典型的中断优先级如下所示：

                            ① 操作系统提供给用户程序调用的一组特殊的接口。用户程序可以通过这组特殊接口来获得操作系统内核提供的服务；

                            ② 系统调用可以用来控制硬件；设置系统状态或读取内核数据；进程管理，系统调用接口用来保证系统中进程能以多任务在虚拟环境下运行；

                            ③ Linux中实现系统调用利用了0x86体系结构中的软件中断；

                    【2】 函数调用

                            ① 函数调用运行在用户空间；

                            ② 它主要是通过压栈操作来进行函数调用；

                               

    7.中断与轮询

    8.中断的实现与作用

    9.IO多路复用

• 当客户处理多个描述字时（一般是交互式输入和网络套接口），必须使用I/O复用。

• 当一个客户同时处理多个套接口时，而这种情况是可能的，但很少出现。

• 如果一个TCP服务器既要处理监听套接口，又要处理已连接套接口，一般也要用到I/O复用。

• 如果一个服务器即要处理TCP，又要处理UDP，一般要使用I/O复用。

• 如果一个服务器要处理多个服务或多个协议，一般要使用I/O复用。

• 与多进程和多线程技术相比，I/O多路复用技术的最大优势是系统开销小，系统不必创建进程/线程，也不必维护这些进程/线程，从而大大减小了系统的开销。

                    1) 阻塞I/O

                        应用程序调用一个IO函数，导致应用程序阻塞，等待数据准备好。 如果数据没有准备好，一直等待….数据准备好了，从内核拷贝到用户空间,IO函数返回成功指示。

                    2) 非阻塞I/O

                        我们把一个SOCKET接口设置为非阻塞就是告诉内核，当所请求的I/O操作无法完成时，不要将进程睡眠，而是返回一个错误。这样我们的I/O操作函数将不断的测试数据是否已经准备好，如果没有准备好，继续测试，直到数据准备好为止。在这个不断测试的过程中，会大量的占用CPU的时间。

                    3) I/O复用

                        I/O复用模型会用到select、poll、epoll函数，这几个函数也会使进程阻塞，但是和阻塞I/O所不同的的，这三个函数可以同时阻塞多个I/O操作。而且可以同时对多个读操作，多个写操作的I/O函数进行检测，直到有数据可读或可写时，才真正调用I/O操作函数。

                   4) 信号驱动I/O

                        首先我们允许套接口进行信号驱动I/O,并安装一个信号处理函数，进程继续运行并不阻塞。当数据准备好时，进程会收到一个SIGIO信号，可以在信号处理函数中调用I/O操作函数处理数据。

                      5) 异步I/O

    10.并发和并行

        同步机制遵循的原则：

            【1】空闲让进；

            【2】忙则等待（保证对临界区的互斥访问）；

            【3】有限等待（有限代表有限的时间，避免死等）；

            2) 读写锁从广义的逻辑上讲，也可以认为是一种共享版的互斥锁。如果对一个临界区大部分是读操作而只有少量的写操作，读写锁在一定程度上能够降低线程互斥产生的代价。

            3) Mutex可以分为递归锁(recursive mutex)和非递归锁(non-recursive mutex)。可递归锁也可称为可重入锁(reentrant mutex)，非递归锁又叫不可重入锁(non-reentrant mutex)。二者唯一的区别是，同一个线程可以多次获取同一个递归锁，不会产生死锁。而如果一个线程多次获取同一个非递归锁，则会产生死锁。

    13.多线程之前共享的数据

    14.进程调度

                   

        (2)非抢占式调度与抢占式调度

                [1]非抢占式：分派程序一旦把处理机分配给某进程后便让它一直运行下去，直到进程完成或发生进程调度进程调度某事件而阻塞时，才把处理机分配给另一个进程。
                [2]抢占式：操作系统将正在运行的进程强行暂停，由调度程序将CPU分配给其他就绪进程的调度方式。

