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【王道考研】作業系統四大特性

1.2 作業系統四大特性

知識來源:B站王道考研

四大特性分别為并發、共享、虛拟和異步。

并發和共享為兩個最基本的特性,二者互為存在條件。

并發與并行

并發: 兩個或多個事件在同一事件間隔内發生。宏觀上是同時發生,微觀上是交替發生。

并行: 兩個或多個事件在同一時刻同時發生。

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圖1.1 并行執行個體

【王道考研】作業系統四大特性

圖1.2 并發執行個體

作業系統的并發性:計算機系統中同時存在着多個運作着的程式。

一個單核處理機(CPU)同一時刻隻能執行一個程式,是以作業系統回負責協調多個程式交替執行(宏觀上是同時發生,微觀上是交替發生)。

作業系統就是伴随着 “多道程式技術”出現,是以,作業系統和程式并發是一起誕生的。

當今4核CPU可同時運作超過四個應用程式,這就是并發性的效果。

共享

共享概念: 資源共享,指系統中的資源可供記憶體總多個并發執行的程序共同使用。

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圖1.3 兩種資源共享方式

互斥共享: 系統中的某些資源,雖然可以提供給多個程序使用,但一個時間段内允許一個程序通路該資源。

同時共享: 系統中的某些資源,允許一個事件段内由多個程序“同時”對它們進行通路。

“同時”:宏觀上看是同時,微觀上是,程序之間交替地對該資源進行通路。

生活執行個體:

互斥共享方式: 使用QQ和微信視訊。同一時間段内攝像頭隻能配置設定給其中一個程序。

同時共享方式: 使用QQ發送檔案A,同時使用微信發送檔案B。宏觀上看,兩邊都在同時讀取并發送檔案,說明兩個經常都在通路硬體資源,從總讀取資料。微觀上看,兩個經常是交替着通路硬碟的。

并發和共享的關系

并發性: 計算機系統中同時存在着多個運作着的程式。

共享性: 系統總的資源可供記憶體總多個并發執行的經常共同使用。

如果失去并發性,則系統中隻有一個程式正在運作,則共享性失去存在的意義。

如果失去共享性,則無法實作同時發送檔案,也就無法實作并發。

虛拟

定義: 指把一個實體上的實體變為若幹個邏輯上的對應物。實體實體(前者)是實際存在的,而邏輯對應物(後者)是使用者感受到的。

知識背景: 一個程式需要放入記憶體并給它配置設定CPU才能執行。

例如:

某單核CPU的計算機,使用者打開5個大型軟體。

問題:既然一個程式需要被配置設定CPU才能正常執行,那麼為什麼單核CPU的電腦能同時運作這麼多個程式呢?

虛拟技術中的“時分複用技術”。微觀上處理機在各個微小的事件段内交替着為各個程序服務

答:這是虛拟處理器技術。實際上隻有一個單核CPU,在使用者看來似乎有多個CPU在同時為軟體服務。

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圖1.4 兩種虛拟技術

異步

定義: 在多道程式環境下,允許多個程式并發執行,但由于資源有限,程序的執行不是一貫到底的,而是走走停停,以不可預知的熟讀向前推進。

如果失去了并發性,則系統隻能串行地處理各個程序,每個經常的執行回一貫到底,隻有系統擁有并發性,才會可能導緻異步性。

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圖1.5 四大特性總結

重點:

1)、了解并發和并行的差別。

2)、并發和共享互為存在條件。

3)、沒有并發和共享,就談不上虛拟和異步,是以并發和共享是作業系統的連個最基本的特性。

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