2024年10月是什么原因使操作系统具有异步性特征(是什么原因使操作系统具有异步性特征)
⑴是什么原因使操作系统具有异步性特征(是什么原因使操作系统具有异步性特征
⑵是什么原因使操作系统具有异步性特征
⑶处理机管理具有哪些功能?它们的主要任务是什么?a.进程控制,进程同步,进程通信和调度.b.进程控制的主要任务是为作业创建进程,撤销已结束的进程,以及控制进程在运行过程中的状态转换.-进程通信的任务是实现在相互合作进程之间的信息交换.-调度分为作业调度和进程调度.作业调度的基本任务是从后备队列中按照一定的算法,选择出若干个作业,为它们分配必要的资源;而进程调度的任务是从进程的就绪队列中,按照一定的算法选出一新进程,把处理机分配给它,并为它设置运行现场,是进程投入运行.设备管理有哪些主要功能?其主要任务是什么?a.主要功能:缓冲管理,设备分配和设备处理,以及虚拟设备等.b.主要任务:完成用户提出的I/O请求,为用户分配I/O设备;提高CPU和I/O设备的利用率;提高I/O速度;以及方便用户使用I/O设备.文件管理有哪些主要功能?a.主要功能:对文件存储空间的管理,目录管理,文件的读,写管理以及文件的共享和保护.是什么原因使操作系统具有异步性特征?a.程序执行结果是不确定的,即程序是不可再现的.b.每个程序在何时执行,多个程序间的执行顺序以及完成每道程序所需的时间都是不确定的,即不可预知性.试说明在MS-DOS.X以前的版本中,其局限性表现在哪几个方面?a.在寻址范围上,DOS只有MB,远远不能满足用户需要.b.DOS试单用户单任务操作系统,不支持多任务并发执行,与实际应用相矛盾.为什么Microsoft在开发OS/时,选中了芯片?设计OS/的主要目标之一是既能充分发挥处理器的能力,又能运行在处理器环境下开发的程序.因为在内部提供了两种工作方式:实方式和保护方式,使得Intel处理器不仅提供了多任务并发执行的硬件支持,而且还能运行所有在下编写的程序。OS/的主要功能是什么?a.多任务.b.进程管理.c.存储器管理.d.文件管理.e.应用程序接口API.f.表示管理.多处理机OS有哪几种模式?各有何优缺点?a.种模式:非对称多处理模式和对称多处理模式b.前者易于实现,但资源利用率低.-后者优点是允许多个进程同时运行,缺点是必须小心控制I/O,以保证能将数据送至适当的处理器,同时还必须注意使各CPU的负载平衡.试说明网络OS的主要功能.a.网络通信;b.资源管理;c.网络服务;d.网络管理;e.互操作能力.试比较网络OS和分布式OS.a.网络OS是基于由一些互联的自主计算机系统组成的计算机网络,以计算机技术和通信技术高度发展为基础,能实现相互通信和相互合作功能的系统.分布式OS是指多个分散的处理单元,经互联网络连接而形成的系统.b.在分布性上,两者都具有分布处理功能,但网络OS的控制功能大多集中在某个(些)主机或网络服务器中,即集中式,而分布式OS则是较均匀地分布在系统的各个站点上,是完全分布式的.-在并行性上,分布式OS的任务分配程序可将多个任务分配到多个处理单元上而实现并行,网络OS中通常无任务分配功能,每个用户的任务通常在自己(本地)的计算机上处理.-在透明性上,两者都具透明性,但网络OS指在操作实现上的透明性,而分布式OS则在系统内部的细节上实现了很好的隐藏,即具有物理上的透明性.-在共享性上,分布式OS是比较完全的实现共享,而网络OS共享的资源大多是在主机或网络服务器中.---在健壮性上,分布式系统由于处理和控制功能是分布的,还拥有容错技术实现系统重构,因而具有很强的健壮性;而网络OS的控制功能大多集中在主机或服务器中,是系统具有潜在的不可靠性,健壮性差.
⑷计算机操作系统的概念功能和特点
⑸计算机的操作系统的基本概念和特点相信很多人都不太了解,下面由我为大家整理了计算机操作系统概念功能和特点的相关知识,希望对大家有帮助!
