1.3 操作系统的基本特征
1.3.1 并发（Concurrence）
并行与并发：
并行性——两个或多个事件在同一时刻发生
并发性——两个或多个事件在同一时间间隔内发生
在多道程序环境下，并发性是指在一段时间内，宏观上有多个程序在同时运行，但在单处理机系统中，每一时刻却只能有一道程序执行，故微观上这些程序只能是分时地交替执行。若计算机系统中有多个处理机，则这些可以并发执行的程序可被分配到多个处理机上，实现并行执行。
与并发紧密相连的概念——进程
通常的程序是静态实体，它是不能并发执行的。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（Process）。
进程是指在系统中能独立运行并作为资源分配的基本单位，它是由一组机器指令、数据和堆栈等组成的，是一个活动实体。
多个进程之间可以并发执行和交换信息
关于进程、线程的初步概念
- 在OS中引入进程的目的，是使多个程序能并发执行。
- 进程和并发是现代OS中最重要的基本概念，也是OS运行的基础。
- 直到80年代中期，人们才提出了比进程更小的单位 ——线程（Threads）。
- 一个进程通常包含若干线程。
近年来推出的OS 都引入了线程
1.3.2 共享（sharing）
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
目前主要有以下两种资源共享方式
并发和共享是操作系统的两个最基本的特征，它们是互为存在条件的
- 资源的共享是以进程的并发执行为条件的，若系统不允许程序并发执行，自然不存在资源共享问题；
- 若系统不能对资源共享实施有效管理，协调好诸进程对共享资源的访问，也必然影响到程序并发执行的程度，甚至根本无法并发执行。
- 1.3.3. 虚拟（Virtual）
虚拟——是指通过某种技术把一个物理实体变为若干个逻辑上的对应物
OS中利用了两种方式实现虚拟技术，即时分复用技术和空分复用技术，分别用来实现虚拟处理机、虚拟内存、虚拟外部设备和虚拟信道等
1. 时分复用技术
时分复用技术最早用于电信行业，它将一条物理信道虚拟为多条逻辑信道，将每条逻辑信道供一对用户通话。操作系统中利用时分复用技术来实现虚拟处理机、虚拟设备等，以提高资源利用率。
1) 虚拟处理机技术
利用多道程序设计技术，为每道程序建立一个进程，让多道程序并发地执行，以此来分时使用一台处理机。此时，虽然系统中只有一台处理机，但它能同时为多个用户服务，使每个终端用户都认为有一台处理机在专门为他服务，亦即把一台物理上的CPU虚拟为多台逻辑上的CPU，也称为虚拟处理机。
2) 虚拟设备技术
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，允许每个用户占用一台逻辑上的I/O设备，这样便可使原来在一段时间仅允许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。例如，虚拟打印机。
2. 空分复用技术
上世纪初，电信业中就利用频分复用技术来提高信道的利用率。计算机中使用空分复用技术来提高存储空间的利用率
1) 虚拟磁盘技术
通过虚拟磁盘技术，将一台硬盘虚拟成多台虚拟磁盘，这样使用起来方便、安全。虚拟磁盘技术采用了空分复用技术，它将硬盘划分成几个卷，再通过安装程序将它们分别安装在C、D、E ...逻辑驱动器上。——磁盘分区
2) 虚拟存储器技术
在单道程序环境下，内存会有很多空闲空间，空分复用则是利用存储器的空闲空间来存放其它程序，以提高内存利用率。
单纯的空分复用存储器只能提高内存的利用率，不能实现在逻辑上扩大存储器容量的功能，必须引入虚拟存储技术才能达到此目的。虚拟存储器技术在本质上就是使内存时分复用和空分复用。该技术将一道程序划分成若干部分，物理内存也划分成多个部分，通过“请求调入功能”和“置换功能”，每次只把用户程序的一部分调入内存运行，这样便实现了用户程序各个部分分时进入内存运行的功能，从而在逻辑上扩充存储器的容量。
4 异步性（Asynchronism）
- 由于资源等因素的限制，使进程的执行通常不是“一气呵成”，而是以“停停等等”的方式运行。
- 内存中的每个进程在何时能获得处理机运行，何时又因提出某种资源请求而暂停，以及进程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等，都是不可预知的。很可能是先进入内存的作业后完成，而后进入内存的作业先完成，或者说，进程是以人们不可预知的速度向前推进，此即进程的异步性。
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