操作系统—基本概念

本文介绍了操作系统的概念、特征和体系结构。操作系统是管理硬件和软件资源的软件集合,其四个基本特征是并发、共享、虚拟和异步。操作系统通过核心态管理进程、存储器、文件和设备,并通过中断和异常处理机制进行任务调度。微内核和大内核是两种不同的体系结构,而系统调用是用户程序与操作系统交互的方式。

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操作系统的概念

操作系统(Operating System, OS):是指控制和管理整个计算机系统的硬件和软件资源,并合理地组织调度计算机的工作和资源分配,以提供给用户和其他软件方便的接口和环境的软件集合。

操作系统的四个特征:并发、共享、虚拟、异步

  1. 并发性(Concurrence):并发是指两个或多个时间在同一时间间隔内发生。操作系统的并发性是指操作系统中同时存在多个运行着的程序。引入进程的目的是使程序能够并发执行。并发和共享是操作系统最基本的两个特征。
    并发(同一时间间隔),并行(同一时刻)。并发是指一段时间内,宏观上有多道程序在同时执行。并行是指在每一时刻,单处理器的环境下实际仅能有一道程序执行。并行性需要硬件的条件支撑,例如:多流程或是多处理器

  2. 共享(Sharing):资源共享即共享,是指系统中的资源可供内存中的多个并发执行的进程共同使用,可以分为两种资源共享方式:
    1:互斥共享方式:一段时间内仅允许一个进程访问该资源,这样的资源被称为临界资源或是独占资源,例如打印机等等
    2:同时访问方式:一段时间内允许多个进程访问该资源,只是一个请求分几个时间片间隔完成的效果和连续完成的效果相同,例如磁盘设备等等

  3. 虚拟(Virtual):指把一个物理上的实体变为若干个逻辑上的对应物,有时分复用技术:处理器的分时共享,空分复用技术:虚拟存储器

  4. 异步(Asynchronism):在多道程序环境下,允许多个程序并发执行,但是由于资源有限,进程的执行不一定是连贯到底,而是走走停停。
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