⑹计算机操作系统的基本概念
⑺在信息化时代,软件被称为计算机系统的灵魂。而作为软件核心的操作系统,已经与现代计算机系统密不可分、融为一体。计算机系统自下而上可粗分为四个部分:硬件、操作系统、应用程序和用户(这里的划分与计算机组成原理的分层不同)。操作系统管理各种计算机硬件,为应用程序提供基础,并充当计算机硬件与用户之间的中介。
⑻硬件,如中央处理器、内存、输入/输出设备等,提供了基本的计算资源。应用程序,如字处理程序、电子制表软件、编译器、网络浏览器等,规定了按何种方式使用这些资源来解决用户的计算问题。操作系统控制和协调各用户的应用程序对硬件的分配与使用。
⑼在计算机系统的运行过程中,操作系统提供了正确使用这些资源的方法。
⑽综上所述,操作系统(OperatingSystem,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的分配,以提供给用户和其他软件方便的接口和环境的程序集合。计算机操作系统是随着计算机研究和应用的发展逐步形成并发展起来的,它是计算机系统中最基本的系统软件。
⑾计算机操作系统的特点
⑿操作系统是一种系统软件,但与其他的系统软件和应用软件有很大的不同,它有自己的特殊性即基本特征。操作系统的基本特征包括并发、共享、虚拟和异步。这些概念对理解和掌握操作系统的核心至关重要,将一直贯穿于各个章节中。
⒀并发(Concurrence)
⒁并发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,因此它具有处理和调度多个程序同时执行的能力。在操作系统中,引入进程的目的是使程序能并发执行。
⒂注意同一时间间隔(并发)和同一时刻(并行)的区别。在多道程序环境下,一段时间内,宏观上有多道程序在同时执行,而在每一时刻,单处理机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。橾作系统的并发性是通过分时得以实现的。
⒃注意,并行性是指系统具有可以同时进行运算或操作的特性,在同一时刻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机硬件环境。
⒄共享(Sharing)
⒅资源共享即共享,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。共享可分为以下两种资源共享方式:
⒆系统中的某些资源,如打印机、磁带机,虽然它们可以提供给多个进程使用,但为使所打印或记录的结果不致造成混淆,应规定在一段时间内只允许一个进程访问该资源。
⒇为此,当进程A访问某资源时,必须先提出请求,如果此时该资源空闲,系统便可将之分配给进程A使用,此后若再有其他进程也要访问该资源时(只要A未用完)则必须等待。仅当进程A访问完并释放该资源后,才允许另一进程对该资源进行访问。我们把这种资源共享方式称为互斥式共享,而把在一段时间内只允许一个进程访问的资源称为临界资源或独占资源。计算机系统中的大多数物理设备,以及某些软件中所用的栈、变量和表格,都属于临界资源,它们都要求被互斥地共享。
⒈系统中还有另一类资源,允许在一段时间内由多个进程“同时”对它们进行访问。这里所谓的“同时”往往是宏观上的,而在微观上,这些进程可能是交替地对该资源进行访问即“分时共享”。典型的可供多个进程“同时”访问的资源是磁盘设备,一些用重入码编写的文件也可以被“同时”共享,即若干个用户同时访问该文件。
⒉并发和共享是操作系统两个最基本的特征,这两者之间又是互为存在条件的:
⒊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,则自然不存在资源共享问题;
⒋若系统不能对资源共享实施有效的管理,也必将影响到程序的并发执行,甚至根本无法并发执行。
⒌虚拟(Virtual)
⒍虚拟是指把一个物理上的实体变为若干个逻辑上的对应物。物理实体(前者)是实的,即实际存在的;而后者是虚的,是用户感觉上的事物。用于实现虚拟的技术,称为虚拟技术。在操作系统中利用了多种虚拟技术,分别用来实现虚拟处理器、虚拟内存和虚拟外部设备等。
