计算机基础

计算机基础在校招中考核较为常见，尤其是大厂，不可忽视。

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进程和线程的区别

参考答案

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进程是操作系统中一个正在运行的程序，每个进程都有自己的地址空间、内存、文件描述符等资源。

线程是进程中的一个执行单元，是 cpu 调度的最小单元，共享进程的资源，但有自己的独立执行流。

二者的区别

进程拥有独立的堆栈空间和数据段，需要分配独立的地址空间，开销大
线程开销小，切换快，没进程安全，从通信机制上看，线程可以共享数据段

举例

浏览器中一个 tab 就是一个进程，进程中某个线程崩了，整个进程就会崩，但是这不会影响其他的进程，因此进程之间相对独立
Nginx 或 Nodejs PM2 开启的多个 instance 是进程，每个 instance 之间不能共享内存数据
JS 中 WebWorker 是一个线程，它可以和和主线程共享内存数据，独立运行不阻塞 UI

进程间的通信

参考答案

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进程间通信（Inter-Process Communication，IPC）是指在操作系统中，不同进程之间交换信息和数据的过程，常见的进程通信方式包括：

管道：用于单向或双向通信
消息队列：允许进程通过信息传递进行通信
共享内存：多个进程可以访问同一块内存区域
信号量：用于进程间的同步
套接字：用于网络通信

线程间通信与进程间通信类似，但由于线程之间共享进程的资源，线程间通信通常比进程间通信更高效

单核 CPU 如何实现并发

参考答案

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单核CPU 主要是通过时间片轮转和上下文切换来实现并发

时间片轮转

CPU将时间划分为很小的时间片，通常是几十毫秒
每个进程、线程分配到一个时间片
CPU轮流执行每个进程、线程的时间片
当一个时间片用完，CPU就会切换到下一个进程、线程

上下文切换

在切换进程、线程时，CPU需要保存当前进程的状态（上下文），包括
- 程序计数器的值
- 寄存器的值
- 内存映射信息
加载下一个要执行的进程、线程的上下文

在任意时刻，CPU只能执行一个任务，由于切换速度非常快，给用户的感觉就像是在同时运行多个程序，所以这种机制被称为“伪并发”，若线程过多也不好，频繁的上下文切换会带来一定的性能开销，所以过多的线程反而会带来性能下降的问题

CPU 调度算法有哪些？

参考答案

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先来先服务（First Come First Serve）
- 最简单的调度算法
- 进程按到达的顺序排队，先到达的先执行
- 缺点：可能导致长时间的等待，特别是当一个长进程在队列前面时
短作业优先（Shortest Job First）
- 优先执行预计运行时间最短的进程
- 可以是非抢占式或是抢占式（shortest Remaining Time First，SRTF）
- 可能导致“饥饿”现象，即长作业可能永远得不到执行
优先级调度（Priority Scheduling）
- 每个进程分配一个优先级，优先级高的进程先执行
- 也可能导致“饥饿”现象，通常使用老化（aging）技术来解决
轮转调度（Round Robin）
- 每个进程分配一个固定的时间片，时间片用完后，进程被放到队列的末尾
- 适用于时间共享系统
- 时间片的大小对系统性能有很大影响
多级队列调度（Multilevel Queue Scheduling）
- 将进程分成多个队列，每个队列有不同的优先级
- 不同队列可以使用不同的调度算法
多级反馈队列调度（Multilevel Feedback Queue）
- 允许进程在不同的队列之间移动
- 根据进程的行为动态调整其优先级

linux 如何查找你的进程占用的那个端口

参考答案

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使用 netstat 命令

bash

# 查看所有端口占用情况
netstat -tunlp
# 查看特定端口，比如 8080
netstat -tunlp | grep 8080

t - tcp 协议；u - udp 协议；n - 显示端口号；l - 仅显示监听端口；p - 显示进程信息

使用 lsof 命令

bash

# 查看特定端口，比如 8080
lsof -i :8080

i - 显示网络连接

单核服务器连接数超载了怎么办

参考答案

Details

优化代码和查询
确保应用程序代码和数据库查询是高效的，以减少每个连接的资源消耗
使用负载均衡
将流量分配到多个服务器上，以分散负载
增加连接池
使用连接池来管理数据库连接，减少连接的创建和销毁开销
限制连接数
配置服务器以限制每个客户端的最大连接数，以防止单个客户端占用过多资源
使用缓存
利用缓存机制（如 Redis，Memcached）来减少对数据库的访问次数

