操作系统具有哪些特征:核心要点
操作系统具有哪些特征,核心包含并发、共享、虚拟、异步四项基础特征,同时具备资源管理、接口抽象、容错调度的附加属性,并发是同一时间段内多个任务交替推进,共享是软硬件资源被多个进程共同使用,虚拟是把单一物理资源拆分为多个逻辑资源供程序调用,异步是进程推进节奏不可预测,该判定方式适合计算机专业基础自测、笔试简答,不适合内核底层开发、驱动编写这类深度开发场景。
操作系统具有哪些特征之并发
并发不是多个任务在同一时刻同时运行,单核心处理器上依靠快速切换进程实现宏观上同步执行的效果,多核心处理器可以同时承载部分任务,其余任务依旧依靠调度轮转。系统会通过时间片分配机制,给每个就绪进程分配固定时长的运行窗口,时间片耗尽就暂停当前进程,切换到下一个就绪进程,用户感知不到切换间隔,直观感受就是多个程序同时在工作。
并发会带来进程同步、互斥的配套问题,多个进程争抢同一资源时,需要信号量、互斥锁这类机制防止数据错乱。
操作系统具有哪些特征之共享
共享分为互斥共享和同时访问共享两类,互斥共享的资源同一时间只允许一个进程使用,比如打印机,前一个进程打印任务结束后,下一个进程才能发起打印请求;同时访问共享的资源支持多个进程在宏观上一同读取,比如硬盘上的普通文件,多个进程可以打开读取内容,但写入操作大多需要互斥保护。
操作系统具有哪些特征之虚拟
虚拟是操作系统对硬件资源的抽象包装,典型例子有虚拟内存、虚拟处理器,物理内存容量有限时,系统把磁盘空间划分成交换分区,当作逻辑内存使用,程序看到的内存空间会大于实际物理内存大小。虚拟技术可以提升资源利用率,让数量较少的硬件资源,服务远多于硬件数量的应用进程。
操作系统具有哪些特征之异步
进程启动之后,什么时候获得CPU、执行多久、什么时候完成,没有固定时序,进程以不可预知的速度向前推进,这就是异步,也叫随机性。异步不等于程序结果随机,只要同步互斥逻辑编写正确,程序最终输出结果能够保持稳定,只是执行耗时会随系统负载变化。
异步是系统调度的固有属性,高负载服务器上异步带来的耗时波动会更加明显。
操作系统具有哪些特征之延伸属性
操作系统还会向上提供用户接口、程序接口,普通用户通过图形界面、命令行操作,应用程序通过系统调用向内核申请资源,向下接管硬件,屏蔽不同硬件的底层差异,应用程序不用直接读写硬件寄存器。
操作系统会配套基础的故障隔离能力,单个进程崩溃,在大多数情况下不会直接造成整个系统停止运行,内核会回收故障进程占用的资源,维持其余进程继续运行。
这些特征相互绑定,并发是共享、虚拟、异步存在的前提,没有并发调度,资源共享和虚拟划分就失去实际意义,异步现象也是并发调度带来的直接结果。