⒎在虚拟处理器技术中,是通过多道程序设计技术,让多道程序并发执行的方法,来分时使用一个处理器的。此时,虽然只有一个处理器,但它能同时为多个用户服务,使每个终端用户都感觉有一个中央处理器(CPU)在专门为它服务。利用多道程序设计技术,把一个物理上的CPU虚拟为多个逻辑上的CPU,称为虚拟处理器。
⒏类似地,可以通过虚拟存储器技术,将一台机器的物理存储器变为虚拟存储器,以便从逻辑上来扩充存储器的容量。当然,这时用户所感觉到的内存容量是虚的。我们把用户所感觉到的存储器(实际是不存在的)称为虚拟存储器。
⒐还可以通过虚拟设备技术,将一台物理I/O设备虚拟为多台逻辑上的I/O设备,并允许每个用户占用一台逻辑上的I/O设备,这样便可以使原来仅允许在一段时间内由一个用户访问的设备(即临界资源),变为在一段时间内允许多个用户同时访问的共享设备。
⒑因此,操作系统的虚拟技术可归纳为:时分复用技术,如处理器的分时共享;空分复用技术,如虚拟存储器(注:学到后续内容再慢慢领悟)。
⒒异步(Asynchronism)
⒓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。
⒔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(就像对全局变量的访问顺序不当会导致程序出错一样)。但是只要运行环境相同,操作系统必须保证多次运行进程,都获得相同的结果。
⒕计算机操作系统的目标和功能
⒖为了给多道程序提供良好的运行环境,操作系统应具有以下几方面的功能:处理机管理、存储器管理、设备管理和文件管理。为了方便用户使用操作系统,还必须向用户提供接口。同时操作系统可用来扩充机器,以提供更方便的服务、更高的资源利用率。
⒗操作系统作为计算机系统资源的管理者
⒘在多道程序环境下,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结为对进程的管理。并发时在计算机内同时运行多个进程,所以,进程何时创建、何时撤销、如何管理、如何避免冲突、.合理共享就是进程管理的最主要的任务。进程管理的主要功能有:进程控制、进程同步、进程通信、死锁处理、处理机调度等。
⒙存储器管理是为了给多道程序的运行提供良好的环境,方便用户使用以及提高内存的利用率,主要包括内存分配、地址映射、内存保护与共享和内存扩充等功能。
⒚计算机中的信息都是以文件的形式存在的,操作系统中负责文件管理的部分称为文件系统。文件管理包括文件存储空间的管理、目录管理及文件读写管理和保护等。
⒛设备管理的主要任务是完成用户的I/O请求,方便用户使用各种设备,并提高设备的利用率,主要包括缓冲管理、设备分配、设备处理和虚拟设备等功能。
操作系统有哪几大特征它们之间有何关系
并发性并行性是指两个或多个事件在回同一时刻答发生,而并发性是指两个或多个事件在同一时间间隔内发生;、共享性所谓共享是指系统中的资源可供内存中多个并发执行的进程(线程)共同使用;、虚拟性所谓虚拟是指通过某项技术把一个物理实体变为若干个逻辑上的对应;、异步性。产生原因:操作系统允许多个并发进程共享资源,使得每个进程的运行过程受到其他进程制约,使进程的执行不是一气呵成,而是以停停走走的方式运行。共享和并发是操作系统的两个最基本的特征,虚拟以并发和共享为前提,异步是并发和共享的必然结果。
计算机操作系统有哪四个特征
计算机操作系统有四个特征:并发,共享,异步,虚拟。
并发: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。
共享: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。
异步: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。
虚拟: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。
计算机操作系统的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。
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。
