1.3? 操作系統的基本特征

1.3.1? 并發（Concurrence）

并行與并發：

并行性——兩個或多個事件在同一時刻發生

并發性——兩個或多個事件在同一時間間隔內發生

在多道程序環境下，并發性是指在一段時間內，宏觀上有多個程序在同時運行，但在單處理機系統中，每一時刻卻只能有一道程序執行，故微觀上這些程序只能是分時地交替執行。若計算機系統中有多個處理機，則這些可以并發執行的程序可被分配到多個處理機上，實現并行執行。

與并發緊密相連的概念——進程

通常的程序是靜態實體，它是不能并發執行的。為了使程序能并發執行，系統必須分別為每個程序建立進程（Process）。

進程是指在系統中能獨立運行并作為資源分配的基本單位，它是由一組機器指令、數據和堆棧等組成的，是一個活動實體。

多個進程之間可以并發執行和交換信息

關于進程、線程的初步概念

在OS中引入進程的目的，是使多個程序能并發執行。

進程和并發是現代OS中最重要的基本概念，也是OS運行的基礎。

直到80年代中期，人們才提出了比進程更小的單位 ——線程（Threads）。

一個進程通常包含若干線程。

近年來推出的OS 都引入了線程

1.3.2? 共享（sharing）

共享是指系統中的資源可供內存中多個并發執行的進程（線程）共同使用

目前主要有以下兩種資源共享方式

并發和共享是操作系統的兩個最基本的特征，它們是互為存在條件的

資源的共享是以進程的并發執行為條件的，若系統不允許程序并發執行，自然不存在資源共享問題；

若系統不能對資源共享實施有效管理，協調好諸進程對共享資源的訪問，也必然影響到程序并發執行的程度，甚至根本無法并發執行。

1.3.3.? 虛擬（Virtual）

虛擬——是指通過某種技術把一個物理實體變為若干個邏輯上的對應物

OS中利用了兩種方式實現虛擬技術，即時分復用技術和空分復用技術，分別用來實現虛擬處理機、虛擬內存、虛擬外部設備和虛擬信道等

1. 時分復用技術

時分復用技術最早用于電信行業，它將一條物理信道虛擬為多條邏輯信道，將每條邏輯信道供一對用戶通話。操作系統中利用時分復用技術來實現虛擬處理機、虛擬設備等，以提高資源利用率。

1) 虛擬處理機技術

利用多道程序設計技術，為每道程序建立一個進程，讓多道程序并發地執行，以此來分時使用一臺處理機。此時，雖然系統中只有一臺處理機，但它能同時為多個用戶服務，使每個終端用戶都認為有一臺處理機在專門為他服務，亦即把一臺物理上的CPU虛擬為多臺邏輯上的CPU，也稱為虛擬處理機。

2)? 虛擬設備技術

通過虛擬設備技術，將一臺物理I/O設備虛擬為多臺邏輯上的I/O設備，允許每個用戶占用一臺邏輯上的I/O設備，這樣便可使原來在一段時間僅允許一個用戶訪問的設備（即臨界資源），變為在一段時間內允許多個用戶同時訪問的共享設備。例如，虛擬打印機。

2.? 空分復用技術

上世紀初，電信業中就利用頻分復用技術來提高信道的利用率。計算機中使用空分復用技術來提高存儲空間的利用率

1)? 虛擬磁盤技術

通過虛擬磁盤技術，將一臺硬盤虛擬成多臺虛擬磁盤，這樣使用起來方便、安全。虛擬磁盤技術采用了空分復用技術，它將硬盤劃分成幾個卷，再通過安裝程序將它們分別安裝在C、D、E ...邏輯驅動器上。——磁盤分區

2)? 虛擬存儲器技術

在單道程序環境下，內存會有很多空閑空間，空分復用則是利用存儲器的空閑空間來存放其它程序，以提高內存利用率。

單純的空分復用存儲器只能提高內存的利用率，不能實現在邏輯上擴大存儲器容量的功能，必須引入虛擬存儲技術才能達到此目的。虛擬存儲器技術在本質上就是使內存時分復用和空分復用。該技術將一道程序劃分成若干部分，物理內存也劃分成多個部分，通過“請求調入功能”和“置換功能”，每次只把用戶程序的一部分調入內存運行，這樣便實現了用戶程序各個部分分時進入內存運行的功能，從而在邏輯上擴充存儲器的容量。

4? 異步性（Asynchronism）

由于資源等因素的限制，使進程的執行通常不是“一氣呵成”，而是以“停停等等”的方式運行。

內存中的每個進程在何時能獲得處理機運行，何時又因提出某種資源請求而暫停，以及進程以怎樣的速度向前推進，每道程序總共需要多少時間才能完成等等，都是不可預知的。很可能是先進入內存的作業后完成，而后進入內存的作業先完成，或者說，進程是以人們不可預知的速度向前推進，此即進程的異步性。

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的计算机操作系统（3）：操作系统的基本特征的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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