操作系统学习笔记(第一章【2】)

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今天我们主要对操作系统的四个特征进行一个简单介绍。

操作系统的基本特征

操作系统共有并发、共享、虚拟、异步四个基本特征,其中并发和共享是最基本的特征,二者互为存在条件。

并发和并行

并发:指两个或多个事件在同一时间间隔发生,这些事件宏观上是同时发生的,但微观上是交替发生的。

并行:指两个或多个事件在同一时刻同时发生。

下面有一个简单的例子帮助理解:

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而操作系统的并发性是指计算机系统中同时存在多个运行着的程序。同时,操作系统和程序并发是一起诞生的。

操作系统的并发性是指计算机系统中同时存在多个运行着的程序,因此它应该具有处理和调度多个程序同时执行的能力。在这种多道程序环境下,一段时间内,宏观上有多个程序在同时运行,而在每一时刻,单处理器环境下实际仅能有一道程序执行,故微观上这些程序还是在分时地交替执行。操作系统的并发性是通过分时得以实现的。而并行则是指两个或者多个事件在同一时刻发生,即两个或者多个事件互不影响,计算机在同一时间完成两种或两种以上的工作。

共享

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。

两种资源共享方式

  • 互斥共享方式:系统中某些资源虽然可以提供给多个进程使用,但一个时间段内只允许一个进程访问该资源。
  • 同时共享方式:系统中某些资源允许一个时间段内由多个进程“同时”对他们进行访问。

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并发和共享的关系

并发性是指计算机系统中同时存在多个运行着的程序,而共享性是指系统中的资源可供多个并发执行的进程共同使用。这两者互为存在条件。

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虚拟

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

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虚拟处理机

在虚拟处理机技术中,是通过多道程序设计技术,让多道程序并发执行的方法,来分时使用一台处理机的。此时,虽然只有一台处理机,但它能同时为多个用户服务, 使每个终端用户都认为是有一个CPU在专门为他服务。利用多道程序设计技术,把一台物理上的 CPU虚拟为多台逻辑上的CPU,称为虚拟处理机。

虚拟内存

类似地,可以通过虚拟存储器技术,将一台机器的物理存储器变为虚拟存储器,以便从逻辑上来扩充存储器的容量。 当然这时用户所感觉到的内存容量是虚的。我们把用户所感觉到的存储器称为虚拟存储器。

虚拟外部设备

我们还可以通过虚拟设备技术,将一台物理 I/O 设备虚拟为多台逻辑上的 I/O 设备,并允许每个用户占用一台逻辑上的 I/O 设备,这样便可使 原来仅允许在一段时间内由一个用户访问的设备(即临界资源),变为在一段时间内允许多个用户同时访问的共享设备。

并发性是虚拟性的前提。

异步

异步是指在多道程序的环境下,允许多个程序并发执行,但是由于资源有限,进程的执行不是一贯到底的,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。

只有系统拥有并发性,才可能导致异步性。


重要考点

1.理解并发和并行的区别

2.并发和共享互为存在条件

3.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特征。

今天的学习就到此结束了,我们下一篇博客见!