计算机操作系统的功能包括处理器管理、存储器管理、文件管理、设备管理。
操作系统的发展主要经历了单道批处理系统、多道批处理系统、分时系统、实时系统、网络与分布式系统和多机系统等。
如何理解操作系统的异步性
所谓异步性是指进程以不可预知的速度向前推进。内存中的每个进程何时执行,何时暂停,以怎样的速度向前推进,每道程序总共需要多少时间才能完成等,都是不可预知的。比如,当正在执行的进程提出某种资源请求时,如打印请求,而此时打印机正在为其他某进程打印,由于打印机属于临界资源,因此正在执行的进程必须等待,且放弃处理机,直到打印机空闲,并再次把处理机分配给该进程时,该进程方能继续执行。可见,由于资源等因素的限制,进程的执行通常都不是“一气呵成”,而是以“停停走走”的方式运行。尽管如此,但只要在操作系统中配置有完善的进程同步机制,且运行环境相同,作业经多次运行都会获得完全相同的结果。因此,异步运行方式是允许的。
操作系统有哪几大特征其最基本的特征是什么
操作系统的基本特征:
并发性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内发生;
共享性所谓共享是指系统中的资源可供内存中多个并发执行的进程(线程)共同使用;
虚拟性所谓虚拟是指通过某项技术把一个物理实体变为若干个逻辑上的对应;
产生原因:操作系统允许多个并发进程共享资源,使得每个进程的运行过程受到其他进程制约,使进程的执行不是一气呵成,而是以停停走走的方式运行。
共享和并发是操作系统的两个最基本的特征,虚拟以并发和共享为前提,异步是并发和共享的必然结果。
东秦的计算机操作系统考试会考什么
第一章.设计现代OS的主要目标是什么?答:(有效性(方便性(可扩充性(开放性.OS的作用可表现在哪几个方面?答:(OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口(OS作为计算机系统资源的管理者(OS实现了对计算机资源的抽象.为什么说OS实现了对计算机资源的抽象?答:OS首先在裸机上覆盖一层I/O设备管理软件,实现了对计算机硬件操作的第一层次抽象;在第一层软件上再覆盖文件管理软件,实现了对硬件资源操作的第二层次抽象。OS通过在计算机硬件上安装多层系统软件,增强了系统功能,隐藏了对硬件操作的细节,由它们共同实现了对计算机资源的抽象。.试说明推动多道批处理系统形成和发展的主要动力是什么?答:主要动力来源于四个方面的社会需求与技术发展:(不断提高计算机资源的利用率;(方便用户;(器件的不断更新换代;(计算机体系结构的不断发展。.何谓脱机I/O和联机I/O?答:脱机I/O是指事先将装有用户程序和数据的纸带或卡片装入纸带输入机或卡片机,在外围机的控制下,把纸带或卡片上的数据或程序输入到磁带上。该方式下的输入输出由外围机控制完成,是在脱离主机的情况下进行的。而联机I/O方式是指程序和数据的输入输出都是在主机的直接控制下进行的。.试说明推动分时系统形成和发展的主要动力是什么?答:推动分时系统形成和发展的主要动力是更好地满足用户的需要。主要表现在:CPU的分时使用缩短了作业的平均周转时间;人机交互能力使用户能直接控制自己的作业;主机的共享使多用户能同时使用同一台计算机,独立地处理自己的作业。.实现分时系统的关键问题是什么?应如何解决?答:关键问题是当用户在自己的终端上键入命令时,系统应能及时接收并及时处理该命令,在用户能接受的时延内将结果返回给用户。解决方法:针对及时接收问题,可以在系统中设置多路卡,使主机能同时接收用户从各个终端上输入的数据;为每个终端配置缓冲区,暂存用户键入的命令或数据。针对及时处理问题,应使所有的用户作业都直接进入内存,并且为每个作业分配一个时间片,允许作业只在自己的时间片内运行,这样在不长的时间内,能使每个作业都运行一次。.为什么要引入实时OS?答:实时操作系统是指系统能及时响应外部事件的请求,在规定的时间内完成对该事件的处理,并控制所有实时任务协调一致地运行。引入实时OS是为了满足应用的需求,更好地满足实时控制领域和实时信息处理领域的需要。.什么是硬实时任务和软实时任务?试举例说明。答:硬实时任务是指系统必须满足任务对截止时间的要求,否则可能出现难以预测的结果。举例来说,运载火箭的控制等。