操作系统:并发、共享、虚拟、异步

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操作系统的四大特征:并发、共享、虚拟、异步。

并发

在一段时间内,运行多个程序,执行多个任务。从宏观上来说的。



操作系统中引入进程的目的就是为了使程序能并发执行。

共享


资源共享,即系统中的资源可供多个并发执行的进程共同使用。

由于资源的属性不同,多个进程对资源的共享方式也不同,可分为:


互斥共享方式 和同时访问方式。

互斥共享方式:一段时间内只允许一个进程访问该资源,如磁带机、打印机等,虽然可供多个进程使用,但为了打印或记录的结果不造成混淆,应规定一段时间内只允许一个进程访问该资源。

同时共享方式:某些资源,一段时间内允许多个进程“同时”对他们进行访问,这个“同时”是宏观上,在微观上可能是分时共享,典型的例子:磁盘设备。


虚拟



把物理上的一台设备变成逻辑上的多台设备。


虚,可以理解为是用户感觉上的。时分复用技术,如处理器的分时共享;空分复用技术,如虚拟存储器。采用虚拟技术的目的是为用户提供易于使用、方便高效的操作环境。



多个进程能在同一个处理器上并发执行使用了时分复用技术,让每个进程轮流占有处理器,每次只执行一小个时间片并快速切换。



虚拟内存使用了空分复用技术,它将物理内存抽象为地址空间,每个进程都有各自的地址空间。地址空间和物理内存使用页进行交换,地址空间的页并不需要全部在物理内存中,当使用到一个没有在物理内存的页时,执行页面置换算法,将该页置换到内存中。

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,而是走走停停,已不可预知的速度向前推进,这就是进程的异步性。

异步性使得操作系统运行在一种随机的环境下,可能导致进程产生与时间有关的错误。



但只要运行环境相同,操作系统必须保证多次运行进程,都获得相同的结果。



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