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  • 2021-07-28 04:14:20

    多道程序设计是指?

    是在计算机内存中同时存放几道相互独立的程序,使它们在管理程序控制之下,相互穿插的运行。 两个或两个以上程序在计算机系统中同处于开始到结束之间的状态。这就称为多道程序设计。

    多道程序技术运行的特征:多道、宏观上并行、微观上串行。

    多道程序设计必须有硬件基础作为保证。

    所谓多道程序设计指的是允许多个程序同时进入一个计算机系统的主存储器并启动进行计算的方法。也就是说,计算机内存中可以同时存放多道(两个以上相互独立的)程序,它们都处于开始和结束之间。从宏观上看是并行的,多道程序都处于运行中,并且都没有运行结束;从微观上看是串行的,各道程序轮流使用cpu,交替执行。引入多道程序设计技术的根本目的是为了提高cpu的利用率,充分发挥计算机系统部件的并行性,现代计算机系统都采用了多道程序设计技术。

    多道程序设计的出现,加快了os的诞生

    多道程序设计的基本特征:间断性、共享性、制约性。

    多道程序设计技术

    多道程序设计技术是指在内存同时放若干道程序,使它们在系统中并发执行,共享系统中的各种资源。当一道程序暂停执行时,cpu立即转去执行另一道程序。

    [特点]:多道、宏观上并行(不同的作业分别在cpu和外设上执行)、微观上串行(在单cpu上交叉运行)。

    [多道批处理系统]:将多道程序设计技术应用于批处理系统,就形成多道批处理系统。

    多道程序设计技术 对 操作系统的形成起到的作用:

    操作系统在引入多道程序设计技术后,使得系统具有了多道,宏观上并行,微观上串行的特点。

    多道程序设计主要是使os能更好地对计算机进行管理 。

    使计算机的硬件资源得到更充分的利用 。

    在os中引入多道程序设计技术带来的好处:

    1.提高cpu的利用率

    2.提高内存和i/o设备利用率

    3.增加系统吞吐量

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  • 采用多道程序设计可以提高处理器的利用率。多道程序设计技术充分发挥了处理器与外围设备以及外围设备之间的并行工作能力,从而提高处理器和其他各种资源的利用率。下面从程序的顺序执行、程序的执行环境和程序的并发...

    采用多道程序设计可以提高处理器的利用率。多道程序设计技术充分发挥了处理器与外围设备以及外围设备之间的并行工作能力,从而提高处理器和其他各种资源的利用率。下面从程序的顺序执行、程序的执行环境和程序的并发执行几方面介绍多道程序设计模型。

    一、程序的顺序执行

    程序是一个在时间上按严格次序前后相继的操作序列,这些操作是机器指令或高级语言编写的语句。人们习惯的传统程序设计方法是顺序程序设计,计算机也是以顺序方式工作的:处理器一次执行一条指令,对内存一次访问一个字节或字,对处部设备一次传送一个数据块。顺序处理也是人们习惯的思考方法,为了解决一个复杂的问题,人们把它分解成一些较为简单、易于分析的小问题,然后逐个解决。也可以把一个复杂的程序划分为若干个程序段,然后按照某种次序逐个执行这些程序段。

    我们把一个具有独立功能的程序独占处理器直到得到最终结果的过程称为程序的顺序执行。程序的顺序执行具有如下特点。

    1.顺序性

    程序所规定的动作在机器上严格地按顺序执行。每个动作的执行都以前一个动作的结束为前提条件,即程序和机器执行它的活动严格一一对应。

    2.封闭性

    程序运行后,其计算结果只取决于程序自身,程序执行得到的最终结果由给定的初始条件决定,不受外界因素的影响。程序所使用的资源(包括处理器、内存、文件等)是专有的,这些资源的状态(除了初始状态外)只有程序本身的动作才能改变。

    3.程序执行结果的确定性

    也称为程序执行结果与时间无关性。程序执行的结果与它的执行速度无关,即处理器在执行程序时,任意两个动作之间的停顿对程序的计算结果都不会产生影响。

    4.程序执行结果的可再现性

    如果程序在不同的时间执行,只要输入的初始条件相同,则无论何时重复执行该程序都会得到相同的结果。

    程序的顺序性和封闭性是一切顺序程序所应具有的特性,从这两个特性出发,不难引出程序执行时所具有的另外两个特性。顺序程序与时间无关的特性,可使程序的编制者不必去关心不属于他控制的那些细节(如操作系统的调度算法和外部设备操作的精确时间等);顺序程序执行结果的可再现性,则对程序检测和校正程序的错误带来了方便。

