【总结】操作系统特征----------并行并发/阻塞非阻塞

重点

消息机制（任务调度），内存分布，通信和同步

操作系统的基本类型

批处理系统

提高资源的利用率

单道:内存中任何时候只有一道作业

多道:先分配除处理机以外的硬件资源

特征：资源利用率高/系统吞吐量大/平均周转时间长/无交互能力

分时系统

定义：采用时间片轮转的方式，使一台计算机为多个终端服务，使每个用户得到足够快的时间响应

用户需求：人机交互、共享主机、便于用户上机

实现：

简单分时：单道+轮流交替使用时间单位

前后台分时：前台--运行作业、后台--固定作业

多道分时:cpu调度

特征：多路、独立、及时、交互

实时系统：

系统可及时响应外部事件的需求

实时控制信息：类比航母，卫星，武器

特点：及时、可靠、实时的人机对话、过载保护

OS特征

https://blog.youkuaiyun.com/weixin_43914604/article/details/104416461

• 并发：两个或多个事件在同一时间间隔内发生，这些事件在宏观上是同时发生的，在微观上是交替发生的， 操作系统的并发性指系统中同时存在着多个运行的程序（是否一定交替？还是可能交替）
• 并行：两个或多个事件在同一时刻发生

是指两个或多个事件在同一时间间隔内发生。操作系统的并发性是指计算机系统中同时存在多个运行着的程序，因此它应该具有处理和调度多个程序同时执行的能力。

在这种多道程序环境下，一段时间内，宏观上有多个程序在同时运行，而每一时刻，单处理器环境下实际仅能有一道程序执行，故微观上这些程序还是在分时地交替执行。操作系统的并发性是通过分时得以实现的。

注意：并行性是指计算机系统具有可以同时进行运算或操作的特性，在同一时间完成两种或两种以上的工作。并行性需要有相关硬件的支持，如多流水线或多处理器硬件环境。

• 一个单核(CPU)同一时刻只能执行一个程序，因此操作系统会协调多个程序使他们交替进行（这些程序在宏观上是同时发生的，在微观上是交替进行的）
• 操作系统是伴随着“多道程序技术出现的”，因此操作系统和并发是一同诞生的
• 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，比如我的计算机是8核的，我的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。
   

共享：

定义：cpu,存储器，输入输出设备供内存中并发执行的进程共同使用

类型：互斥访问：一个访问完成另一个才访问

          同时访问： 二者同一时刻访问

是指系统中的资源（硬件资源和信息资源）可以被多个并发执行的程序共同使用，而不是被其中一个独占。资源共享有两种方式：互斥访问和同时访问。

并发和共享是操作系统的最基本特征，互为依存。并发执行的要求引出了资源的共享；而资源共享的管理又直接影响到程序的并发执行。

虚拟：

物理实体----（某种技术）-----逻辑上的对应物

虚拟性是一种管理技术，把物理上的一个实体变成逻辑上的多个对应物，或把物理上的多个实体变成逻辑上的一个对应物的技术。采用虚拟技术的目的是为用户提供易于使用、方便高效的操作环境。

异步：

（并发执行）在运行环境不同的情况下，相同的输入条件----相同的输出结果

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。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。异步性使得操作系统运行在一种随机的环境下，可能导致进程产生与时间有关的错误。但是只要运行环境相同，操作系统必须保证多次运行程序，都获得相同的结果。
 

并行和并发

在计算机操作系统(第4版，汤子瀛)中，小标题'并行和并发'的父标题是'并发‘，经过学习，我的理解是并行是并发的子集，并发是包含并行的含义的。

并行性和并发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发生。在多道程序环境下，并发性是指在一段时间内宏观上有多个程序在同时运行，但在单处理机系统中，每一时刻却仅能有一道程序执行，故微观上这些程序只能是分时地交替执行。
倘若在计算机系统中有多个处理机，这些可以并发执行的程序便可被分配到多个处理机上，实现并行执行
 

《并发的艺术》 — 〔美〕布雷谢斯

如果某个系统支持两个或者多个动作（Action）同时存在，那么这个系统就是一个并发系统。如果某个系统支持两个或者多个动作同时执行，那么这个系统就是一个并行系统。并发系统与并行系统这两个定义之间的关键差异在于“存在”这个词。

实际上是对线程的操作：

• 并发：当有多个线程在操作时,如果系统只有一个CPU,把CPU运行时间划分成若干个时间段,分配给各个线程执行，在一个时间段的线程代码运行时，其它线程处于挂起状态。这种方式我们称之为并发(Concurrent)。并发=间隔发生
• 并行：当系统有一个以上CPU时,则线程的操作有可能非并发。当一个CPU执行一个线程时，另一个CPU可以执行另一个线程，两个线程互不抢占CPU资源，可以同时进行，这种方式我们称之为并行(Parallel)。   并行=同时进行

归纳总结一下：

           1. 系统中能够并发执行的程序在多核cpu的加持下是能够并行执行的

           2.

               a. 并发：拥有处理多任务的能力，不一定同时进行（没有否定同时执行）

               b. 并行：拥有同时处理多任务的能力，不是间隔执行

 

同步异步阻塞非阻塞

top -H 命令打印线程

	本质区别	消息的通知机制
同步模式	由处理消息者自己去等待消息是否被触发	所谓同步，就是发起调用后，被调用者处理消息，必须等处理完才直接返回结果，没处理完之前是不返回的，调用者主动等待结果
异步模式	由触发机制来通知处理消息者	所谓异步，就是发起调用后，被调用者直接返回，但是并没有返回结果，等处理完消息后，通过状态、通知或者回调函数来通知调用者，调用者被动接收结果

	本质区别	涉及到CPU线程调度
阻塞调用	线程挂起，不能做其他事。	所谓阻塞，就是调用结果返回之前，该执行线程会被挂起，不释放CPU执行权，线程不能做其它事情，只能等待，只有等到调用结果返回了，才能接着往下执行，比如一个线程占用了临界区资源，那么其他需要这个资源的线程就必须在临界区等待。等待会导致线程挂起，这种情况就是阻塞。此时如果占用资源的线程不释放资源，那么其他的线程就不能执行。
非阻塞调用	线程活跃，能处理其他事。	所谓非阻塞，就是在没有获取调用结果时，不是一直等待，线程可以往下执行，如果是同步的，通过轮询的方式检查有没有调用结果返回，如果是异步的，会通知回调。它强调的是没有一个线程能够阻碍其他线程的执行，所以线程都会尝试不断的向前执行

所以对于app内部而言，都是线程间通信

但app和fpga，就是进程间通信