2-操作系统的四个特征

操作系统的特征

操作系统共有四个特征，分别是并发，共享，虚拟和异步。其中，并发和共享是操作系统最基本的特征，且二者互为存在条件

指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，但微观上是交替发生的

与之相对应的重要概念就是“并行”，并行指两个或多个事件在同一时刻同时发生

对于操作系统来说，并发性是指计算机系统同时存在着多个运行程序

一个单核处理机（CPU）同一时刻只能执行一个程序，因此操作系统会负责协调多个程序交替执行，使其在宏观上看起来是同时执行的

共享即资源共享，是指系统中的资源可供内存中多个并发执行的进程共同使用。

一共有两种资源共享方式：

指系统中的某些资源，虽然可以提供给多个进程使用，但同一时间段内只允许一个进程访问该资源（例如：相机资源，当我们在微信中使用相机资源进行视频聊天时，我们就无法在QQ中调用相机资源进行操作）

系统中的某些资源，允许一个时间段内多个进程“同时”对该资源进行访问（例如：硬盘资源，同一时间段内，多个程序可以同时对硬盘资源进行写入或读取等操作，这些操作看起来就像是同时进行的一样）。这里的“同时”也是宏观上的同时，微观上一般仍然是采用分时操作完成的

虚拟是指把一个物理实体变为若干个逻辑上的对应物，物理实体是实际存在的，逻辑上的对应物是用户感受到的

例如一个4GB内存的计算机可以同时运行内存需求远大于４G的多个程序，这里用到了空分复用技术，使得一个物理实体为４GB的内存，逻辑对应物即用户真实感受到的远大于４G

亦或一个单核CPU的计算机同时运行多个软件，同样利用虚拟处理器技术（时分复用技术），使得用户感受到的是多个CPU同时为自己服务

在多道程序环境下，允许多个程序并发执行，但由于资源有限，进程不是一贯到底的，而是走走停停，以不可预知的速度向前推进，这就是进程的异步性

例如：进程A在执行过程中占用了相机资源，此时原本按计划轮到进程B继续执行，但由于进程B需要调用相机资源。而相机资源已被进程A占用，此时后续进程就会进入等待状态，直至进程A归还相机资源。可见，整个执行过程会一直走走停停，以不可与之的速度前进

从上面的说明中可以看出，系统出现异步性的本质原因在于系统的并发性，由于系统允许程序并发执行，所以才会出现多个程序由于争抢资源而陷入停滞状态。如果系统本身不支持并发，则所有程序将串行执行，即依次执行完每个单独程序，也就不会出现异步

并发和共享之间互为存在条件，并发性指计算机系统中可以同时存在多个运行中的程序，共享性指系统中的资源可供内存中多个并发执行的进程共同使用

例如：A，B两个程序同时向硬盘中写入文件。此时A，B两个程序正在并发执行体现了，并发性，同时操作硬盘资源体现了共享性。如果失去并发性，则A，B两个程序无法同时运行，系统中只存在一个正在运行的程序，共享性也就失去了意义。如果失去共享性，则A，B两个程序无法同时访问硬盘资源，也就无法并发运行

如果失去并发性，则一个时间段内系统只能运行一个程序，那么就失去了实现虚拟性的意义，也就是说没有并发性，虚拟性就无从谈起了

如果失去并发性，系统只能串行的处理各个进程（每次执行一个），每个进程会一贯到底的执行下去，所以异步性也就不复存在了

0 人点赞