文章目錄

• • 1.并發
  • 2.共享
  • • （1）互斥共享
    • （2）同時共享
    • （3）并發性和共享性互為存在條件
  • 3.虛擬
  • 4.異步

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• 操作系統是一種系統軟件，但與其它系統軟件和應用軟件有很大的不同，它有自己的特殊性，及基本特征。

1.并發

• 并發：兩個或多個事件在同一時間間隔內發生，這些事件在宏觀上是同時發生的，在微觀上是交替發生的， 操作系統的并發性指系統中同時存在著多個運行的程序
• 并行：兩個或多個事件在同一時刻發生
• 一個單核(CPU)同一時刻只能執行一個程序，因此操作系統會協調多個程序使他們交替進行（這些程序在宏觀上是同時發生的，在微觀上是交替進行的）
• 操作系統是伴隨著“多道程序技術出現的”，因此操作系統和并發是一同誕生的
• 在如今的計算機中，一般都是多核cpu的，即在同一時刻可以并行執行多個程序，比如我的計算機是8核的，我的計算機可以在同一時刻并行執行8個程序，但是事實上我們計算機執行的程序并不止8個，因此并發技術是必須存在的，并發性必不可少。
  

2.共享

• 資源共享即共享，是指系統中的資源可以供內存中多個并發執行的進程共同使用
• 共享分為兩類：互斥共享和同時共享

（1）互斥共享

• 計算機中的某個資源在一段時間內只能允許一個進程訪問，別的進程沒有使用權
• 臨界資源(獨占資源)：在一段時間內只允許一個進程訪問的資源，計算機中大多數物理設備及某些軟件中的棧、變量和表格都屬于臨界資源，它們被要求互斥共享
• 舉個例子：比如QQ和微信視頻。同一段時間內攝像頭只能分配給其中一個進程

（2）同時共享

• 計算機中的某個資源在在一段時間內可以同時允許多個進程訪問
• 同時共享通常要求一個請求分為幾個時間片段間隔的完成，即交替進行，“分時共享”
• 這里的同時指在宏觀上是同時的，在微觀上是交替進行訪問的，只是cpu處理速度很快，我們感覺不到，在宏觀上感覺是在同時進行
• 舉個例子：比如QQ在發送文件A，微信在發送文件B，宏觀上兩個進程A和B都在訪問磁盤，在我們看來是同時進行的，但是在微觀上兩個進程A和B是交替進行訪問磁盤的，只是時間太短，cpu處理速度太快，我們感覺不到。
• 注意：有時候多個進程可能真的是在同時進行資源訪問，比如玩游戲時可以放音樂，游戲聲音和音樂聲音都能聽見

（3）并發性和共享性互為存在條件

3.虛擬

多道程序設計：是指在計算機內存中同時存放幾道相互獨立的程序，使它們在管理程序控制之下，相互穿插的運行。 兩個或兩個以上程序在計算機系統中同處于開始到結束之間的狀態。這就稱為多道程序設計。多道程序技術運行的特征：多道、宏觀上并行、微觀上串行。

• 虛擬是把一個物理上的實體變為若干邏輯上的對應物。
• 物理實體（前者）是實際存在的；而后者是虛的，是用戶感覺上的事務
• 虛擬技術：用于實現虛擬的技術
• 虛擬處理器（CPU）：通過多道程序設計技術，采用讓多道程序并發執行的方法，分時來使用一個CPU，實際物理上只有一個CPU，但是用戶感覺到有多個CPU
• 虛擬存儲器：從邏輯上擴充存儲器容量，用戶感覺到的但實際不存在的存儲器
• 虛擬設備：將一臺物理設備虛擬為邏輯上的多臺設備，使多個用戶在同一時間段內訪問同一臺設備，即同時共享，用戶宏觀上感覺是同時的，但實際上是微觀交替訪問同一臺設備的
• 操作系統的虛擬技術科歸納為：
  • 時分復用技術：如處理器的分時共享
  • 空間復用技術：如虛擬存儲器
    

4.異步

• 異步：多道程序環境允許多個程序并發執行，但由于資源有限，如cpu只有一個，進程的執行并不是一貫到底的，而是走走停停的，它以不可預知的速度向前推進。
• 比如A進程正在占用CPU計算，B進程這時也想占用CPU計算，B進程只有等，等A進程算完了，A進程去訪問磁盤資源了，這時B進程再占用CPU進行計算，B進程還沒計算完，A進程從磁盤取出資源了，A進程發現B這時在占用CPU，這時A進程就需要等待，等B算完后再繼續到CPU中進行計算。由于每個進程占用資源的時間不固定，所以進程的執行以不可預知的速度前進

參考：《2021王道操作系統考研》
bilibili: https://www.bilibili.com/video/av70156862?p=2

總結

以上是生活随笔為你收集整理的1.1.2 操作系统的特征（并发、共享、虚拟、异步）的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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