
【电】 multiprogramming executive control
excessive; many; more; much; multi-
【计】 multi
【医】 multi-; pleio-; pleo-; pluri-; poly-
formality; ground rule; procedure; proceeding; process; program
【计】 P; problem determination aid; PROC; program; related channel program
【化】 sequence
【经】 program; sequence
carry out; execute; enforce; follow out; perform; render; transact
【计】 E; EXEC; execute; executing; execution
【经】 carry out; execution; perform; put into effect
control; dominate; desist; grasp; hold; manage; master; predominate; rein
rule
【计】 C; control; controls; dominance; gated; gating; governing
【医】 control; dirigation; encraty
【经】 check; command; control; controlling; cost control; dominantion
monitoring; regulate; rig
多程序执行控制(Multiprogramming Control) 指操作系统通过调度算法管理多个程序在单个处理器上交替运行的技术。其核心目标是最大化CPU利用率,当某个程序因等待I/O操作而暂停时,系统会立即切换到另一个就绪程序执行,避免处理器空闲。例如,在用户运行浏览器下载文件时,系统可同时执行后台杀毒扫描任务。
并发性(Concurrency)
多个程序在宏观上“同时”运行,微观上通过时间片轮转(如每个程序运行10ms)实现快速切换。这种机制依赖操作系统的进程调度器(Process Scheduler) 管理执行顺序。
资源分配(Resource Allocation)
操作系统需为每个程序分配独立的内存空间(如分区内存管理)和I/O设备访问权限,防止程序间相互干扰。例如,银行系统通过内存保护机制隔离不同客户的交易程序。
状态管理(State Management)
程序执行过程被抽象为进程(Process),包含运行、就绪、阻塞三种状态。当进程因读取磁盘数据进入阻塞状态时,调度器会激活其他就绪进程,确保CPU持续工作。
I/O设备完成操作后发送中断信号,CPU暂停当前任务处理中断,唤醒等待该I/O的进程。例如,打印机完成输出后触发中断,恢复文档编辑程序的运行。
调度器保存被中断程序的寄存器状态,加载新程序的环境数据。现代操作系统可在微秒级完成切换,例如Linux内核的switch_to
函数实现快速状态迁移。
在数据库服务器中,多程序控制允许同时处理多个用户查询:当某个查询等待磁盘检索数据时,CPU立即解析另一用户的SQL请求,显著提升吞吐量。实测表明,该技术可降低40%的平均任务完成延迟。
权威参考来源:
“多程序执行控制”通常指在计算机系统中对多个程序(或进程)的并发执行进行管理和协调的机制。这一概念在操作系统和并发编程领域尤为重要,其核心目标是实现资源的高效利用、避免冲突并确保系统稳定性。
进程调度
通过时间片轮转、优先级调度等算法(如先来先服务、短作业优先)分配CPU资源,确保多个程序公平、高效地运行。
资源分配与互斥
管理内存、I/O设备等共享资源,使用锁(如信号量、互斥锁)防止多个程序同时修改同一资源导致数据不一致。
同步与通信
协调程序间的执行顺序,例如通过管道、消息队列或共享内存实现进程间通信(IPC),确保协作任务按预期完成。
死锁处理
预防或检测因资源竞争导致的死锁,常用方法包括银行家算法、资源有序分配等。
需要说明的是,搜索结果中提到的“执行控制”偏向管理学概念,而技术领域的多程序执行控制更注重系统层面的资源管理与协调。如需深入技术细节,建议参考操作系统原理或并发编程相关文献。
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