操作系统（02）

操作系统的特征可以分为四类：

其中并发和共享是最基本的特征，二者互为存在条件。后面会给出详细解释。

下面详细的介绍这四种特征：

并发是指两个或多个事件在同一时间间隔内发生。要注意：在宏观上是同时发生的，但在微观上是交替进行的。

与之相对应是一个叫并行的概念，并行指的是两个或多个事件在同一时刻发生，我理解的区分的标准是：一定要注意是同一时间间隔还是同一时刻。

可以用一幅时序图来加深理解： 可以看到：

并发在同一时刻只能执行一个任务，也就是在X轴的某个时间点，有且仅有一个Y值与其对应。 而并行在同一时刻可以执行多个任务，在X轴的某个时间点，可以有多个Y值与其对应。

如果还是有点模糊，我们可以做一个类比：就拿吃饭来说吧！（ps：例子有些许粗糙哈）。

并发吃就是吃一口饭，再吃一口菜。宏观上看都是在吃，但细分下来是先吃饭再吃菜，在同一时刻吃的只能是菜或者饭的一种。而并行吃就是菜混着饭一起吃，在同一时刻我吃的既有饭也有菜。

操作系统的并发性是指计算机中同时存在着多个运行的程序。对于一个单核CPU来说：同一时刻只能执行一个程序，因此操作系统会交替的执行多个程序。

但是要注意：对于多核CPU来说，操作系统的并发性依然是必不可少的。

共享即资源共享，是指系统中的资源可供内存中多个并发执行的进程同时使用。

资源共享有两种方式：

分别举一个例子：

互斥共享：假设你要使用QQ或者微信进行视频聊天，同一时刻内摄像头这个设备只能分配给QQ或者微信中的一个进程。

同时共享：同时共享需要注意一个点，同时共享的同时可以有两个说法

回到开头的那个问题：为什么说并发和共享是互为存在条件的？

以一个单核CPU为例：

如果失去了并发性，就意味着在同一时刻只会有一个进程访问硬盘资源，那硬盘共享也就没有存在的意义了。 如果失去了共享性，就意味着同一时刻只能有一个进程访问硬盘资源，也就不可能实现并发性（看不到QQ和微信发送文件时进度条同时推进的情况）。

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。即前者是实际存在的，而后者是用户感知到的。

一个应用程序需要将它放入内存中并且将它分配到CPU才能运行。假设一个运行内存为4GB的电脑，运行着一个需要占用4GB运行内存的游戏、同时还运行着QQ、微信、音乐等应用程序，为什么它们可以同时运行呢？

这就是虚拟存储器中的空分复用技术，电脑的实际运行内存只有4GB，但是在用户看来却超过了4GB。对应着还有一个时分复用技术，即对于一个单核CPU来说，同时运行着很多应用程序，在微观上各个微小的时间段内交替着为各个进程服务。

很显然，如果失去了并发性，虚拟性也就不会存在。

异步性是指在多道程序环境下，多个程序并发执行，但由于系统的资源有限，进程的执行不是一贯到底的，而是走走停停，以不可预知的速度向前推进。

比如，当正在执行的进程提出某种资源请求时，如打印请求，而此时打印机正在为其他某进程打印，由于打印机属于临界资源，因此正在执行的进程必须等待，且放弃处理机，直到打印机空闲，并再次把处理机分配给该进程时，该进程方能继续执行。可见，由于资源等因素的限制，进程的执行通常都不是“一气呵成”，而是以“停停走走”的方式运行。

文章讲述了操作系统的四个基本特征，水平尚低，如有不当之处还请诸位在评论区指正。