操作系统的特征

操作系统的特征--并发

并发：指两个或多个时间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。

常考易混概念--并行：指两个或多个时间在同一时刻同时发生。

并发VS并行

eg:假设小孩王和老海王每人有两个女盆友。任务1：和一号约会；任务2：和二号约会...

并发：指两个或多个时间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

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（这些程序微观上是交替执行的，但宏观上看起来就像在同时执行）

当今的计算机，一般都是多核CPU，比如Intel的第八代i3处理器就是4核CPU

这意为着同一时刻可以有4个程序并行执行，但是操作系统的并发性依然必不可少

当代人使用计算机绝对有4个以上的程序需要同时工作。

操作系统的特征--共享

共享即资源共享，是指系统中的资源可供内存中的多个并发执行的进程共同使用。

所谓的“同时”往往是宏观上的，而在微观上，这些进程可能是交替地对该资源进行访问的（即分时共享）

生活实例：

互斥共享方式：玩看门狗和荒野大嫖客。同时一段内键盘只能分配给其中一个进程。

同时共享方式：使用百度网盘上传视频A，同时使用天翼云盘上传视频B.宏观上看，两边都在同时读取并发送文件，说明两个进程都在访问硬盘资源，从中读取数据。微观上看，两个进程是交替着访问硬盘的。

操作系统的特征--并发和共享的关系

并发性指计算机系统中同时存在着多个运行着的程序。

共享性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。

通过上述例子来看并发与共享的关系：

使用百度网盘上传视频A，同时使用天翼云盘上传视频B。

1，两个进程正在并发执行（并发性）

如果失去并发性，则系统中只有一个程序正在进行，则共享性失去实在的意义。

2，需要共享地访问硬盘资源（共享性）

如果失去共享性，则百度网盘和天翼云盘不能同时访问硬盘资源，就无法实现同时发送文件，也就无法并发

并发性和共享性是互为存在条件。

操作系统的特征--虚拟

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（前者）是实际存在的，而逻辑上对应物（后者）是用户感受到的。

例子：

知识：一个程序需要放入内存并给它分配CPU才能执行

看门狗2需要4GB的运行内存，微信需要260的内存，百度网盘需要260的内存，腾讯视频需要260的内存......

我的电脑：4GB内存

问题：这些程序同时运行需要的内存远大于4GB,那么为什么它们还可以在我的电脑上同时运行呢？

答案：这是虚拟存储器技术。实际只有4GB的内存，在用户看来似乎远远大于4GB。

虚拟技术中的“空分复用技术”

某单核CPU的计算机中，用户打开了以下软件

问题：既然一个程序需要被分配CPU才能正常执行，那么为什么单核CPU的电脑中能同时运行这么多个程序呢？

答案：这是虚拟处理器技术。实际上只有一个单核CPU，在用户看来似乎有5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。

操作系统的特征--异步

异步：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，以不可知的速度向前推进，这就是进程的异步性。

海王要和两个女孩并发约会。

不管和谁约会都相当于对两个进程的处理，每个进程都有各自需要执行的指令。

海王相当于有限的系统资源。

由于可分配的资源有限，进程的执行不是一贯到底的，而是走走停停的，以不可预知的速度向前推进。

显然，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。只有系统拥有并发性，才有可能导致异步性。

知识回顾与重要考点

重要考点：

理解并发和并行的区别

并发和并行互为存在条件

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的特征。