软实时任务是指它的截止时间并不严格,偶尔错过了任务的截止时间,对系统产生的影响不大。举例:网页内容的更新、火车售票系统。.在位微机和位微机中,占据了统治地位的是什么操作系统?答:单用户单任务操作系统,其中最具代表性的是CP/M和MS-DOS..试列出WindowsOS中五个主要版本,并说明它们分别较之前一个版本有何改进。答:(MicrosoftWindows.是微软公司在个人电脑上开发图形界面的首次尝试。(Windows是混合的位/位系统,第一个支持位。带来了更强大、更稳定、更实用的桌面图形用户界面,结束了桌面操作系统间的竞争。(Windows是微软公司的混合位/位Windows操作系统,改良了硬件标准的支持,革新了内存管理,是多进程操作系统。(WindowsXP是基于Windows的产品,拥有新用户图形界面月神Luna。简化了用户安全特性,整合了防火墙。(WindowsVista包含了上百种新功能;特别是新版图形用户界面和WindowsAero全新界面风格、加强的搜寻功能(WindowsIndexingService、新媒体创作工具以及重新设计的网络、音频、输出(打印和显示子系统。。.试从交互性、及时性以及可靠性方面,将分时系统与实时系统进行比较。答:(及时性:实时信息处理系统对实时性的要求与分时系统类似,都是以人所能接受的等待时间来确定;而实时控制系统的及时性,是以控制对象所要求的开始截止时间或完成截止时间来确定的,一般为秒级到毫秒级,甚至有的要低于微妙。(交互性:实时信息处理系统具有交互性,但人与系统的交互仅限于访问系统中某些特定的专用服务程序。不像分时系统那样能向终端用户提供数据和资源共享等服务。(可靠性:分时系统也要求系统可靠,但相比之下,实时系统则要求系统具有高度的可靠性。因为任何差错都可能带来巨大的经济损失,甚至是灾难性后果,所以在实时系统中,往往都采取了多级容错措施保障系统的安全性及数据的安全性。.OS有哪几大特征?其最基本的特征是什么?答:并发性、共享性、虚拟性和异步性四个基本特征;最基本的特征是并发性。.处理机管理有哪些主要功能?它们的主要任务是什么?答:处理机管理的主要功能是:进程管理、进程同步、进程通信和处理机调度;进程管理:为作业创建进程,撤销已结束进程,控制进程在运行过程中的状态转换。进程同步:为多个进程(含线程的运行______________进行协调。通信:用来实现在相互合作的进程之间的信息交换。处理机调度:(作业调度。从后备队里按照一定的算法,选出若干个作业,为他们分配运行所需的资源(首选是分配内存。(进程调度:从进程的就绪队列中,按照一定算法选出一个进程,把处理机分配给它,并设置运行现场,使进程投入执行。.内存管理有哪些主要功能?他们的主要任务是什么?北京石油化工学院信息工程学院计算机系/《计算机操作系统》习题参考答案余有明与计和计G的同学们编著/答:内存管理的主要功能有:内存分配、内存保护、地址映射和内存扩充。内存分配:为每道程序分配内存。内存保护:确保每道用户程序都只在自己的内存空间运行,彼此互不干扰。地址映射:将地址空间的逻辑地址转换为内存空间与对应的物理地址。内存扩充:用于实现请求调用功能,置换功能等。.设备管理有哪些主要功能?其主要任务是什么?答:主要功能有:缓冲管理、设备分配和设备处理以及虚拟设备等。主要任务:完成用户提出的I/O请求,为用户分配I/O设备;提高CPU和I/O设备的利用率;提高I/O速度;以及方便用户使用I/O设备..文件管理有哪些主要功能?其主要任务是什么?答:文件管理主要功能:文件存储空间的管理、目录管理、文件的读/写管理和保护。文件管理的主要任务:管理用户文件和系统文件,方便用户使用,保证文件安全性。.是什么原因使操作系统具有异步性特征?答:操作系统的异步性体现在三个方面:一是进程的异步性,进程以人们不可预知的速度向前推进,二是程序的不可再现性,即程序执行的结果有时是不确定的,三是程序执行时间的不可预知性,即每个程序何时执行,执行顺序以及完成时间是不确定的。.模块接口法存在哪些问题?可通过什么样的途径来解决?答:(模块接口法存在的问题:①在OS设计时,各模块间的接口规定很难满足在模块完成后对接口的实际需求。②在OS设计阶段,设计者必须做出一系列的决定,每一个决定必须建立在上一个决定的基础上。