1.2操作系統的四個特征

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1.2操作系統的四個特征

1.2.1 并發

1.2.2 共享

1.2.3?虛擬

1.2.4?異步

1.2.5?小結

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操作系統共有四個基本的特征：并發、共享、虛擬、異步。其中并發和共享是操作系統基本的特征，二者互為存在條件。

1.2.1 并發

? ? ? ?提到并發就不得不提并行，這二者是一對既相似又有區別的概念，下面就來分別介紹一下二者。

? ? ? ?并發：指兩個或多個事件在同一時間間隔內發生。這些事件宏觀上是同時發生的，但微觀上是交替發生的。

? ? ? ?并行：指兩個或多個事件在同一時刻同時發生。

? ? ? 這么說可能還是有人覺得不清楚，下面來舉一個十分形象的例子：現在有兩個人A，B他們倆都有兩個作業要去完成即作業1以及作業2。A采用并行的方法來完成作業，即同時做作業1以及作業2；B采用并發的方法來完成作業，在8點到9點做作業1，9點到10點做作業2，10點到11點做作業1....依此類推，每隔一個小時去做一類作業，對于B而言我們看到他從8點到11點（宏觀）是在做作業1以及作業2，但是在某一個時刻（微觀）他只能做一類作業，這就是并發在宏觀上是同時發生的，但微觀上是交替發生的。

? ? ?在計算機操作系統中，操作系統的并發性指計算機系統中“同時”運行著多個程序，這些程序宏觀上看是同時運行著（我一邊在聽歌一邊登著QQ一邊打開瀏覽器寫博客），而微觀上看是交替運行的。操作系統就是伴隨著“多道程序技術”而出現的。因此，操作系統和程序并發是一起誕生的。所以并發是操作系統最基本的特征。

? ? ? 現在我們電腦的CPU很少有單核CPU（同一時刻只能執行一個程序，程序必須并發執行），一般都是多核的CPU（同一時刻可以執行多個程序，即程序可以并行地運行），CPU核心數的增加大大提高了我們計算機的性能。

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單核CPU在某一時刻只能運行一個程序? ? ? ? ? ? 多核CPU在某一時刻可以運行多個程序

1.2.2 共享

? ? ? ?共享：資源共享，是指系統中的資源可供內存中多個并發執行的進程（進程會在后面去說）共同使用。一般來說，共享方式有兩種：互斥共享方式和同時共享方式。

? ? ? 互斥共享方式：系統中的某些資源，雖然可以提供給多個進程使用，但一個時間段內只允許一個進程訪問該資源。互斥即相互排斥，只能有一個進程訪問資源（如打印機等）。

? ? 同時共享方式：系統中的某些資源，允許一個時間段內由多個進程“同時”對它們進行訪問。需要注意的是這里的“同時”并非是同一個時刻而是在宏觀上同時共享，其實在微觀上是分時共享。

? ? 舉一個例子來說：互斥共享方式：使用QQ和微信進行視頻。同一時間段內攝像頭只能分配給其中一個進程。同時共享方式：使用QQ發送文件A，同時使用微信發送文件B。宏觀上看，兩邊都在同時讀取并發送文件，說明兩個都在訪問硬盤資源，從中讀取數據。微觀上看，兩個進程是交替著訪問硬盤的。

1.2.3?虛擬

? ? ? ? 虛擬：把一個物理上的實體變為若干個邏輯上的對應物。物理實體（前者）是實際存在的，而邏輯上對應物（后者）是用戶感受到的。大家有沒有想過，我們的計算機運行內存可能只有2G，那計算機是怎么能同時運行4G的游戲呢這就是虛擬存儲器（空分復用）的作用。同樣的在一個雙核計算機上，我們往往可以同時運行多個（大于2個）應用程序，這是虛擬處理器（時分復用）的作用。在上述場景中，計算機的硬件并沒有變化，但是實際上的確發生了一些變化。因此我們發現如果沒有并發，那么在同一時刻只能運行很少的應用程序，那就談不上虛擬，所以我們說并發是最基本的特征。

1.2.4?異步

? ? ? ? 異步：在多道程序環境下，允許多個程序并發執行，但由于資源有限，進程的執行不是一貫到底的，而是走走停停，以不可預知的速度向前推進，這就是進程的異步性。

? ? ??由于并發運行的程序會爭搶著使用系統資源，而系統中的資源有限，因此進程的執行不是一貫到底的，而是走走停停的，以不可預知的速度向前推進。如果失去了并發性，即系統只能串行地運行各個程序，那么每個程序的執行會一貫到底。因此只有系統擁有并發性，才有可能導致異步性。

1.2.5 小結

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總結

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