操作系统的四个特征学习笔记

• 并发
• 共享
• 虚拟
• 异步

并发和共享是两个最基本的特征，二者互为存在条件

并发

• 并发是指两个或多个事件在同一时间间隔内发生。这些事件宏观上是同时发生的，但微观上是交替发生的。（并行是指两个或多个事件在同一时刻同时发生）
• 操作系统的并发性指计算机系统中同时存在着多个运行着的程序。
• 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。
• 操作系统就是伴随着“多到程序技术”而出现的。因此，操作系统和程序并发是一起诞生的。
• 多核CPU意味着可以有多个程序并行执行，但是操作系统的并发性依然必不可少。

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
• 共享可分为互斥共享方式和同时共享方式。
  1. 互斥共享方式：系统中的某些资源，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。(如：摄像头的使用，只能分配给一个进程使用)
  2. 同时共享方式：系统中的某些资源，允许一个事件段内由多个进程“同时”对它们进行访问。(如：通过不同的程序发送文件，宏观上看两个进程都在访问硬盘资源)

虚拟

• 虚拟是指把一个物理上的实体变成若干个逻辑上的对应物。物理实体是实际存在的，而逻辑上的对应物是用户感受到的
• 虚拟可分为空分复用技术和时分复用技术。
  1. 多个程序同时运行需要的内存远大于自己电脑的内存，那为什么它们还可以在电脑上同时运行呢？
     答：这是虚拟存储器技术。实际只有4GB的内存，但在用户看来似乎远远大于4GB。

  虚拟技术上的“空分复用技术”

  2. 一个程序需要被分配CPU才能正常执行，那为什么单核CPU的电脑中能同时运行多个程序？
     答：这是虚拟处理技术。实际上只有一个单核CPU，在用户看来似乎是有多个CPU在同时为自己服务。

  虚拟技术中的“时分复用技术”。微观上处理机在各个微小的时间段内交替着为各个进程服务

• 如果失去了并发性，则一个时间段内系统中只需运行一道程序，那么失去了实现虚拟性的意义。没有并发性，就谈不上虚拟性。

异步

• 异步是指在多道程序环境下，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。
• 如果失去了并发性，则系统只能串行地处理各个进程，每个进程的执行会一贯到底。只有系统拥有了并发性，才有可能导致异步性。

思维导图