        (3)调度策略的设计

                [1]响应时间: 从用户输入到产生反应的时间
                [2]周转时间: 从任务开始到任务结束的时间

                CPU任务可以分为交互式任务和批处理任务，调度最终的目标是合理的使用CPU，使得交互式任务的响应时间尽可能短，用户不至于感到延迟，同时使得批处理任务的周转时间尽可能短，减少用户等待的时间。

        (4)调度算法：先来先服务调度算法、短作业优先调度算法、非抢占式优先级调度算法、抢占式优先级调度算法、高响应比优先调度算法、时间片轮转法调度算法；

            <1>FIFO或First Come, First Served (FCFS)先来先服务

                    调度的顺序就是任务到达就绪队列的顺序。
                    公平、简单(FIFO队列)、非抢占、不适合交互式。
                    未考虑任务特性，平均等待时间可以缩短。

            <2>Shortest Job First (SJF)

                    最短的作业(CPU区间长度最小)最先调度。
                    SJF可以保证最小的平均等待时间。

            <3>Shortest Remaining Job First (SRJF)

                    SJF的可抢占版本，比SJF更有优势。
                    SJF(SRJF): 如何知道下一CPU区间大小？根据历史进行预测: 指数平均法。

            <4>优先权调度

                    每个任务关联一个优先权，调度优先权最高的任务。
                    注意：优先权太低的任务一直就绪，得不到运行，出现“饥饿”现象。

            <5>Round-Robin(RR)轮转调度算法

                    设置一个时间片，按时间片来轮转调度（“轮叫”算法）
                    优点: 定时有响应，等待时间较短；缺点: 上下文切换次数较多；
                    时间片太大，响应时间太长；吞吐量变小，周转时间变长；当时间片过长时，退化为FCFS。

            <6>多级队列调度

                    按照一定的规则建立多个进程队列
                    不同的队列有固定的优先级（高优先级有抢占权）
                    不同的队列可以给不同的时间片和采用不同的调度方法
                    存在问题1：没法区分I/O bound和CPU bound；
                    存在问题2：也存在一定程度的“饥饿”现象；

            <7>多级反馈队列

                    在多级队列的基础上，任务可以在队列之间移动，更细致的区分任务。
                    可以根据“享用”CPU时间多少来移动队列，阻止“饥饿”。
                    最通用的调度算法，多数OS都使用该方法或其变形，如UNIX、Windows等。

                    

    15.线程分类

        

            

    16.线程的同步和互斥

    19.进程和作业（程序）的区别

        （1）最优页面置换算法

最理想的状态下，我们给页面做个标记，挑选一个最远才会被再次用到的页面调出。当然，这样的算法不可能实现，因为不确定一个页面在何时会被用到。

        （2）先进先出页面置换算法（FIFO）及其改进

        （4）最近最少使用页面置换算法LRU（Least Recently Used）

            根据页面调入内存后的使用情况做出决策。LRU置换算法是选择最近最久未使用的页面进行淘汰。

            【1】为每个在内存中的页面配置一个移位寄存器。（P165）定时信号将每隔一段时间将寄存器右移一位。最小数值的寄存器对应页面就是最久未使用页面。

    7.内部碎片和外部碎片     

四、linux相关

    1.linux文件系统

           （1）层次分析

                    【1】用户层，日常使用的各种程序，需要的接口主要是文件的创建、删除、读、写、关闭等；

                    【2】VFS层，文件相关的操作都有对应的System Call函数接口，接口调用VFS对应的函数；

                    【3】文件系统层，用户的操作通过VFS转到各种文件系统。文件系统把文件读写命令转化为对磁盘LBA的操作，起了一个翻译和磁盘管理的工作；

                    【4】缓存层；

                    【5】块设备层，块设备接口Block Device是用来访问磁盘LBA的层级，读写命令组合之后插入到命令队列，磁盘的驱动从队列读命令执行；

                    【6】磁盘驱动层；

                    【7】磁盘物理层；

          （2）读取文件过程

                    【1】根据文件所在目录的inode信息，找到目录文件对应数据块；

                    【2】根据文件名从数据块中找到对应的inode节点信息；

                    【3】从文件inode节点信息中找到文件内容所在数据块块号；

                    【4】读取数据块内容

          （3）Linux文件基本属性

                        

    2.linux是如何避免内存碎片

          （1）在固定式分区分配中, 为将一个用户作业装入内存, 内存分配程序从系统分区表中找出一个能满足作业要求的空闲分区分配给作业, 由于一个作业的大小并不一定与分区大小相等, 因此, 分区中有一部分存储空间浪费掉了. 由此可知, 固定式分区分配中存在*内碎片*.

