Computer：現代計算機作業系統的四大基本特性(并發/共享/虛拟/異步)

Computer：現代計算機作業系統的四大基本特性(并發/共享/虛拟/異步)

導讀：現代作業系統都具有并發、共享、虛拟和異步的特性，其中并發是其它三個特征的前提。共享和并發是作業系統的兩個最基本的特征，虛拟以并發和共享為前提，異步是并發和共享的必然結果。

目錄

​​現代計算機作業系統的四大基本特性(并發/共享/虛拟/異步)​​

​​1、并發性​​

​​1.1、并發與并行差別​​

​​2、共享性​​

​​3、虛拟性​​

​​4、異步性​​

現代計算機作業系統的四大基本特性(并發/共享/虛拟/異步)

1、并發性

1.1、并發與并行差別

      并發是指宏觀上在一段時間内能同時運作多個程式，而并行則指同一時刻能運作多個指令。并發需要硬體支援，如多流水線或者多處理器。

• 并發性是指兩個或多個事件在同一時間間隔内發生；作業系統通過引入程序和線程，使得程式能夠并發運作。在多道程式環境下，并發性是指在一段時間内宏觀上有多個程式同時運作，但在單處理機系統中，每一時刻隻能由一道程式執行，是以微觀上程式是分時地交替執行的。
• 并行性是指兩個或多個事件在同一時刻發生。

      舉個栗子：在8ms内，0-2ms程式A1運作； 2-4ms程式A2運作；4-6ms程式A3執行；6-8ms程式A4運作。可知，在8秒的間隔内，宏觀上有4個程式在同時運作，但是在微觀上，程式A1、A2、A3、A4是分時交替執行的。

1.2、單核和多核的并發與并行

         一個單核處理機(CPU)同一時刻隻能執行一個程式，是以作業系統會負責協調多個程式交替執行(這些程式微觀上是交替執行的，但宏觀上看起來就像在同時執行)。

         當今計算機一般是多核 CPU，比如4核或8核 CPU，這意味着同一時刻可以有四個程式并行執行,但是作業系統的并發性依然必不可少。

1.3、引入程序實作并發

         在一個未引入程序的系統中，屬于同一個應用程式的計算程式和I/O程式之間隻能是順序執行；并且當其中一個程式執行時，另一個程式不能執行。

         如果為兩個程序分别建立一個程序（Process），這兩個程序便可以并發執行了。實行這種方式，極大的提高了系統資源的使用率，增加了系統的吞吐量。多個程序之間可以并發執行和交換資訊。

2、共享性

共享是指系統中的資源可以被多個并發程序共同使用。

有兩種共享方式：互斥共享和同時共享。

互斥共享的資源稱為臨界資源，例如列印機等，在同一時間隻允許一個程序通路，需要用同步

機制來實作對臨界資源的通路。

所謂共享是指系統中的資源可供記憶體中多個并發執行的程序(線程)共同使用;

3、虛拟性

虛拟技術把一個實體實體轉換為多個邏輯實體。

主要有兩種虛拟技術：時分複用技術和空分複用技術。例如多個程序能在同一個處理器上并發

執行使用了時分複用技術，讓每個程序輪流占有處理器，每次隻執行一小個時間片并快速切

換。

所謂虛拟是指通過某項技術把一個實體實體變為若幹個邏輯上的對應;

4、異步性