操作系统的特征

• 2、操作系统特征
• • 2.1、并发
  • 2.2、共享
  • 2.3、虚拟
  • 2.4、异步

1. 并发：两个或多个事件在同一时间间隔内发生，这些事件在宏观上是同时发生的，在微观上是交替发生的， 操作系统的并发性指系统中同时存在着多个运行的程序。
2. 并行：指两个或者多个事件在同一时刻同时发生。
3. 一个单核(CPU)同一时刻只能执行一个程序，因此操作系统会协调多个程序使他们交替进行（这些程序在宏观上是同时发生的，在微观上是交替进行的）。
4. 操作系统是伴随着“多道程序技术出现的”，因此操作系统和并发是一同诞生的。
5. 在如今的计算机中，一般都是多核cpu的，即在同一时刻可以并行执行多个程序，大多计算机是8核的，可以在同一时刻并行执行8个程序，但是事实上我们计算机执行的程序并不止8个，因此并发技术是必须存在的，并发性必不可少。
6. 多道程序设计：是指在计算机内存中同时存放几道相互独立的程序，使它们在管理程序控制之下，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：多道、宏观上并行、微观上串行。

1. 资源共享即共享，是指系统中的资源可以为内存中多个并发执行的进程共同使用。

2. 共享分为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，别的进程没有使用权。

   1. 临界资源(独占资源)：在一段时间内只允许一个进程访问的资源，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，它们被要求互斥共享
   2. 举例：qq和微信同时申请视频，但是在同一个时段内，摄像头只能分给一个进程（要么qq，要么微信）。

   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。

   1. 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，即交替进行，“分时共享”。
   2. 举例：比如QQ在发送文件A，微信在发送文件B，宏观上两个进程A和B都在访问磁盘读取文件并且发送，对用户来说看起来是同时进行的；微观上两个进程A和B是交替进行访问磁盘的，只是时间太短，只是因为cpu处理速度太快，所以我们感觉不到。
   3. 注：有时候多个进程可能真的是在同时进行资源访问，比如玩游戏时可以放音乐，游戏声音和音乐声音都能听见。
   4. 上面的发送文件的例子，说明了两个问题：
      1. 两个进程正在并发执行（并发性）
      2. 需要共享访问磁盘资源 （共享性）

1. 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（前者）是实际存在的；而逻辑上对应物（后者）是虚的，是用户感觉到的。
2. 虚拟技术：用于实现虚拟的技术。
   2.1、空分复用技术：如虚拟存储器
   2.2、时分复用技术：如处理器的分时共享
   

1. 多道程序环境允许多个程序并发执行，但由于资源有限（如cpu只有一个），进程的执行并不是一贯到底的，而是走走停停的，它以不可预知的速度向前推进。
2. 比如A进程正在占用CPU计算，B进程这时也想占用CPU计算，B进程只有等，等A进程算完了，A进程去访问磁盘资源了，这时B进程再占用CPU进行计算，B进程还没计算完，A进程从磁盘取出资源了，A进程发现B这时在占用CPU，这时A进程就需要等待，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，所以进程的执行以不可预知的速度前进。
3. 显然，如果失去了并发性，那么系统只能串行地处理各个进程，每个进程的执行会一直执行下去。只有系统拥有并发性，这才有可能导致异步性。

总结：并发和共享互为存在条件的，没有并发和共享就谈不上虚拟和异步，因此并发和共享是操作系统的两个最基本的特征。