请简述一个编译器的执行过程。前端有哪些常见的编译工具？

参考答案

Details

编译器的执行过程

词法分析
- 将源代码转换为一系列的标记（tokens），这些标记是编程语言的基本语法单位
语法分析
- 根据语言的语法规则，将标记序列转换为语法书（parse tree），也称为抽象语法树（AST）
语义分析
- 检查语法树是否符合语言的语义规则，例如类型检查，作用域检查等
中间代码生成
- 将语法树转换为中间代码，这种代码通常独立于机器
代码优化
- 对中间代码进行优化，以提高程序的执行效率
目标代码生成
- 将中间代码转换为目标机器代码
代码生成后优化 - 对生成的目标代码进行进一步优化
编译器的目的是将我们编写的源码转换为机器码（目标代码），以便计算机能够读懂执行

前端常见的编译工具

Babel
- 用于将现代 JavaScript 代码转换为向后兼容的版本
TypeScript Compiler
- 将 TypeScript 代码转换为 JavaScript
Sass/SCSS
- 将 Sass/SCSS 代码转换为 CSS
Webpack
- 用于打包 JavaScript 模块，并支持多种编译和转换插件

什么是编译型语言和解释型语言，他们有什么区别？

参考答案

Details

高级编程语言分为解释型语言和编译型语言

编译型语言

常见编译型语言：C，C++，Java，Go，Rust
执行方式：编译型语言的代码在运行期间由编译器一次性翻译成机器码，生成的机器码可以在目标机器上运行
优点：代码在运行前就已经被翻译成机器码，运行速度通常更快
缺点：需要编译步骤，开发和调试过程可能较慢

解释型语言

常见解释性语言：JavaScript，Python，Ruby，PHP
执行方式：解释型语言的代码在运行期间由解释器逐行翻译成机器码并执行。这意味着每次运行程序时，代码都需要被重新解释
优点：由于不需要编译成机器码，开发和调试过程通常更快，更灵活
缺点：运行速度通常比编译型语言慢，因为每次执行都需要进行翻译

编译型语言和解释型语言的区别

执行速度：编译型语言通常比解释型语言快，因为他们直接运行机器码
开发灵活性：解释型语言通常更灵活，适合快速开发和迭代
错误检测：编译型语言在编译阶就可以捕获更多的语法和类型错误，而解释型语言通常在运行时才发现错误

举个🌰：读一门外文著作，编译型语言就是给你将这本著作翻译成中文，然后你就可以直接看中文了。解释型语言就是给你一个翻译，一边看一边翻译，下次看仍需要翻译

JIT（Just-In-Time）编译

为了结合编译型和解释型语言的优点，JIT 随之诞生，可以理解为“即时编译”

执行方式：JIT 编译在程序运行时将部分代码编译成机器码，而不是逐行解释，这种编译方式在代码即将被执行时进行，因此得名“即时编译”
应用场景：现代 JavaScript 引擎（如 V8 引擎）通常使用 JIT 编译来提高性能，包括 Java 虚拟机（JVM）也会使用 JIT 编译来提高性能

简述 JS 垃圾回收的过程。用什么算法？

参考答案

Details

垃圾回收（Garbage Collection, GC）是自动管理内存的过程。JavaScript 引擎会自动检测不再使用的对象，并释放它们所占用的内存。常用的垃圾回收算法是标记-清除（Mark-and-Sweep）算法。

垃圾回收过程

标记阶段

垃圾回收器会从根对象（如全局对象、局部变量）开始，遍历所有对象，标记所有可达的对象
可达对象：从根对象可以通过引用链访问到的对象

清除阶段

标记阶段结束后，所有未被标记的对象被视为不可达对象
垃圾回收器会清除这些不可达对象，释放它们所占用的内存

常用算法

标记-清除
- 最常用的垃圾回收算法
引用计数
- 每个对象有一个引用计数器，当对象被引用时，计数器加1，当对象不再被引用时，计数器减1，当引用计数为 0 时，表示该对象不再被使用，可以被回收。无法解决循环引用的问题，如今已很少使用
分代回收
- 现代 JavaScript 引擎通常使用分代回收策略，将内存分为新生代和老生代。新生代存储生命周期短的对象，老生代存储生命周期长的对象。不同代的对象使用不同的回收策略，以提高效率。

