【操作系统】基本概念 解析+思维导图（特征、概念、功能）并发 共享 虚拟 异步
1.操作系统基本概念
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思维导图
1.1 概念和功能
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概念
操作系统（Operating System，OS）
1.操作系统是系统资源的管理者：
操作系统是指控制和管理整个计算机系统的硬件和软件资源，并合理组织调度计算机的工作和资源分配。
2.向上层提供方便易用的服务：
以便给用户和其他软件方便的接口和环境。
3.是最接近硬件的一层软件：
它是计算机系统中最基本的系统软件。
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操作系统的目标和功能
1.操作系统作为计算机资源的管理者
（1）处理机管理
处理机的分配和运行都以进程（或线程为基本单位），
因而，对处理机的管理可归纳为对进程的管理。
（2）存储器管理
给多道程序的运行提供良好环境，方便用户使用及提高内存的利用率。
（3）文件管理
计算机中的信息都以文件形式存在，负责文件管理的部分称为文件系统。
（4）设备管理
主要任务是完成用户的I/O请求，方便用户使用各种设备。
2.操作系统作为用户与计算机硬件系统间的接口
（1）命令接口
用户利用这些操作命令来组织和控制作业的执行。
使用命令接口进行作业的两种方式：联机控制方式、脱机控制方式。
按作业控制方式不同，分 联机命令接口、脱机命令接口。
a.联机命令接口 又称交互命令接口：
适用于分时或实时系统的接口。说一句做一句。
b.脱机命令接口 又称批处理命令接口：
适用于批处理系统。说一堆做一堆。
（2）程序接口
程序接口由一组系统调用（也称广义指令）组成。
用户通过在程序中使用这些系统调用来请求操作系统为其提供服务。
3.操作系统实现了对计算机资源的扩充
裸机：没有软件支持的计算机。
操作系统所提供的资源管理功能和方便用户的各种服务功能，使裸机更加强大。
通常把覆盖了软件的机器成为扩充机器，又称为虚拟机
1.2 特征
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并发
- 定义：
并发是指系统具有同时进行运算或操作的特性。并发性是操作系统最基本的特性。
注：并发是宏观上同时，微观上交替。而并行是同时。
如：
- 重点：
单核CPU同一时刻只能执行一个程序，各个程序只能并发执行。
多核CPU同一时刻可同时执行多个程序，多个程序可以并行执行。
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共享
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定义：
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。
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分类：
1.互斥共享方式
一段时间只允许一个进程访问资源。
2.同时共享方式
一段时间可多个进程同时对它们进行访问。
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并发和共享的关系：互为存在条件
1.资源共享是以程序的并发为条件的，若系统不允许程序并发执行，则不存在资源共享问题；
2.若系统不能对资源共享实施有效管理，则会影响到程序的并发执行，设置无法执行
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虚拟
- 定义：
把一个物理上的实体变成若干个逻辑上的对应物。物理实体实际存在，逻辑对应物是用户感受到的。
采用虚拟存储技术，将一台机器的物理存储器变成虚拟存储器，以便从逻辑上扩充存储器的容量。
微观上看：处理机在各个微小时间段交替为各个进程服务。
- 分类
1.空分复用技术
虚拟存储器
2.时分复用技术
虚拟处理机
- 如果没有并发性，就谈不上虚拟性。
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异步
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定义：
多道程序环境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，以不可预知速度前进。
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如果失去并发性，系统只能串行运行程序，那每个程序只会一贯到底。
只有系统拥有并发性，才会导致异步性。
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