操作系统-01-什么是操作系统

操作系统是什么？

简而言之，操作系统是负责管理硬件、提供用户交互的软件系统。

操作系统是管理计算机硬件和软件资源的计算机程序
管理配置内存、决定资源供需顺序、控制输入输出设备等
操作系统提供让用户和系统交互的操作界面
操作系统的种类是多种多样的，在不同的设备上，操作系统可向用户呈现多种操作手段

为什么需要操作系统

我们不可能直接操作计算机硬件
设备种类繁多复杂，需要统一界面
操作系统的简易性使得更多人能够使用计算机

操作系统的基本功能

操作系统实现了对计算机资源的抽象，统一管理着计算机资源，提供了用户和计算机之间的接口。

用户无需面向硬件接口编程，只需要调用操作系统开放的接口。

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操作系统的相关概念

并发性

并行指两个或多个事件可以在同一个时刻发生，并发指两个或多个事件可以在同一个时间间隔发生。

单处理器某个时间只有一个程序运行，多道程序交替运行，这是并发执行

但对于多核处理器而言，每一个核心上的程序时并发的，但某一个时刻都是由多个（数量等于核心数）程序并行执行的。

共享性

共享性表现为操作系统中的资源可以供多个并发的程序共同使用，这种共同使用的形式称为资源共享。

资源共享根据属性可分为两种形式：

互斥共享

当资源程序被进程A占用时，其他程序想使用的话只能等待A使用完才能继续使用。

同时访问

某种资源在一段时间内可以并发的被多个程序访问，宏观上来看像是同时被访问。

虚拟性

虚拟性表现为把一个物理实体转变为若干个虚拟的逻辑实体。

虚拟化的技术主要有时分复用技术和空分复用技术。

 **时分复用技术**

资源在时间上进行复用，不同程序并发使用，多道程序分时使用计算机的硬件资源，提高资源的利用效率。

虚拟处理器技术主要运用的就是分时复用思想，为每个程序建立进程，多个程序分时复用处理器。

虚拟设备技术同样运用分时复用思想，将物理设备虚拟为多个逻辑设备，每个程序占用一个逻辑设备，多个程序通过逻辑设备并发访问。

空分复用技术

空分复用技术用来实现虚拟磁盘、虚拟内存等，大大提高资源的利用率，提升编程效率。

虚拟磁盘技术将一个物理磁盘虚拟成多个逻辑磁盘，如C、D、E等逻辑盘，使得物理磁盘设备使用起来更加安全方便。

虚拟内存技术在逻辑上扩大程序的存储容量，使用比实际主存更大的容量，大大提升编程效率。

异步性

异步性表示在多道程序环境下，允许多个程序并发执行。

进程的执行并不是一气呵成的，而是以走走停停的形式推进，并且进程向前推进的速度是不可预知的。