但模块化结构设计的各模块设计齐头并进,无法寻找可靠的顺序,造成各种决定的无序性,使程序设计人员很难做到设计中的每一步决定都建立在可靠的基础上,因此模块接口法被称为“无序模块法”。(解决途径:将模块接口法的决定顺序无序变有序,引入有序分层法。.在微内核OS中,为什么要采用客户/服务器模式?答:C/S模式具有独特的优点:⑴数据的分布处理和存储。⑵便于集中管理。⑶灵活性和可扩充性。⑷易于改编应用软件。.试描述什么是微内核OS。答:足够小的内核基于客户/服务器模式应用机制与策略分离原理采用面向对象技术。.在基于微内核结构的OS中,应用了哪些新技术?答:在基于微内核结构的OS中,采用面向对象的程序设汁技术。.何谓微内核技术?在微内核中通常提供了哪些功能?答:把操作系统中更多的成分和功能放到更高的层次(即用户模式中去运行,而留下一个尽量小的内核,用它来完成操作系统最基本的核心功能,称这种技术为微内核技术。在微内核中通常提供了进程(线程管理、低级存储器管理、中断和陷入处理等功能。.微内核操作系统具有哪些优点?它为何能有这些优点?答:提高了系统的可扩展性增强了系统的可靠性可移植性提供了对分布式系统的支持融入了面向对象技术
操作系统的异步性是指(
操作系统的异步性是指(。A.程序的运行结果不确定B.程序的运行次序不确定C.程序多次运行的时间不确定D.程序的运行结果、运行次序以及多次运行的时间都不确定查看答案解析【正确答案】D【答案解析】进程以不可预知的速度向前推进。内存中的每个程序何时执行、何时暂停、以怎样的速度向前推进,以及每道程序总共需要多少时间才能完成等,都是不可预知的。所以程序的运行结果、运行次序以及多次运行的时间都不确定。参考教材P。【年月真题】我整理的相关历年试题及答案解析,想了解相关资料请持续关注历史新知。
计算机操作系统的异步性是什么
计算机操作系统的异步性是指: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。
操作系统的异步性体现在三个方面:
一是进程的异步性,进程以人们不可预知的速度向前推进。
二是程序的不可再现性,即程序执行的结果有时是不确定的。
三是程序执行时间的不可预知性,即每个程序何时执行,执行顺序以及完成时间是不确定的。
计算机操作系统有四个特征:并发,共享,异步,虚拟。
并发: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。
共享: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。
异步: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。
虚拟: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。
操作系统有四个基本特征,如下:.并发(concurrence并行性与并发性这两个概念是既相似又区别的两个概念。并行性是指两个或者多个事件在同一时刻发生,这是一个具有微观意义的概念,即在物理上这些事件是同时发生的;而并发性是指两个或者多个事件在同一时间的间隔内发生,它是一个较为宏观的概念。在多道程序环境下,并发性是指在一段时间内有多道程序在同时运行,但在单处理机的系统中,每一时刻仅能执行一道程序,故微观上这些程序是在交替执行的。应当指出,通常的程序是静态实体,它们是不能并发执行的。为了使程序能并发执行,系统必须分别为每个程序建立进程。进程,又称任务,简单来说,是指在系统中能独立运行并作为资源分配的基本单位,它是一个活动的实体。多个进程之间可以并发执行和交换信息。一个进程在运行时需要运行时需要一定的资源,如cpu,存储空间,及i/o设备等。在操作系统中引入进程的目的是使程序能并发执行。.共享(sharing)所谓共享是指,系统中的资源可供内存中多个并发执行的进程共同使用。由于资源的属性不同,故多个进程对资源的共享方式也不同,可以分为:互斥共享方式和同时访问方式.虚拟(virtual)是指通过技术吧一个物理实体变成若干个逻辑上的对应物。在操作系统中虚拟的实现主要是通过分时的使用方法。