操作系统特征：2019版高分笔记

2023-10-26 理论教育版权反馈

【摘要】：虽然不同的操作系统具有不同的特征，但它们都具有以下4个基本特征。并发和共享是操作系统的两个最基本的特征，二者之间互为存在条件。例如，在操作系统中引入多道程序设计技术后，虽然只有一个CPU，每次只能执行一道程序，但通过分时使用，在一段时间间隔内宏观上这台处理器能同时运行多道程序。也就是说，多道程序设计技术可以把一台物理上的CPU虚拟为多台逻辑上的CPU。

虽然不同的操作系统具有不同的特征，但它们都具有以下4个基本特征。

1.并发性

并发性和并行性是既相似又有区别的两个概念。并行性是指两个或多个事件在同一时刻发生；而并发性是指两个或多个事件在同一时间间隔内发生。在多道程序环境下，并发性是指宏观上在一段时间内有多道程序在同时运行，但在单处理器系统中，每一时刻仅有一道程序在执行，故微观上这些程序是交替执行的。举一个简单的例子，该例子在后续章节还会提到：假如对于哲学家来说，用餐和思考是哲学家唯一需要做的两件事，一般的哲学家在早上9：00～9：30用餐，9：30～10：30思考，10：30～11：00再次用餐，那么在9：00～11：00这个时间间隔内，用餐和思考是两件并发执行的任务；而某些优秀的哲学家可以一心二用，用餐的同时可以思考问题，则此时用餐和思考同时进行，即两个任务并行执行。

程序的并发执行能有效改善系统的资源利用率，但会使系统复杂化，因此操作系统必须具有控制和管理各种并发活动的能力。

★注：并发性和并行性是一对容易混淆的概念，因此尤其要注意两者在概念上的区别。

2.共享性

资源共享是指系统中的硬件和软件资源不再为某个程序所独占，而是供多个用户共同使用。并发和共享是操作系统的两个最基本的特征，二者之间互为存在条件。一方面，资源的共享是以程序的并发执行为条件的，若系统不允许程序的并发执行，自然不存在资源共享问题；另一方面，若系统不能对资源共享实施有效的管理，也必将影响到程序的并发执行，甚至根本无法并发执行。

根据资源性质的不同，可将资源共享方式分为两种。(www.chuimin.cn)

●互斥共享。系统中可供共享的某些资源，如打印机、某些变量、队列等一段时间内只能供一个作业使用的资源，只有当前作业使用完毕并释放后，才能被其他作业使用。

●同时访问。系统中的另一类资源，如磁盘、可重入代码等，可以供多个作业同时访问。虽然这种“同时”是指宏观上的“同时”，微观上可能是作业交替访问该资源，但作业访问资源的顺序不会影响访问的结果。

3.虚拟性

在操作系统中，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，前者是实际存在的，后者是虚拟的，这只是用户的一种感觉。例如，在操作系统中引入多道程序设计技术后，虽然只有一个CPU，每次只能执行一道程序，但通过分时使用，在一段时间间隔内宏观上这台处理器能同时运行多道程序。它给用户的感觉是每道程序都有一个CPU为其服务。也就是说，多道程序设计技术可以把一台物理上的CPU虚拟为多台逻辑上的CPU。此外还有虚拟存储器（从逻辑上扩充存储器的容量）、虚拟设备（独占设备变为共享设备）等技术，在后续章节会详细介绍。

4.异步性

在多道程序环境中，由于资源等因素的限制，程序是以“走走停停”的方式运行的。系统中的每道程序何时执行、多道程序间的执行顺序以及完成每道程序所需的时间都是不确定的，因而也是不可预知的。

操作系统特征：2019版高分笔记

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