         （2）在可变式分区分配中, 为把一个作业装入内存, 应按照一定的分配算法从系统中找出一个能满足作业需求的空闲分区分配给作业, 如果这个空闲分区的容量比作业申请的空间容量要大, 则将该分区一分为二, 一部分分配给作业, 剩下的部分仍然留作系统的空闲分区。由此可知，可变式分区分配中存在*外碎片*.

         （3）伙伴系统

         （4）据可移动性组织页避免内存碎片

    3.伙伴系统

         （1）伙伴系统是一种经典的内存管理方法。Linux伙伴系统的引入为内核提供了一种用于*分配一组连续的页*而建立的一种高效的分配策略，并有效的解决了外碎片问题。

         （2）Linux中的内存管理的“页”大小为4KB。把所有的空闲页分组为11个块链表，每个块链表分别包含大小为1，2，4，8，16，32，64，128，256，512和1024个连续页框的页块。最大可以申请1024个连续页，对应4MB大小的连续内存。每个页块的第一个页的物理地址是该块大小的整数倍。

         （3）当向内核*请求分配(2^(i-1)**，**2^i]*数目的页块时，按照2^i页块请求处理。如果对应的块链表中没有空闲页块，则在更大的页块链表中找。当分配的页块中有多余的页时，伙伴系统根据多余的页框大小插入到对应的空闲页块链表中。

                 【1】当*释放单页*的内存时，内核将其置于CPU高速缓存中，对很可能出现在cache的页，则放到“快表”的列表中。在此过程中，内核先判断CPU高速缓存中的页数是否超过一定“阈值”，如果是，则将一批内存页还给伙伴系统，然后将该页添加到CPU高速缓存中。

                 【2】当*释放多页*的块时，内核首先计算出该内存块的伙伴的地址。*内核将满足以下条件的三个块称为伙伴*：(1)两个块具有相同的大小，记作b。(2)它们的物理地址是*连续*的。(3)第一块的第一个页的*物理地址*是2*(2^b)的倍数。如果找到了该内存块的伙伴，确保该伙伴的所有页都是空闲的，以便进行合并。内存继续检查合并后页块的“伙伴”并检查是否可以合并，依次类推。

        （4）内核将已分配页分为以下三种不同的类型：

                【1】*不可移动页*：这些页在内存中有固定的位置，不能够移动。

                【2】*可回收页*：这些页不能移动，但可以删除。内核在回收页占据了太多的内存时或者内存短缺时进行页面回收。

                【3】*可移动页*：这些页可以任意移动，用户空间应用程序使用的页都属于该类别。它们是通过页表映射的。当它们移动到新的位置，页表项也会相应的更新。

    4. Inode节点

            1) Linux操作系统引进了一个非常重要的概念inode，中文名为索引结点，引进索引接点是为了在物理内存上找到文件块，所以inode中包含文件的相关基本信息，比如文件位置、文件创建者、创建日期、文件大小等待，输入stat指令可以查看某个文件的inode信息；

            2) 硬盘格式化的时候，操作系统自动将硬盘分成两个区域，一个是数据区，一个是inode区，存放inode所包含的信息，查看每个硬盘分区的inode总数和已经使用的数量，可以用df命令；

            3) 在linux系统中，系统内部并不是采用文件名查找文件，而是使用inode编号来识别文件。查找文件分为三个过程：系统找到这个文件名对应的inode号码，通过inode号码获得inode信息，根据inode信息找到文件数据所在的block读取数据；

