内存的内容传给cpu
其中，操作系统的作用是建立起逻辑地址和物理地址之间的映射(通过CPU保存的页表存储映射关系)。

虚拟内存

- 大部分虚拟存储系统都采用虚拟页式存储管理技术，既在页式存储管理的基础上，增加请求调页和页面置换功能【虚存技术的理论空间大小 = 内存 + 磁盘大小】。
基本思路：
1）当一个用户程序要调入内存运行时，不是将该程序的所有页面都装入内存，而是只装入部分的页面，就可以启动程序运行。
2）在运行的过程中，如果发现要运行的程序或要访问数据不在内存，则向系统发出缺页中断请求，系统在处理这个中断时，将外存中相应的页面调入内存，使得该程序能够继续运行。
注：页面置换方法：最优、FIFO、LRU、CLOCK等

进程与线程

Q1. 什么是进程？
A：一个具有一定独立功能的程序在一个数据集合上的一次动态执行过程。（只有当操作系统把执行程序调入到我们的内存之后，让这个程序可以执行起来。（能够让通过cpu对这个程序执行一条条的指令，读取数据完成一定的功能）。也就是静态的执行程序，通过cpu变成一个动态的执行过程，而这个动态的执行过程就是进程。）

进程类比

Q2. 什么是进程挂起？
A：进程挂起意味着进制没有占用内存空间，处于挂起状态的进程存储于磁盘上（由于内存已满，被置于磁盘）；挂起状态分为阻塞挂起状态和就绪挂起状态
Q3. 什么是线程？
A：进程当中的一条执行流程。【线程 + 共享资源（数据、代码、网络包等） = 进程】
Q4：线程的优缺点？
A：优点：
1）一个进程中可以同时存在多个线程
2）各个线程之间可以并发地执行
3）各个线程之间可以共享地址空间和文件等资源
缺点：一个线程奔溃，会导致其所属进程的所以线程奔溃，安全没有一定的保障。

Q5：线程与进程的比较
1）进程是资源分配单位，线程是CPU调度单位；
2）进程拥有一个完整的资源平台，而线程只独享必不可少的资源，如寄存器和栈；
3）线程同样具有就绪、阻塞和执行三种基本状态，同样具有状态之间的转换关系；
4）线程能减少并发执行的时间和空间开销；

线程的创建时间比进程短（一些必要资源已经有进程创建好）；

线程的终止时间比进程短；

同一进程内的线程切换时间比进程短（切换进程时，需要更换页表，花费时间比较长，因为硬件存储的信息无效，需要重新加载）；

由于同一进程的各线程间共享内存和文件资源，所以传递数据等方便。而不同进程之间需要传递数据时，需要通过操作系统的内核来实现，速度比较慢。

计算机网络

TCP的三次握手与四次挥手理解

参考1：视频讲解
参考2：文章讲解

三次握手

Q1：为什么不能用两次挥手进行连接？
A：若使用2次挥手连接，当客户端第一次发送报文，但由于某些原因（网络延迟等）被阻塞导致超时重发第二次报文时，服务器接收并回应发送报文，客户端接收同时建立连接。而此时客户端发送的第一次报文阻塞得到解决，顺利发送至服务器，服务器接收并又一次回应发送报文，客户端接收且建立连接。这将导致重复的建立连接，不可取。

四次挥手

Q2：为什么TIME_WAIT状态需要经过2MSL(最大报文段生存时间)才能返回到CLOSE状态？
A：在服务器端发送结束报文给客户端，客户端收到并回传报文给服务器这个过程中，
两个阶段的报文都可能发生阻塞，导致服务器端无法接收到回传的报文导致超时重发，而TIME_WAIT状态就负责接收超时重发的报文并作出回应。而如果超过TIME_WAIT时刻仍没有接收到新报文，说明服务器端已成功接收到报文。

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