
【计】 multiprograming; multiprogramming
多道程序设计(Multiprogramming)是操作系统领域的重要概念,指在单个处理器上通过任务调度机制,使多个程序同时驻留内存并交替执行的技术。其核心目标是通过并行化操作提高系统资源利用率,该技术被视为现代操作系统任务管理的基础。
从技术实现角度分析,多道程序设计包含以下三个关键机制:
该技术1960年代由IBM在OS/360系统中首次商业化应用,其英文术语"Multiprogramming"在IEEE Std 1003.1-2017标准中明确定义为"concurrent execution of multiple processes"。与多任务处理(Multitasking)的主要区别在于:多道程序设计侧重系统级资源分配,而多任务处理更强调用户感知层面的并发体验。
在当代计算环境中的应用包括:
根据ACM SIGOPS公布的性能测试数据,采用多道程序设计可使CPU利用率从单道系统的30%提升至85%以上。但需注意可能引发的优先级反转和死锁问题,这些问题在《操作系统概念》第九版中有详细解决方案论述。
多道程序设计(Multiprogramming)是操作系统中的一种核心技术,旨在通过高效管理计算机资源提升系统整体性能。其核心思想可概括为以下几点:
多道程序设计允许多个程序同时驻留在内存中,由操作系统动态调度它们交替使用CPU。当某个程序因等待I/O操作(如读取磁盘、用户输入)而暂停时,CPU会立即切换到另一个就绪程序,避免空闲等待。
多道程序设计是现代操作系统的基石。例如:
其局限性在于程序间可能因资源竞争导致复杂性增加,需依赖操作系统的进程同步与保护机制解决。
通过多道程序设计,计算机从早期的串行批处理迈向了高效并发时代,为后续的多任务、分布式计算奠定了基础。
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