            4) 除了文件名之外的所有文件信息，都存储在inode之中。

    5.Linux软连接、硬连接

            1) 软链接可以看作是Windows中的快捷方式，可以让你快速链接到目标档案或目录。硬链接则透过文件系统的inode来产生新档名，而不是产生新档案。

            2) 软链接（符号链接） ln -s source target

                硬链接 （实体链接）ln source target

            3) 硬链接(hard link)：A是B的硬链接（A和B都是文件名），则A的目录项中的inode节点号与B的目录项中的inode节点号相同，即一个inode节点对应两个不同的文件名，两个文件名指向同一个文件，A和B对文件系统来说是完全平等的。如果删除了其中一个，对另外一个没有影响。每增加一个文件名，inode节点上的链接数增加一，每删除一个对应的文件名，inode节点上的链接数减一，直到为0，inode节点和对应的数据块被回收。注：文件和文件名是不同的东西，rm A删除的只是A这个文件名，而A对应的数据块（文件）只有在inode节点链接数减少为0的时候才会被系统回收。

            4) 软链接(soft link)：A是B的软链接（A和B都是文件名），A的目录项中的inode节点号与B的目录项中的inode节点号不相同，A和B指向的是两个不同的inode，继而指向两块不同的数据块。但是A的数据块中存放的只是B的路径名（可以根据这个找到B的目录项）。A和B之间是“主从”关系，如果B被删除了，A仍然存在（因为两个是不同的文件），但指向的是一个无效的链接。

            5) 硬链接

                不能对目录创建硬链接；不能对不同的文件系统创建硬链接；不能对不存在的文件创建硬链接；

            6) 软连接

                可以对目录创建软连接；可以跨文件系统；可以对不存在的文件创建软连接；

            7) 因为链接文件包含有原文件的路径信息，所以当原文件从一个目录下移到其他目录中，再访问链接文件，系统就找不到了，而硬链接就没有这个缺陷，你想怎么移就怎么移；还有它要系统分配额外的空间用于建立新的索引节点和保存原文件的路径。

    6.Linux系统应用程序的内存空间是怎么分配的，用户空间多大、内核空间多大？

            Linux内核将这4G字节的空间分为两部分。

            将最高的 1G字节（从虚拟地址0xC0000000到0xFFFFFFFF），供内核使用，称为“内核空间”。

            而将较低的3G字节（从虚拟地址 0x00000000到0xBFFFFFFF），供各个进程使用，称为“用户空间“。

            因为每个进程可以通过系统调用进入内核，因此，Linux内核由系统内的所有进程共享。于是，从具体进程的角度来看，每个进程可以拥有4G字节的虚拟空间。

    7.Linux的共享内存如何实现

            1) 管道只能在具有亲缘关系的进程间进行通信；通过文件共享，在处理效率上又差一些，而且访问文件描述符不如访问内存地址方便；

            2) mmap内存共享映射，mmap本来是存储映射功能，它可以将一个文件映射到内存中，在程序里就可以直接使用内存地址对文件内容进行访问；Linux的mmap实现了一种可以在父子进程之间共享内存地址的方式；

            3) XSI共享内存，XSI是X/Open组织对UNIX定义的一    套接口标准（X/Open System Interface）。XSI共享内存在Linux底层的实现实际上跟mmap没有什么本质不同，只是在使用方法上有所区别。

            4) POSIX共享内存，Linux提供的POSIX共享内存，实际上就是在/dev/shm下创建一个文件，并将其mmap之后映射其内存地址即可。

    8.文件处理命令grep、awk、sed

        1) grep

            grep (global search regular expression(RE) and print out the line,全面搜索正则表达式并把行打印出来)是一种强大的文本搜索工具，它能使用正则表达式搜索文本，并把匹配的行打印出来。常用来在结果中搜索特定的内容。

        2) awk

            awk是一个强大的文本分析工具，相对于grep的查找，sed的编辑，awk在其对数据分析并生成报告时，显得尤为强大。简单来说awk就是把文件(或其他方式的输入流, 如重定向输入)逐行的读入（看作一个记录集）, 把每一行看作一条记录，以空格(或\t,或用户自己指定的分隔符)为默认分隔符将每行切片（类似字段），切开的部分再进行各种分析处理。

