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支持多道程序设计的操作系统在运行过程中,不断地选择,操作系统引入多道程序概念的目的

时间:2023-05-04 03:27:55 阅读:178065 作者:2913

在发展初期的批处理系统中,I/O设备和CPU仍然串行运行,CPU时间浪费很大,浪费了CPU的处理能力。 操作系统只有一个可执行程序,执行一项任务时,必须由CPU执行才能执行I/O。 两者不能并行。

即使CPU速度迅速上升,I/O设备的速度也不会大幅上升,因此CPU和I/O设备的速度不一致,矛盾越来越突出。

为了解决这个问题,提出了多个程序的概念。

多程序设计的概念及其相应问题多程序设计:多个程序(工作)同时访问和启动一个计算机系统的内存进行交替计算的方法。 也就是说,可以在计算机上同时存放多个程序,从宏观上看它们是并行的,虽然多个程序正在同时执行,但执行并没有结束。 但微观上是串行的,交替占用CPU并交替执行。 引入多编程技术的根本目的是提高CPU

交替执行多个程序设计中需要考虑的几个问题的多个程序设计理念可以提高系统效率,提高单位时间的处理能力,但是在单个程序的情况下计算时间会变长。 因此,必须理解,通过多种编程提高资源利用率和系统吞吐量是以牺牲用户的工作周转时间为代价的,无延迟计算也是多种编程中应该考虑的问题。

在多通道编程中,需要测量通道的数量。 由于通道数与系统效率并不完全正相关,例如CPU的切换也需要时间。 这通常取决于系统资源和用户要求。 另外,存储器的容量和用户的响应时间也是影响多通道数的重要因素。

综合利弊提高了CPU的利用率

提高了内存和I/O设备的使用率

提高了系统吞吐量

充分发挥了系统的并行性

主要缺点是作业周转时间变长

多编程系统和多编程系统与多编程系统不同,多编程系统是通过配置多个物理CPU,能够真正同时执行多个程序的计算机系统。 为了有效地使用复用处理系统,需要使用多种编程技术。相反,多种编程不一定需要复用处理系统的支持。

要实现多种编程,需要妥善解决三个问题:存储保护和过程浮动。 处理器管理和分配系统资源管理和调度

在多种编程中,内存由多个程序共享,因此硬件必须提供功能,以便内存中的每个程序只能访问自己的区域,以避免相互干扰。 特别是在一个程序发生错误时,保护存储不影响其他程序,也不影响系统程序。

在多编程系统中,在系统中仅配置一个物理处理器的情况下,多个程序必须按顺序占用处理器,涉及处理器的调度,程序在执行中处于三种状态。

执行状态,程序占用处理器时;

待机状态,程序等待某个事件发生时,等待待机状态,例如I/O;

状态,在不占用处理器的情况下满足可执行状态时;

因此,一个程序在执行中始终处于执行、准备、待机三种状态中的任意一种状态,一个程序在执行中其程序的状态发生变化,从执行状态向待机状态的迁移在发生某种事件时发生,从待机状态向准备状态的迁移在待机中

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