1. 操作系统由哪些构成
OS四大模块: 进程与线程管理、内存管理、IO与文件系统、设备管理

2. 进程与线程的区别
进程是资源分配的最小单位，线程是CPU调度的最小单位。
上面的回答太官方，想要深入理解进程线程的区别可以参考这个回答：https://www.zhihu.com/answer/411179772

3. 进程与线程的定义

  1. 进程：一个运行中的程序实体。按我的理解包括三个维度：程序，数据，状态。
    程序不同or数据不同，必然属于不同的进程。当程序数据均相同，但所处状态(五个不同的状态：new,ready,waiting,running,terminated)不同时，应该也属于不同的进程(个人理解)。
  2. 线程：线程被包含在进程之中，是进程中的实际运作单位。一条线程指的是进程中一个单一顺序的控制流，一个进程中可以并发多个线程，每条线程并行执行不同的任务。
  3. 最好了解一下线程的提出背景，他解决了进程的什么不足(过多相似进程执行时带来的上下文切换开销过大，因而引入线程)

4. 进程的状态、切换、调度
进程的状态：
图片说明
进程的切换：
图片说明

进程的调度：部分调度算法有抢占式和非抢占式的区别。

  1. 先来先服务FCFS
  2. 短作业优先SJF/短进程优先SPF
  3. 优先权法
  4. 轮转法

5. 进程间的通信方式
参考https://www.cnblogs.com/mydomain/archive/2010/09/23/1833369.html

6. 线程的实现方式
参考https://blog.csdn.net/gatieme/article/details/51892437

7. 临界区互斥与同步
临界区问题：假设n个进程竞相访问共享数据的情形，每个进程存在一段代码，称作临界区，进程就是通过这段代码访问了共享数据，其他代码没有访问共享数据。这n个进程中，至少存在1个以上的进程甚至修改了共享数据。

临界区问题的解决方案必须满足三个条件：
互斥：如果一个进程正在其临界区执行，那么，其他任何进程均不允许在他们的临界区中。
空闲让进：如果，没有进程处在它的临界区and某些进程申请进入其临界区。那么，只有那些不在remainder sections的进程，才能参与能否进入临界区的选举and这个选举不允许无限期推迟。
有限等待：某一进程从其提出请求至它获准进入临界区的这段时间里，其他进程进入他们的临界区的次数存在上界。
图片说明

信号量：
信号量是在多线程环境下保证共享数据不被并发调用的一种机制，在进入一个临界区前，线程必须获取一个信号量，出临界区时必须释放信号量，其他想进入临界区的线程必须（在一个等待队列中）等待第一个线程释放信号量。
代码框架：

Semaphore S;//初始值为1
do{
    wait(S){
        S--;
        if(S<0){
            block();//将进程加入等待队列（该等待队列只可采用先进先出或轮转法）
        }
    }
        Critical Section;//临界代码
    signal(S){
        S++;
        if(S<=0){
            wakeup(P);//将一个进程P从等待队列中取出
        }
    }
        Remainder Section;//其他代码段
}while(1);

信号量还可用于实现一般性进程同步问题
代码框架：

//定义信号量S,初始值为0
//假设要求执行完进程Pi的A之后，才允许执行进程Pj的B
Pi
.
.
.
A
signal(S);

Pj
.
.
.
wait(S);
B

管程：
管程也是一种进程同步互斥工具，用于解决信号量机制不易管理，易发生死锁的情况。
参考https://blog.csdn.net/qq_38998213/article/details/87899231
互斥锁：
参考https://blog.csdn.net/qq_39736982/article/details/82348672
自旋锁：
参考https://www.jianshu.com/p/dd1092451afb

8. 三个经典进程同步问题

  1. 生产者-消费者问题
    图片说明
    图片说明
    图片说明
  2. 读者-写者问题
    图片说明
    图片说明
    图片说明
  3. 哲学家进餐问题
    图片说明
    图片说明
    图片说明
    图片说明

9. 死锁

  1. 死锁的概念：多个进程因竞争共享资源而造成的一种僵局，若无外力作用，这些进程都将永远不能再向前推进。
  2. 产生死锁的原因：
    进程竞争资源引起的死锁and进程推进的顺序不当引起死锁。
  3. 产生死锁的四个必要条件(只要有一个条件不满足，就不会产生死锁)：
    图片说明
  4. 处理死锁的基本方法：
    死锁的预防(事前)：进程执行前，破坏四个必要条件之一
    死锁的避免(事中)：银行家算法
    死锁的检测和解除(事后)
    鸵鸟算法：大部分操作系统采用的方法，死锁后重启or人工恢复
  5. 银行家算法：
    参考https://blog.csdn.net/flowing_wind/article/details/82156968

10. 内存为什么要分段分页
有两个回答都很不错，可以作为参考
https://www.zhihu.com/answer/1642080313
https://blog.csdn.net/weixin_40710708/article/details/108720395

11. 为什么需要虚拟内存，MMU 具体如何做地址转换的

  1. 为什么需要虚拟内存？
    CPU只能够访问内存中的数据，但内存的大小是有限的。当不采用虚拟内存的时候，能够同时运行的进程数十分有限。因此为了解决这一现象，可以利用硬盘上的空间先将内存中暂不使用的部分放到硬盘上，等到用的时候再调入内存。
  2. MMU 具体如何做地址转换的？
    即页式存储管理和段式存储管理的映射机制。

12. 页面置换算法
参考1：https://blog.csdn.net/qq_39290490/article/details/82251421
参考2：https://www.cnblogs.com/Leophen/p/11397699.html

13. 文件系统的实现

  1. 文件系统的布局：文件系统存放在磁盘上，每个磁盘划分一个或多个分区，每个分区有独立的文件系统。一个磁盘包括多个扇面，编号从0开始递增，第0个扇面存放主引导记录(MBR)，用来启动计算机。MBR之后的是分区表，存放每个分区的起始地址和结束地址。
  2. 文件的实现：文件的实现就是记录各个文件分别用到了哪些磁盘块。有连续分配，链表分配，内存中的表分配，i节点等方式。
  3. 共享文件：硬链接和符号链接。

14. 虚拟文件系统(VFS)是如何抽象的
VFS抽象所有文件系统共有的一部分，并且将这部分代码放在单独的一层。它定义所有文件系统都支持的基本的、概念上的接口和数据结构，同时实际文件系统也提供VFS所期望的抽象接口和数据结构，将自身的诸如文件、目录等概念在形式上与VFS的定义保持一致。

15. 几种磁盘调度算法

  1. FCFS(先来先服务算法)：磁头移动距离较长。
  2. SSTF(最短寻道时间优先算法)：磁头移动距离最短，但有可能引起某些请求的饥饿。
  3. SCAN(扫描算法/电梯算法)
  4. C-SCAN(循环扫描算法)：较好的解决了饥饿现象。

16. 五种I/O模型
参考https://blog.csdn.net/yubujian_l/article/details/83244701