        3) sed

            sed更侧重对搜索文本的处理，如修改、删除、替换等等。sed主要用来自动编辑一个或多个文件；简化对文件的反复操作；编写转换程序等。

    9.查询进程占用CPU的命令---top和ps

        1) top

           top命令可以实时动态地查看系统的整体运行情况，是一个综合了多方信息监测系统性能和运行信息的实用工具。

        2) ps

            ps命令就是最基本进程查看命令。使用该命令可以确定有哪些进程正在运行和运行的状态、进程是否结束、进程有没有僵尸、哪些进程占用了过多的资源等等.总之大部分信息都是可以通过执行该命令得到。ps是显示瞬间进程的状态，并不动态连续；如果想对进程进行实时监控应该用top命令。

    10.Linux和windows平台下栈空间的大小

            windows是编译器决定栈的大小，记录在可执行文件中，默认是1M。linux是操作系统来决定的，在系统环境变量中设置， ulimit -s 字节数 命令查看修改，但是linux默认栈大小为10M;

            vs编译器设置：属性—>设置à链接à输出à栈分配à重新设置；

    

    11.Linux重定向

            （1）重定向符号 ：> 

                       输出重定向到一个文件或设备 覆盖原来的文件 >! 输出重定向到一个文件或设备 强制覆盖原来的文件 >> 输出重定向到一个文件或设备 追加原来的文件 < 输入重定向到一个程序 

            （2）标准错误重定向符号：2> 

                     将一个标准错误输出重定向到一个文件或设备 覆盖原来的文件 b-shell 2>> 将一个标准错误输出重定向到一个文件或设备 追加到原来的文件 2>&1 将一个标准错误输出重定向到标准输出 注释:1 可能就是代表 标准输出 >& 将一个标准错误输出重定向到一个文件或设备 覆盖原来的文件 c-shell |& 将一个标准错误 管道 输送 到另一个命令作为输入 

            （3）命令重导向示例

                    在 bash 命令执行的过程中，主要有三种输出入的状况，分别是： \1. 标准输入；代码为 0 ；或称为 stdin ；使用的方式为 < \2. 标准输出：代码为 1 ；或称为 stdout；使用的方式为 1> \3. 错误输出：代码为 2 ；或称为 stderr；使用的方式为 2>

        12.Linux常用命令        

            1) ls命令，不仅可以查看linux文件包含的文件，而且可以查看文件权限；

            2) cd命令，切换当前目录到dirName

            3) pwd命令，查看当前工作目录路径；

            4) mkdir命令，创建文件夹

            5) rm命令，删除一个目录中的一个或多个文件或目录

            6) rmdir命令，从一个目录中删除一个或多个子目录项，

            7) mv命令，移动文件或修改文件名

            8) cp命令，将源文件复制至目标文件，或将多个源文件复制至目标目录

            9) cat命令，显示文件内容；

            10) touch命令，创建一个文件

            11) vim命令，

            12) which命令查看可执行文件的位置，whereis查看文件的位置，find实际搜寻硬盘查询文件名称；

            13) chmod命令，用于改变linux系统文件或目录的访问权限，421，ewr

            14) tar命令，用来压缩和解压文件。tar本身不具有压缩功能，只具有打包功能，有关压缩及解压是调用其它的功能来完成。

            15) chown命令，将指定文件的拥有者改为指定的用户或组，用户可以是用户名或者用户ID;

            16) ln命令；

            17) grep命令，强大的文本搜索命令，grep全局正则表达式搜素；

            18) ps命令，用来查看当前运行的进程状态，一次性查看，如果需要动态连续结果使用top;

            19) top命令，显示当前系统正在执行的进程的相关信息，包括进程ID、内存占用率、CPU占用率等；

            20) kill命令，发送指定的信号到相应进程。不指定型号将发送SIGTERM（15）终止指定进程。