操作系统的并发与共享特性解析

"操作系统特征-并发与共享" 操作系统是计算机系统的核心组成部分，它管理着硬件资源，特别是CPU和内存，并负责调度多个程序的执行。在操作系统中，有两个关键的特征：并发性和共享性。 1. **并发性** 并发性是指在一段时间内，系统能够同时处理多个任务或进程，使得它们看起来好像是在同时运行。这并不意味着这些任务在同一时刻都在执行，因为在单核CPU中，同一时间只能有一个程序在CPU上执行。例如，老渣的并发约会场景，宏观上看，他在同一时间段内与两个女朋友约会，但实际上是在不同时间点交替进行。操作系统通过时分复用技术实现并发，将CPU时间划分为多个时间片，快速切换执行不同的进程，从而给人以同时执行的错觉。 并发性的实现依赖于多道程序设计技术，早在单核CPU时代就已经存在。随着多核CPU的发展，如Intel的四核i3处理器，系统可以真正地并行执行多个程序，因为每个核心可以独立处理一个任务。 即便在多核系统中，当任务数量超过核心数量时，依然需要并发执行，因此并发性仍然是操作系统的基本特性。 2. **共享性** 共享性是指系统资源可以被多个并发执行的进程所使用。共享资源有两种方式：互斥共享和分时共享。 - **互斥共享**：某些资源在特定时间段内只能由一个进程访问。例如，使用QQ和微信视频时，摄像头作为资源不能同时被两个应用使用，必须先释放后才能被另一个应用获取。 - **分时共享**：另一些资源则可以在一定时间内被多个进程“同时”访问。这种“同时”通常指的是宏观上的同时，微观上则是进程交替访问资源。操作系统通过同步机制确保这种共享不会导致数据冲突或错误。 操作系统通过管理和协调并发性和共享性，保证了资源的有效利用和多任务的顺利执行。这两个特性是操作系统设计和实现中的核心要素，也是操作系统区别于简单批处理系统的关键所在。理解和掌握这些特征对于理解操作系统的工作原理和优化系统性能至关重要。