显然,如果n是某一个物理设备所对应的虚拟逻辑设备数,则虚拟设备的速度必然是物理设备速度的/n。.异步(asynchronism)在多道程序设计环境下,允许多个进程并发执行,由于资源等因素的限制,通常,进程的执行并非“一气呵成”,而是以“走走停停”的方式运行。内存中每个进程在何时执行,何时暂停,以怎样的方式向前推进,每道程序总共需要多少时间才能完成,都是不可预知的。或者说,进程是以一步的方式运行的。尽管如此,但只要运行环境相同,作业经过多次运行,都会获得完全相同的结果,因此,异步运行方式是运行的。可见,操作系统为了使程序并发执行而产生了进程。进程的定义:可并发执行的程序在一个数据集合上的运行过程。进程的特征:.动态性进程既然是进程实体的执行过程,因此进程是有一定的生命期。而程序只是一组有序指令的集合,并放在某种介质上,本身无运行的含义,因此程序是个静态的实体。.并发性.独立性这是指进程实体是一个能独立运行的基本单位,同时也是系统种独立获得资源和调度的基本单位。.异步性.结构特征从结构上看,进程实体是由程序段、数据段及进程控制块三部分组成。(进程控制块(PCB:进程控制块是进程实体的一部分,它记录了操作系统所需要的、用于描述进程情况及控制进程运行所需的全部信息。os是根据PCB来对并发执行的进程进行控制和管理的关于进程的总结:定义:可并发执行的程序在一个数据集合上的运行过程,每个进程有一个自己的地址空间以及一个单一的控制流程。要解决的问题:为了使程序能并发执行,(要并发执行就要隔离进程,使进程独立,即每个进程有属于自己的数据段、程序段、进程控制块线程的出现:我们首先回顾进程的两个基本属性:(进程使一个可拥有资源的独立单位(进程同时又是一个可以独立调度和分派的基本单位。正是由于这两个基本属性,才使进程成为一个能独立运行的基本单位,从而构成了进程并发执行的基础。为了使程序能并发执行,系统必须进行以下操作:()创建进程。创建一个进程时必须为之人、分配所必需的、除处理器以外的所有资源,如内存空间、I/O设备以及建立相应的PCB.()撤消进程。系统在撤消进程时,需要先对这这些资源进行回收,然后再撤销PCB.()进程切换。在对进程进行切换时,由于要保留当前进程的CPU环境和设置新选中的进程的CPU环境,为此须花费不少处理器时间。简言之,由于进程是一个资源的拥有者,因而在进程的创建、撤销、和切换的过程中,系统必须为之付出较大的时空开销,也正因为如此,在系统中设置的进程的数目不宜过多,进程的切换的频率也不宜过高,但这也就限制了并发程度的进一步提高。为了解决这个问题,不少操作系统的学者们想到:将进程的两个属性分开,由操作系统分开处理。即对作为调度和分派的基本单位,不同时作为独立分配资源的单位,以使之轻装运行;而对拥有资源的基本单位,又不频繁地对之进行切换,在这种思想的指导下,产生了线程的概念。线程引入的原因:为了减少程序并发执行所付出的时空开销,使os具有更好的并发性。在引入线程的os中,线程是进程中的一个实体(进程中的一个或多个指令执行流),是被系统独立调度和分派的基本单位。线程基本上不再拥有系统资源,(只拥有一点在运行中必不可少的资源,如程序计数器、寄存器和栈,但它可与同属一个进程的其他线程功能共享进程所拥有的全部资源。线一个线程可以创建和撤销另一个线程;同一进程中的多个线程之间可以并发执行。线程与进程的比较:线程具有许多传统进程所具有的特征,故又称为轻型线程或进程元;而把传统的进程称为重型进程。在引入了线程的os中,通常一个进程拥有若干个线程。下面从四个方面来比较线程与进程。.调度在“原始”的OS中,拥有资源的基本单位和独立调度、分配的基本单位都是进程。而在引入线程的OS中,则把线程作为调度和分派的基本单位,而把进程作为资源拥有的基本单位,使传统进程的两个属性分开,线程便能轻装运行,从而可以显著的提高系统并发程度。在同一进程中,线程的切换不会引起进程切换,在由一个进程中的线程切换到另一进程中的线程时,将会引起进程切换。.并发性在引入线程的OS中,不仅进程之间可以并发执行,而且在一个进程中的多个线程之间亦可以并发执行,因而使OS具有更好的并发性,从而能更有效的使用系统资源和提高系统吞吐量。.拥有资源不论是“原始”的OS,还是设有线程的操作系统,进程都是拥有资源的一个独立单位,它可以拥有自己的资源。