
【计】 multisegment mode
excessive; many; more; much; multi-
【计】 multi
【医】 multi-; pleio-; pleo-; pluri-; poly-
【计】 code segment; program segment; routine root
way; fashion; pattern; system
【计】 action; M; mode
【医】 mode; modus
【经】 mode; modus; tool
在计算机科学领域,"多程序段方式"(Multiprogramming with Fixed Tasks)是一种操作系统资源管理技术,其核心思想是通过在内存中同时驻留多个程序段(任务),使CPU能够在程序等待I/O操作时切换执行其他任务,从而显著提升系统吞吐量和资源利用率。
汉英对照释义
完整术语可译为:Multiprogramming with Fixed Tasks ,强调内存中预先加载固定数量的任务并交替执行。
技术原理
当某个程序因I/O操作进入等待状态时,操作系统立即将CPU分配给内存中其他就绪状态的程序段。这种切换避免了CPU空闲,其效率提升可通过以下公式量化:
$$ text{CPU利用率} = 1 - left( frac{text{I/O等待时间}}{text{总时间}} right)^n $$
其中 ( n ) 为内存中并行的程序段数量 。
内存分区管理
操作系统需将物理内存划分为固定大小的分区(Fixed Partition),每个分区装载一个程序段。例如,IBM OS/360的MFT(Multiprogramming with a Fixed number of Tasks)即采用此架构 。
调度机制
基于优先级的作业调度器(Job Scheduler)负责选择待加载任务,而短期调度器(CPU Scheduler)执行任务切换。典型场景如批处理系统(Batch Processing Systems)。
该技术是早期多道程序设计(Multiprogramming)的核心实现方式,20世纪60年代应用于大型机系统(如IBM System/360),解决了单道程序系统的CPU闲置问题,为现代分时系统(Time-Sharing)奠定基础 。当前嵌入式实时操作系统(RTOS)中仍可见其变体应用。
权威参考文献
多段式编程(也称为多程序段方式)是一种将复杂程序分解为多个独立功能模块的软件开发方法。以下是详细解释:
通过功能拆分实现代码结构化,将单一的长程序划分为多个逻辑段落(模块或函数),每个段落专注完成特定任务。例如:
对比维度 | 多段式编程 | 传统单段编程 |
---|---|---|
代码结构 | 树状模块化 | 线性顺序 |
维护难度 | 局部修改不影响整体 | 牵一发而动全身 |
协作效率 | 支持并行开发 | 需顺序开发 |
该方法在操作系统开发(如Linux内核模块化设计)和大型商业系统构建中应用广泛。具体实现时需注意模块粒度的控制,建议单个模块代码量不超过200行。
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