参考资料

Details

https://juejin.cn/post/7432127587918282792

什么是内存泄漏？如何排查？JS 内存泄漏的常见原因？

参考答案

Details

内存泄露是指在程序运行过程中，程序未能释放不再使用的内存空间，导致内存资源被浪费。

排查内存泄露

使用内存分析工具
- 浏览器开发者工具：Chrome 的 DevTools 提供了内存分析工具 Memory，可以监控内存使用情况
- 也可以结合 setInterval 使用 console.memory 查看内存使用的快照
代码审查
- 检查代码中是否有未释放的事件监听器，定时器，全局变量，确保不再需要某对象时，即使解除引用
性能监控
- 监控应用程序的内存使用情况，观察是否有持续增长的趋势
- 使用日志记录内存使用情况，帮助识别内存泄露的模式

JS 内存泄露的常见原因

意外的全局变量
- 忘记使用 var，let，const 声明变量时，变量会被挂载到全局对象上
闭包
- 闭包中引用了不再需要的外部变量，导致这些变量无法被垃圾回收
未清理的 DOM 引用
- 删除 DOM 元素时，未能清理相关的事件监听器或引用
定时器和回调
- 未能清理不再需要的 setInterval 或 setTimeout 回调

简述 JS 运行时的堆栈内存模型？

参考答案

Details

在 JS 运行时，内存管理主要依赖于堆（Heap）和栈（Stack）两种数据结构

栈（Stack）

特点：栈是一种后进先出（LIFO）的数据结构，用于存储函数调用和原始数据类型
用途：当函数被调用时，相关的执行上下文（包括局部变量，函数参数）会被压入栈中，当函数执行完毕后，栈顶的执行上下文会被弹出栈
限制：栈内存的空间大小通常十分有限，适合存储生命周期短，大小固定的数据（比如无限递归不断创建栈帧，会导致爆栈）

堆（Heap）

特点：堆是一种动态内存分配的，无序的数据结构，用于存储对象和复杂数据类型
用途：堆用于存储动态分配的内存，比如对象，数组，函数等
限制：堆内存的分配和释放速度较慢，容易导致内存碎片化

这里用一段 js 代码画图举例

let a = 1
let obj = {
  name: 'Heap',
}

function foo() {
  let b = 2
  console.log(b)
  function bar() {
    let c = 3
    console.trace()
    console.log(c)
  }
  bar()
}

foo()

栈

调用栈用于跟踪程序执行的活动函数。每当一个函数被调用时，它的执行上下文会被推入调用栈。当函数执行完毕后，它的执行上下文会从调用栈中弹出。
在这个例子中，最初的调用栈会包含一个匿名的全局执行上下文（anonymous），然后是 foo 函数的执行上下文，最后是 bar 函数的执行上下文。
当 bar 函数执行完毕后，它的执行上下文会被弹出调用栈，然后 foo 函数的执行上下文也会被弹出调用栈，最后全局执行上下文也会被弹出调用栈。

堆

全局存储的 obj 对象，在栈中仅仅是一个引用地址，真正的对象存储在堆中。

冯·诺依曼架构是什么？

参考答案

Details

冯·诺依曼架构确定了现代计算机结构中的五大部件：

输入设备: 键盘，鼠标，摄像头等
输出设备: 显示器，打印机，扬声器等
存储器: 计算机的记忆装置，主要存放数据和程序。分为内部存储器（内存/主存储器）和外部存储器（硬盘，光盘，U盘等）
- 内存：也称之为主存储器，又分为随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）
  - RAM 存放的是计算机在通电运行的过程中即时的数据，计算机的内存容量就是指的 RAM 的容量。RAM 可读，可写，断电会数据丢失
  - ROM 存放的是每次计算机开机都需要处理的，固定不变的程序和数据，比如 BIOS 程序。ROM 可读，不可写，断电不会丢失
- 外存：外存是硬盘，是计算机的辅助存储器，可以长期保存数据，断电不会丢失。当计算机需要从外存读取数据时，需要将数据从外存读取到内存中，然后才能下一步处理。根据介质不同，外存可分为软盘，硬盘，光盘。硬盘最为常见，硬盘又分为机械硬盘（HD）和固态硬盘（SSD）。
运算器: 算术逻辑单元（ALU），负责执行算术和逻辑运算
控制器: 控制整个计算机系统的工作流程，包括指令的执行顺序，数据传输等，运算器和控制器通常集成在一起，就是我们熟知的 CPU

图中的箭头流向是数据流向。数据从输入设备进入到计算机，存放在存储器中，控制器负责控制运算器对存储器中的数据进行运算，运算的结果再次放入存储器中，通过控制器将存储器中的计算结果输出到输出设备。

