操作系统（operation system，简称OS）是管理计算机硬件与软件资源的计算机程序。操作系统需要处理如管理与配置内存、决定系统资源供需的优先次序、控制输入设备与输出设备、操作网络与管理文件系统等基本事务。操作系统也提供一个让用户与系统交互的操作界面。

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本节知识总览图

1.并发

• 并发：指两个或多个事件在同一时间间隔内发生。这些事件宏观上是同时发生的，但微观上是交替发生的。

  注意区分 并发与并行 的区别

  • 并行：指两个或多个事件在同一时刻同时发生。

操作系统的并发性指计算机系统中同时存在着多个运行着的程序。

一个单核处理机（CPU）同一时刻只能执行一个程序，因此操作系统会负责协调多个程序交替执行（这些程序微观上是交替执行的，但宏观上看起来就像在同时执行）。事实上，操作系统就是伴随着”多道程序技术“而出现的。因此，操作系统和程序并发是一起诞生的。

在如今的计算机中，一般都是多核cpu的，即在同一时刻可以并行执行多个程序，比如计算机是8核的，则计算机可以在同一时刻并行执行8个程序，但是事实上我们计算机执行的程序并不止8个，因此并发技术是必须存在的，并发性必不可少。

2.共享

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共同使用。

资源共享有两种共享方式：互斥共享方式和同时共享方式

• 互斥共享方式： 系统中的某些资源，虽然可以提供给多个进程使用，但一个时间段内只允许一个进程访问该资源。
• 同时共享方式：系统中的某些资源，允许一个时间段内由多个进程”同时“对它们进行访问。

所谓的“同时”往往是宏观上的，而在微观上，这些进程可能是交替地对该资源进行访问的（即分时共享）
实例：

• 互斥共享方式：使用QQ和微信。同一时间段内摄像头只能分配给其中一个进程。
• 同时共享方式：用QQ发送文件A，同时使用微信发送文件B。宏观上看，两边都在同时读取并发送文件，说明两个进程都在访问硬盘资源，从中读取数据。微观上看，两个进程是交替着访问硬盘的。

有时候多个进程可能真的是在同时进行资源访问，比如玩游戏时可以放音乐，游戏声音和音乐声音都能听见

👉并发和共享的关系

并发性：指计算机系统中同时存在着多个运行着的程序。
共享性：指系统中的资源可供内存中多个并发执行的进程共同使用。

用上述例子看并发和共享的关系：
使用QQ发送文件A，同时使用微信发送文件B。

• 1.两个进程正在并发执行（并发性）

  如果失去并发性，则系统中只有一个程序正在运行，则共享性失去存在的意义。

• 2.需要共享地访问硬盘资源（共享性）

  如果失去共享性，则QQ和微信不能同时访问硬盘资源，就无法实现同时发送文件，也就无法并发。

并发性和共享性互为存在条件

3.虚拟

虚拟：指把一个物理上的实体变为若干个逻辑上的对应物。物理实体（前者）是实际存在的，而逻辑上对应物（后者）是用户感受的。

• 如：一个游戏需要4GB的运行内存，QQ需要256MB的内存，某视频播放器需要256MB的内存······，而计算机的内存只有4GB，但计算机还是可以同时运行他们。

  这就是虚拟存储器技术（虚拟技术中的“空分复用技术”）。实际只有4GB的内存，在用户看来似乎远远大于4GB。

• 如：既然一个程序需要被分配CPU才能正常执行，那为什么单核CPU的电脑中能同时运行多个程序。

  这是虚拟处理器技术。实践上只有一个单核CPU，在用户看来似乎由多个CPU在同时服务。

虚拟技术中的“时分复用技术”。微观上处理机在各个微小的时间段内交替着为各个进程服务。

虚拟技术分为：

• 空分复用技术（如虚拟存储器技术）

• 时分复用技术（如虚拟处理器）
  显然，如果失去了并发性，则一个时间段内系统中只需要运行一道程序，那么就失去了实现虚拟性的意义了。因此，没有并发性，就谈不上虚拟性。

4.异步

异步：指在多道程序环境下，允许多个程序并发执行，但由于资源有限，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，这就是进程的异步性。

如果失去了并发性，则系统只能串行地处理各个进程，每个进程的执行会一贯到底。只有系统拥有并发性，才有可能导致异步性。