    二、程序的并发执行

    所谓程序并发执行,是指两个或两个以上程序在计算机系统中,同时处于已开始执行且尚未结束的状态。能够参与并发执行的程序称为并发程序。程序的并发执行,可以充分利用系统的资源,提高计算机的处理能力。但是,程序的并发执行产生了一些和程序顺序执行时不同的特性。程序的并发执行有如下特征。

    1.在执行期间并发程序相互制约

    资源的共享和竞争存在于多道程序的并发执行中,从而制约了各道程序的执行速度。由于本来并无逻辑关系的程序之间产生了相互制约的关系,而各个程序活动的工作状态与所处环境有密切关系,使并发程序的执行出现了“执行——暂停——执行”的活动现象。

    2.程序与计算不再一一对应

    在并发执行中,允许多个用户进程调用一个共享程序段,从而形成了多个“计算”。如在分时系统中,一个编译程序往往同时为几个用户提供编译服务,该编译程序便对应了几个“计算”。

    3.并发程序的执行结果不可再现

    并发程序执行结果与其执行的相对速度以及并发执行的多道程序之间的相互关系有关,导致并发程序的执行结果不可再现,即执行结果是不确定的。

    4.程序的并行执行与程序的并发执行

    多道程序的并发执行是指它们在宏观上,即在某一段时间周期内是同时进行的(这个时间周期,比处理器的指令处理周期要长得多,但是从操作人员的感觉来看,仍然时一个瞬间)。但从微观上看,除了多处理器系统外,在单处理器系统中,这些程序仍然是顺序执行的。

    程序的并行执行与程序的并发执行,这两者存在着差别。前者是指不论从宏观的时间周期上看,还是从微观上看,若干程序确实在同时运行;而程序的并发执行,如果在单处理器系统中,它们在宏观上是同时进行的,但在微观上,这些程序仍然是顺序执行的

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  • 多道程序设计和分时

    2021-06-15 11:41:31
    多道程序设计 分时 简单批处理 一些其他补充 1多道程序设计 1.设计起因:单用户通常不能总使cpu和设备在所有时间都忙碌。 2.概念:在内存中同时存在道作业,在管理程序的控制下“相互穿插运行”(交替运行) 3....
    分类:(3类)
    1. 多道程序设计
    2. 分时
    3. 简单批处理
    4. 一些其他补充
    1多道程序设计

    1.设计起因:单用户通常不能总使cpu和设备在所有时间都忙碌。
    2.概念:在内存中同时存在多道作业,在管理程序的控制下“相互穿插运行”(交替运行)
    3.目的:提高cpu的利用率,充分发挥并行性。
    多道程序和单道程序运行例子

    2分时(多任务)(时间片)

    1.分时系统:一种联机的多用户交互式操作系统
    (其实是多道程序设计的延伸)
    (每个用户都能实时得到服务)
    (unix就是常见的分时系统)
    2.特点:采用时间片轮转的方式。
    3.优点:保证用户获得足够小的响应时间,提高了交互能力,时间响应好,但是比多道批处理系统开销大。

    3批处理

    1.定义:用户将一批作业提交操作系统后就不再干预。由操作系统控制自动运行。
    2.特点:不具有交互性,但可以提高cpu的利用率。

    其他补充

    1【并行与并发】
    并行:同一时刻运行
    并发:同一时间间隔内依次运行

    2【控制设备工作的物理部件是:设备控制器】

    3【分时和多道程序】的同异
    同:
    1都可以同时处理和执行多个作业
    2都充分利用并行性
    都提高了cpu的利用率,都需要在内存中保存多个作业。
    异:
    分时是给不同的用户使用。
    多道程序是给不同程序之间使用。

    4:批处理系统、分时系统和实时系统这三种基本操作系统都具有四个共性:并发性、共享性、虚拟性、异步性;