计算机内部为何使用二进制？

参考答案

Details

硬件实现简单：二进制只需要两个状态，通常用电压的高低来表示（如高电压表示 1，低电压表示 0）。这种简单的状态切换使得硬件电路设计更为简单和可靠
抗干扰能力强：在电路中，二进制的两个状态（0 和 1）可以通过明显的电压差来区分，这使得系统对噪声和干扰的容忍度更高，数据传输更稳定
逻辑运算方便：计算机的基本运算是逻辑运算，二进制系统与布尔代数非常契合，能够进行与，或，非等逻辑运算，简化了计算机的设计和操作
存储和处理效率高：二进制数据在计算机中可以直接存储和处理，避免了其他进制系统转换带来的复杂性和效率损失
历史和标准化：从计算机发展的早期，二进制就被广泛采用，形成了标准化的设计和技术积累，进一步推动了其普及和应用

二进制如何表示负数和小数？

参考答案

Details

表示负数下面用 8 位二进制数 -2 举例

求补码

  - 2 的原码：0000 0010 // 原码就是最简单的表示方法
  - 2 的反码：1111 1101 // 反码是原码的反向
  - 2 的补码：1111 1110 // 补码是反码加 1

1111 1110 就是 -2 的二进制

模减

  - 模：2 ^ 8 = 256
  - 256 - 2 = 254

254 的二进制就是 -2 的二进制 1111 1110

表示小数下面用 10.625 转换为二进制举例

整数部分

将整数部分除以2，记录余数，直到商为0。余数的逆序即为二进制表示。

  - 10 / 2 = 5 余 0
  - 5 / 2 = 2 余 1
  - 2 / 2 = 1 余 0
  - 1 / 2 = 0 余 1

逆序排列：1010

小数部分

将小数部分乘以2，记录整数部分，直到小数部分为0或达到所需的精度。整数部分的顺序即为二进制表示。

  - 0.625 * 2 = 1.25 取整 1
  - 0.25 * 2 = 0.5 取整 0
  - 0.5 * 2 = 1 取整 1

顺序排列：0.101

10.625 的二进制就是 1010.101

什么是虚拟内存，为何要使用虚拟内存？

参考答案

Details

什么是虚拟内存？

虚拟内存相对物理内存，它是一种计算机内存管理技术，它为每个进程提供了一个连续的地址空间，使得进程可以认为自己拥有一个完整的，连续的内存空间，而实际上，这个空间可能是分散的，并且部分可以存储在外存中

为什么使用虚拟内存？

扩展内存容量：虚拟内存允许计算机使用硬盘空间来扩展物理内存的容量，即使物理内存不足，程序也可以运行，因为不常用的数据可以被交换到磁盘上
内存保护：每个进程都有自己的虚拟地址空间，防止一个进程访问另一个进程的内存，提供了内存保护
简化内存管理：程序员不需要担心物理内存的分配和管理，操作系统负责将虚拟地址映射到物理地址
多任务处理：通过虚拟内存，多个进程可以同时运行，操作系统可以在它们之间切换，提供多任务处理能力
程序加载和执行的灵活性：程序可以被分成多个部分，只有需要的部分才会被加载到内存中，减少了内存的使用

什么是 Unicode 编码？它和常见的 UTF-8 有什么关系？

参考答案

Details

Unicode 俗称万国码，它为每个字符提供了一个唯一的数字标识，这个数字标识被称为码点。Unicode 的出现就是为了解决 ASCII 编码的局限性，ASCII 编码只能表示 128 个字符，全球各个国家的字符远不止 128 个，所以 Unicode 应运而生。
Unicode 的定义了一个字符集和一系列编码方案（UTF-8，UTF-16，UTF-32），UTF-8 是 Unicode 最常用的编码方案，它是一种变长编码，根据不同的字符，使用不同的字节数来表示。对于 ASCII 字符，使用 1 个字节表示，与 ASCII 编码兼容
GBK 编码是一种用于中文字符的编码标准，扩展了 GB2312 编码，支持简体和繁体中文字符。GBK 编码使用 2 个字节表示一个中文字符，适合中文环境，但不支持 Unicode

