计算机系统（2）----- 操作系统的四个特征

----------文章参考自王道论坛视频

一、操作系统的四个特征

        并发、共享、虚拟、异步；

        其中并发跟共享是两个最基本的特征，两者互为存在条件；

1.并行

1.1 并行和并发概念的区别 

        并发：是指两个或多个事件在同一时间间隔内发生，这些事件宏观意义上是同时发生的，但是在微观上来说它们是交替发生的；

        并行：指两个或多个事件在同一时刻同时发生；

 1.2 操作系统的并发性

         操作系统的并发性指的是计算机系统中同时存在多个运行着的程序；

        一个单核处理器（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；

        操作系统是伴随着 "多道程序技术" 而出现的，操作系统和程序并发是一起诞生的；

2. 共享

2.1 概念

        共享指的就是资源共享，也就是系统中的资源可供内存中多个并发执行的进程共同使用；

2.2 两种资源共享方式

        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；

        2. 同时共享方式

                系统中的某些资源，允许一个时间段内由多个进程 "同时" 对它们进行访问；

3. 并发和共享的关系

3.1 概念

        并发性：计算机系统中同时存在着多个运行着的程序；

        共享性：系统中的资源可供内存中多个并发执行的进程共同使用；

3.2 关系

        如果失去了并发性，那么系统中就只能有一个程序正在运行，那么共享性就失去了存在的意义；

        如果失去了共享性，那么两个程序就不能同时访同同一对象，那么就无法实现并发；

        也就是说，并发性跟共享性互为存在条件；

4. 虚拟

4.1 概念 

        虚拟是指把一个物理上的实体变为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；

4.2 虚拟技术

        虚拟技术有两类：

        1. 空分复用技术（如虚拟存储器技术）

        2. 时分复用技术（如虚拟处理器）

        

        如果没有并发性，一个程序内就只能同时运行一道程序，那么就失去了虚拟性的意义，也就是说，没有并发性就谈不上虚拟性；

5.异步

 5.1 概念

        异步是指在多道程序环境中允许多个程序并发执行，但由于资源有限，进程的执行并不是一贯到底而是走走停停的，以不可预知的速度向前推进，这就是程序的异步性；

 5.2 异步跟并发的关系

         如果失去了并发性，系统就只能串行地处理各个进程，每个进程一贯到底。只有系统拥有并发性，才有可能导致异步性；

5. 总结

并发和共享是最基本的两个特征，如果没有并发和共享，那么虚拟和异步就不会存在；