    补充:
    1终端型作业是在 多道程序系统 中,一个作业被提交后,必须经过 处理机调度 后方能获得处理机。
    通常在分时系统中运行的作业称为终端型作业

    2分时操作系统将系统处理机时间与内存空间按一定的时间间隔,轮流地切换给各终端用户的程序使用。在一台机器上表现为处理器在一个时间内只处理一个进程或程序,不同时进行多任务处理。

    实时则为同时可以进行多个任务的处理,即多个进程可以在同一时间段进行,共同利用CPU和内存。

    批处理是指用户将一批作业提交给操作系统后就不再干预,由操作系统控制它们自动运行。

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  • 采用了多道程序设计技术的操作系统具有如下特性 : ① 并发性。它 是指两个或两个以上的事件或活动在同一时间间隔内发生。操作系统是一个并发系统,并发性是它的重要特征,操作系统的并发性指计算机系统中同时...

     

    采用了多道程序设计技术的操作系统具有如下特性 :

    ① 并发性。它 是指两个或两个以上的事件或活动在同一时间间隔内发生。操作系统是一个并发系统,并发性是它的重要特征,操作系统的并发性指计算机系统中同时存在若干个运行着的程序,因此,它应该具有处理和调度多个程序同时执行的能力。

    ②共享性。 共享指计算机系统中的资源可被多个并发执行的用户程序和系统程序共同使用,而不是被其中某一个程序所独占。 共享有两种形式:其一是顺序共享。其二是并发共享。

    ③ 不确定性。 不确定性也称 异步性。 在多道程序并发执行的环境中,各程序之间存在着直接或间接的联系,程序的推进速 度会受到运行环境的影响,若不能正确控制,则执行结果会因为运行环境的不同而不同。

    ④ 虚拟性。虚拟性是指操作系统中的一种管理技术,它是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。所谓虚拟是指物理上没有提供,但是逻辑上却具备的功能。在用户看来好像是物理上原来就具有的功能一样。采用虚拟技术的目的是为了提高资源利用率和为用户提供易于使用、方便高效的操作环境。

     

    多道程序设计技术是在计算机主存中同时存放几道相互独立的程序,它们在操作系统控制之下,相互穿插的运行。

     

    多道程序运行的特征:

      1、多道:计算机主存中同时存放几道相互独立的程序。

      2、宏观上并行:同时进入系统的几道程序都处于运行过程中,即它们都开始运行,但都未运行完毕。

      3、微观上串行:从微观上看,主存中的多道程序轮流或分时地占有处理机,交替运行。

     

    分时操作系统和多道程序操作系统的区别

    多道程序系统是在计算机内存中同时存放几道相互独立的程序,使它们在管理程序控制之下,相互穿插的运行。 两个或两个以上程序在计算机系统中同处于开始和结束之间的状态。这就称为多道程序技术运行的特征:多道、宏观上并行、微观上串行。

     

     

        多道程序设计指的是允许多个程序同时进入一个计算机系统的主存储器并启动进行计算的方法。也就是说,计算机内存中可以同时存放多道(两个以上相互独立的)程序,它们都处于开始和结束之间。从宏观上看是并行的,多道程序都处于运行中,并且都没有运行结束;从微观上看是串行的,各道程序轮流使用CPU,交替执行。引入多道程序设计技术的根本目的是为了提高CPU的利用率,充分发挥计算机系统部件的并行性,现代计算机系统都采用了多道程序设计技术。

     

     

     

        分时操作系统是使一台计算机同时为几个、几十个甚至几百个用户服务的一种操作系统。把计算机与许多终端用户连接起来,分时操作系统将系统处理机时间与内存空间按一定的时间间隔,轮流地切换给各终端用户的程序使用。由于时间间隔很短,每个用户的感觉就像他独占计算机一样。分时操作系统的特点是可有效增加资源的使用率。例如UNIX系统就采用剥夺式动态优先的CPU调度,有力地支持分时操作。

     

     

     

        分时操作系统是给不同用户提供程序的使用,而多道程序系统则是不同程序间的穿插运行。

     

     

     

        总之,分时操作系统主要是针对于多用户来说的,而多道程序系统主要是针对于多程序来说的,注意用户和程序之间的区别
     
     
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    参考1

    参考2 

    转载于:https://www.cnblogs.com/JetpropelledSnake/p/8918535.html

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