操作系統引論 | 操作系統的特徵與功能

並發特徵

兩個或多個事件在同一時間間隔內同時發生。

並行與並發的區別：

• 並行性：兩個或多個事件在同一時刻同時發生。
• 並發性：宏觀上在同一時間段內同時運行，微觀上交替執行。並發特徵是 OS 最重要的特徵。

舉個例子，像邊寫作業邊聽歌這種狀態就是並行，而像上圖所示的一個時間段內程序A和程序B交替執行任務的狀態就是並發。

共享特徵

指系統中的資源可供內存中多個並發執行的進程共同使用。

• 互斥共享方式
• 在一段時間內只允許一個進程訪問資源
• 臨界資源（獨佔資源）：在一段時間內只允許一個進程訪問的資源。
• 同時訪問方式
• 宏觀上在一段時間內允許多個進程「同時」訪問某些資源
• 微觀上「輪流」（交替訪問）
• 處理機、內存、磁碟、可重入代碼

虛擬特徵

是指通過某種技術把一個物理實體變為若干個邏輯上的對應物。

對於一個物理CPU，我們可以通過分時處理的原則形成多個邏輯上的CPU，同時為多個終端集成服務，讓每一個進程都以為是獨自佔用整個CPU，在進行操作。

同樣，對於內存也可以通過虛擬存儲技術，可以為每一個進程實現一個虛擬的內存，讓每一個進程都認為自己擁有一個很大的內存空間，使得進程的大小不再受物理內存大小的限制。

對於印表機這樣同樣一個一段時間只允許一個進程訪問的設備，我們可以使用假離線列印，分為幾個邏輯印表機，從而分別為每個進程同時進行服務，提高整體的效率。

非同步（不確定性）特徵

• 進程是以人們不可預知的速度向前推進的。
• 導致的原因：競爭資源

對於如上圖所示的進程B的運行，當其與進程A並發運行時，就是上最上方的圖例所示的情況下，進程B會因為等待進程A對於所需資源的釋放而浪費一定的等待時間。由於這個等待時間是不確定的，視當前的系統資源的使用情況而定，所以非同步特徵也是不確定特徵。進程由於已時間不確定的方式，走走停停，停停走走的方式前進。

處理器管理功能

對處理機進行分配——進程和線程的管理和調度

存儲器管理功能

對內存進行分配、保護、擴充及地址映射

設備管理功能

接收用戶程序的I/O請求，分配設備，啟動設備

文件管理功能

文件的存取、信息的共享與保護、文件存儲空間管理

提供用戶介面功能

命令介面、圖形介面、程序介面

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