1.1.2操作系统的特征（并发、共享、虚拟、异步）

• 00 | 操作系统特征
• 01 | 并发
• 02 | 共享
  • 2.1 | 互斥共享
  • 2.2 | 同时共享
  • 2.3 | 并发性和共享性互为存在条件
• 03 | 虚拟
• 04 | 异步
• 05 | 知识回顾与重要考点

00 | 操作系统特征

• 操作系统是一种系统软件&＃xff0c;但与其它系统软件和应用软件有很大的不同&＃xff0c;它有自己的特殊性&＃xff0c;及基本特征。

01 | 并发

• 并发&＃xff1a;两个或多个事件在同一 时间间隔内发生&＃xff0c;这些事件在宏观上是同时发生的&＃xff0c;在微观上是交替发生的&＃xff0c; 操作系统的并发性指系统中同时存在着多个运行的程序
• 并行&＃xff1a;两个或多个事件在同一 时刻发生
• 一个单核(CPU)同一时刻只能执行一个程序&＃xff0c;因此操作系统会协调多个程序使他们交替进行&＃xff08;这些程序在宏观上是同时发生的&＃xff0c;在微观上是交替进行的&＃xff09;
• 操作系统是伴随着“多道程序技术出现的”&＃xff0c;因此操作系统和并发是一同诞生的
• 在如今的计算机中&＃xff0c;一般都是多核cpu的&＃xff0c;即在同一 时刻可以并行执行多个程序&＃xff0c;比如我的计算机是8核的&＃xff0c;我的计算机可以在同一时刻并行执行8个程序&＃xff0c;但是事实上我们计算机执行的程序并不止8个&＃xff0c;因此并发技术是必须存在的&＃xff0c;并发性必不可少。

02 | 共享

• 资源共享即共享&＃xff0c;是指系统中的资源可以 供内存中多个并发执行的进程共同使用
• 共享分为两类&＃xff1a;互斥共享和同时共享

2.1 | 互斥共享

• 计算机中的某个资源在一段时间内只能允许 一个进程访问&＃xff0c;别的进程没有使用权
• 临界资源(独占资源)&＃xff1a;在一段时间内只允许一个进程访问的资源&＃xff0c;计算机中大多数物理设备及某些软件中的栈、变量和表格都属于临界资源&＃xff0c;它们被要求互斥共享
• 举个例子&＃xff1a;比如QQ和微信视频。同一段时间内摄像头只能分配给其中一个进程

2.2 | 同时共享

• 计算机中的某个资源在在一段时间内可以 同时允许 多个进程访问
• 同时共享通常要求一个请求分为几个时间片段间隔的完成&＃xff0c;即交替进行&＃xff0c;“分时共享”
• 这里的 同时指在宏观上是同时的&＃xff0c;在微观上是交替进行访问的&＃xff0c;只是cpu处理速度很快&＃xff0c;我们感觉不到&＃xff0c;在宏观上感觉是在同时进行
• 举个例子&＃xff1a;比如QQ在发送文件A&＃xff0c;微信在发送文件B&＃xff0c;宏观上两个进程A和B都在访问磁盘&＃xff0c;在我们看来是同时进行的&＃xff0c;但是在微观上两个进程A和B是交替进行访问磁盘的&＃xff0c;只是时间太短&＃xff0c;cpu处理速度太快&＃xff0c;我们感觉不到。
• 注意&＃xff1a;有时候多个进程可能真的是在同时进行资源访问&＃xff0c;比如玩游戏时可以放音乐&＃xff0c;游戏声音和音乐声音都能听见

2.3 | 并发性和共享性互为存在条件

03 | 虚拟

多道程序设计&＃xff1a;是指在计算机内存中同时存放几道相互独立的程序&＃xff0c;使它们在管理程序控制之下&＃xff0c;相互穿插的运行。 两个或两个以上程序在计算机系统中同处于开始到结束之间的状态。这就称为多道程序设计。多道程序技术运行的特征&＃xff1a;多道、宏观上并行、微观上串行。

• 虚拟是把一个物理上的实体变为若干逻辑上的对应物。
• 物理实体&＃xff08;前者&＃xff09;是实际存在的&＃xff1b;而后者是虚的&＃xff0c;是用户感觉上的事务
• 虚拟技术&＃xff1a;用于实现虚拟的技术
• 虚拟处理器&＃xff08;CPU&＃xff09;&＃xff1a;通过多道程序设计技术&＃xff0c;采用让多道程序并发执行的方法&＃xff0c;分时来使用一个CPU&＃xff0c;实际物理上只有一个CPU&＃xff0c;但是用户感觉到有多个CPU
• 虚拟存储器&＃xff1a;从逻辑上扩充存储器容量&＃xff0c;用户感觉到的但实际不存在的存储器
• 虚拟设备&＃xff1a;将一台物理设备虚拟为逻辑上的多台设备&＃xff0c;使多个用户在同一时间段内访问同一台设备&＃xff0c;即同时共享&＃xff0c;用户宏观上感觉是同时的&＃xff0c;但实际上是微观交替访问同一台设备的
• 操作系统的虚拟技术科归纳为&＃xff1a;
  • 时分复用技术&＃xff1a;如处理器的分时共享
  • 空间复用技术&＃xff1a;如虚拟存储器

04 | 异步

• 异步&＃xff1a;多道程序环境允许多个程序 并发执行&＃xff0c;但由于资源有限&＃xff0c;如cpu只有一个&＃xff0c;进程的执行并不是一贯到底的&＃xff0c;而是走走停停的&＃xff0c;它以不可预知的速度向前推进。
• 比如A进程正在占用CPU计算&＃xff0c;B进程这时也想占用CPU计算&＃xff0c;B进程只有等&＃xff0c;等A进程算完了&＃xff0c;A进程去访问磁盘资源了&＃xff0c;这时B进程再占用CPU进行计算&＃xff0c;B进程还没计算完&＃xff0c;A进程从磁盘取出资源了&＃xff0c;A进程发现B这时在占用CPU&＃xff0c;这时A进程就需要等待&＃xff0c;等B算完后再继续到CPU中进行计算。由于每个进程占用资源的时间不固定&＃xff0c;所以进程的执行以不可预知的速度前进

05 | 知识回顾与重要考点

参考&＃xff1a;《2021王道操作系统考研》
https://www.bilibili.com/video/BV1YE411D7nH?p&＃61;3