线程自己基本不再拥有系统资源,但它可以访问其隶属进程的资源。.系统开销由于在创建或撤销进程时,系统都要为之分配或回收资源,如内存空间,I/O设备等。因为,OS所付出的开销将显著地大于在创建或撤销线程时的开销。类似的,在进行进程切换时,涉及到整个当前进程CPU环境的保存以及新被调度运行的进程的CPU环境设置。而线程切换只须保存和设置少量寄存器的内容,并不涉及存储器管理方面的操作。可见,进程切换的开销也远大于线程切换的开销。此外,由于同一进程中的多个线程具有相同的地址空间,使它们之间的同步和通信的实现变得比较容易。这个机制在现代操作系统的实现主要可分为两大类。即根据操作系统内核是否对线程可感知,分为内核线程和用户线程。.内核线程无论是用户进程中的线程还是系统进程中的线程,它们的创建、撤销和切换都是由内核实现的。在内核中保留了一张线程控制块,内核根据该控制块而感知线程的存在并对线程进行控制。.用户线程它仅存在于用户级中,对于这种线程的创建、撤销和切换,都不利用系统调用实现,因而这种线程与内核无关。相应地,内核也并不知道用户级线程的存在。(调度的实现方式是采用在用户空间增加运行库,这些运行库被称为“线程包”,每当用户进程获得CPU控制权,线程运行库决定该从哪里开始运行(实际上,上面所说的线程是操作系统调度的基本单位,实际上指的只是内核线程。操作系统在调度时,参考各进程内的线程运行情况做出调度决定,如果一个进程中没有就绪态的线程,那么这个进程也不会被调度占用CPU.在Windows中,操作系统进行调度时根本就不理采线程是属于哪个进程的,只是将所有的就绪线程统一排成若干个优先级队列,然后进行调度。在这个情况下,线程的确成了调度的最小单位)。关于线程的总结:出现的背景:由于进程是一个资源的拥有者,因而在进程的创建、撤销、和切换的过程中,系统必须为之付出较大的时空开销,限制了并发程度的进一步提高。要解决的问题:解决进程的创建、撤销、和切换的过程中,系统必须为之付出较大的时空开销的问题解决的方法:将进程的两个属性分开,由操作系统分开处理。把“独立调度、分配的基本单位”这个属性分离出来作为线程;而把进程作为资源拥有的基本单位,线程作为进程中的一个实体而存在。应用程序域的出现:(来自msdn在.出现以前,一个进程下,只能运行一个应用程序,而在,出现后,一个进程下,可以运行多个应用程序,这都是因为应用程序域的出现。以前使用进程边界来隔离在同一台计算机上运行的应用程序。每一个应用程序被加载到单独的进程中,这样就将该应用程序与在同一台计算机上运行的其他应用程序相隔离。隔离这些应用程序的原因在于内存地址是与进程相关的;在目标进程中,不能通过任何有意义的方式使用从一个进程传递到另一个进程的内存指针。此外,您不能在两个进程间进行直接调用。您必须代之以使用代理,它提供一定程度的间接性。应用程序域提供安全而通用的处理单元,公共语言运行库可使用它来提供应用程序之间的隔离。您可以在具有同等隔离级别(存在于单独的进程中的单个进程中运行几个应用程序域,而不会造成进程间调用或进程间切换等方面的额外开销。在一个进程内运行多个应用程序的能力显著增强了服务器的可伸缩性。隔离应用程序对于应用程序安全也是十分重要的。例如,您可以在单个浏览器进程中运行几个Web应用程序中的控件,同时使这些控件不能访问彼此的数据和资源。应用程序域所提供的隔离具有以下优点(引入原因:在一个应用程序中出现的错误不会影响其他应用程序。因为类型安全的代码不会导致内存错误,所以使用应用程序域可以确保在一个域中运行的代码不会影响进程中的其他应用程序。能够在不停止整个进程的情况下停止单个应用程序。使用应用程序域使您可以卸载在单个应用程序中运行的代码。应用程序域形成了托管代码的隔离、卸载和安全边界。线程是公共语言运行库用来执行代码的操作系统构造。在运行时,所有托管代码均加载到一个应用程序域中,由特定的操作系统线程来运行。应用程序域和线程之间不具有一对一的相关性。在任意给定时间,在单个应用程序域中可以执行几个线程,而且特定线程并不局限在单个应用程序域内。也就是说,线程可以自由跨越应用程序域边界;不为每个应用程序域创建新线程。在任意给定时间,每一线程都在一个应用程序域中执行。运行库会跟踪在哪些应用程序域中有哪些线程正在运行。