简述计算机网络的 OSI 模型

参考答案

Details

OSI（开放系统互联）模型是一个用于理解和实现网络协议的七层概念框架。每一层都有特定的功能，并与其直接上下的层进行通信。

物理层(Physical Layer)：这是OSI模型的最低层，负责设备之间的物理连接，包括通过物理介质传输原始比特流。它涉及硬件组件，如电缆、交换机和网络接口卡。
数据链路层(Data Link Layer)：负责节点到节点的数据传输以及错误检测和纠正，确保数据在物理链路上的可靠传输。它分为两个子层：媒体访问控制（MAC）层和逻辑链路控制（LLC）层。
网络层(Network Layer)：负责数据的路由、转发和寻址，确定数据到达目的地的最佳物理路径。像IP（互联网协议）这样的协议在这一层运行。
传输层(Transport Layer)：为应用程序提供端到端的通信服务，负责错误恢复、流量控制和确保完整的数据传输。像TCP（传输控制协议）和UDP（用户数据报协议）这样的协议在这一层运行。
会话层(Session Layer)：管理应用程序之间的会话，建立、维护和终止应用程序之间的连接，负责会话的检查点和恢复。
表示层(Presentation Layer)：负责数据的翻译、加密和压缩，确保数据以可用的格式呈现给应用层，充当网络和应用之间的翻译器。
应用层(Application Layer)：这是OSI模型的最高层，直接为终端用户应用程序提供网络服务，负责电子邮件、文件传输和网页浏览等网络服务。像HTTP、FTP和SMTP这样的协议在这一层运行。

OSI 模型

一个域名对应一个 ip 吗

参考答案

Details

一个域名不一定只对应一个 IP 地址，具体情况如下：

单个域名对应单个 IP 地址：这是最简单的情况，一个域名解析到一个固定的 IP 地址。
单个域名对应多个 IP 地址：这种情况通常用于负载均衡和高可用性。通过 DNS 轮询（Round Robin DNS），一个域名可以解析到多个 IP 地址，用户的请求会被分配到不同的服务器上。
多个域名对应单个 IP 地址：多个域名可以指向同一个 IP 地址，这在虚拟主机中很常见。通过服务器配置，服务器可以根据请求的域名来提供不同的内容。
CDN（内容分发网络）：CDN 服务会根据用户的地理位置将域名解析到不同的 IP 地址，以提高访问速度和可靠性。

因此，域名和 IP 地址之间的关系可以是多对多的，具体取决于网络架构和配置。

UDP 和 TCP 协议的区别？有什么应用场景

参考答案

Details

UDP（User Datagram Protocol，用户数据报协议）

无连接协议：UDP 是一种无连接协议，发送数据前不需要建立连接。
不提供错误恢复：UDP 不提供错误恢复机制，如果数据包丢失，不会进行重传。
传输速度快：由于没有错误检查和连接建立的过程，UDP 传输速度更快，延迟更低。
应用场景：适用于对速度要求高且允许偶尔数据丢失的应用，如直播流媒体、在线游戏和语音通话（VoIP）。

TCP（Transmission Control Protocol，传输控制协议）

面向连接协议：TCP 在发送数据前需要建立连接，确保通信的可靠性。
提供错误恢复：TCP 提供错误检查，确保数据按顺序且无误地传输。
传输速度较慢：由于需要建立连接和进行错误检查，TCP 的传输速度相对较慢。
应用场景：适用于对数据完整性和顺序有严格要求的应用，如网页浏览、电子邮件和文件传输。

数组和链表有什么区别？从内存结构上来说

参考答案

Details

数组：
- 连续内存分配：数组在内存中是连续分配的，这意味着数组的所有元素在内存中是紧挨着的。
- 随机访问：由于数组的连续性，可以通过索引直接访问任意元素，访问速度快，时间复杂度为 O(1)。
- 固定大小：数组的大小在创建时就确定了，不能动态调整。
链表：
- 非连续内存分配：链表的每个元素（称为节点）在内存中可以是分散的，每个节点通过指针指向下一个节点。
- 顺序访问：访问链表中的元素需要从头节点开始，逐个遍历，访问速度较慢，时间复杂度为 O(n)。
- 动态大小：链表可以动态调整大小，方便插入和删除操作。

计算机基础 ​

进程和线程的区别 ​

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单核服务器连接数超载了怎么办 ​

请简述一个编译器的执行过程。前端有哪些常见的编译工具？ ​

什么是编译型语言和解释型语言，他们有什么区别？ ​

简述 JS 垃圾回收的过程。用什么算法？ ​

什么是内存泄漏？如何排查？JS 内存泄漏的常见原因？ ​

简述 JS 运行时的堆栈内存模型？ ​

冯·诺依曼架构是什么？ ​

计算机内部为何使用二进制？ ​

二进制如何表示负数和小数？ ​

什么是虚拟内存，为何要使用虚拟内存？ ​

什么是 Unicode 编码？它和常见的 UTF-8 有什么关系？ ​

简述计算机网络的 OSI 模型 ​

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UDP 和 TCP 协议的区别？有什么应用场景 ​

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