操作系统是计算机系统中最基本的软件之一,是计算机硬件与应用程序之间的接口。 它是一个控制和管理计算机硬件和软件资源的程序集合,提供了一个方便、高效、稳定的计算机运行环境。
操作系统有以下基本特征:
并发是指系统中同时存在多个独立的活动实体,例如多个应用程序同时运行。 操作系统需要管理这些活动实体,确保它们之间不会相互干扰,同时给用户的感觉是它们在同时运行。
为了实现并发,操作系统需要实现进程管理、线程管理、中断处理等机制,并且需要精细的调度算法和同步机制,确保程序能够安全高效地运行。
共享是指系统中的资源,如内存、CPU、硬盘等可以被多个程序同时共享使用。 操作系统需要负责管理这些资源的访问,避免资源的浪费或者冲突。
为了实现共享,操作系统需要实现进程间通信、锁机制等机制。
虚拟是指操作系统能够把一个物理资源(如CPU、内存)分配给多个程序使用,每个程序都感觉到自己独占了这个资源。例如,虚拟内存可以让每个程序都能够访问到比实际物理内存更大的一块内存空间。
为了实现虚拟,操作系统需要实现虚拟内存、虚拟文件系统等机制。
异步是指程序的执行并不是一成不变的,会受到事件的影响,例如I/O操作完成、硬件中断等。 操作系统需要能够识别这些事件,做出相应的响应并切换到合适的执行状态。
为了实现异步,操作系统需要实现中断处理、信号量等机制。