
【計】 multisegment mode
excessive; many; more; much; multi-
【計】 multi
【醫】 multi-; pleio-; pleo-; pluri-; poly-
【計】 code segment; program segment; routine root
way; fashion; pattern; system
【計】 action; M; mode
【醫】 mode; modus
【經】 mode; modus; tool
在計算機科學領域,"多程式段方式"(Multiprogramming with Fixed Tasks)是一種操作系統資源管理技術,其核心思想是通過在内存中同時駐留多個程式段(任務),使CPU能夠在程式等待I/O操作時切換執行其他任務,從而顯著提升系統吞吐量和資源利用率。
漢英對照釋義
完整術語可譯為:Multiprogramming with Fixed Tasks ,強調内存中預先加載固定數量的任務并交替執行。
技術原理
當某個程式因I/O操作進入等待狀态時,操作系統立即将CPU分配給内存中其他就緒狀态的程式段。這種切換避免了CPU空閑,其效率提升可通過以下公式量化:
$$ text{CPU利用率} = 1 - left( frac{text{I/O等待時間}}{text{總時間}} right)^n $$
其中 ( n ) 為内存中并行的程式段數量 。
内存分區管理
操作系統需将物理内存劃分為固定大小的分區(Fixed Partition),每個分區裝載一個程式段。例如,IBM OS/360的MFT(Multiprogramming with a Fixed number of Tasks)即采用此架構 。
調度機制
基于優先級的作業調度器(Job Scheduler)負責選擇待加載任務,而短期調度器(CPU Scheduler)執行任務切換。典型場景如批處理系統(Batch Processing Systems)。
該技術是早期多道程式設計(Multiprogramming)的核心實現方式,20世紀60年代應用于大型機系統(如IBM System/360),解決了單道程式系統的CPU閑置問題,為現代分時系統(Time-Sharing)奠定基礎 。當前嵌入式實時操作系統(RTOS)中仍可見其變體應用。
權威參考文獻
多段式編程(也稱為多程式段方式)是一種将複雜程式分解為多個獨立功能模塊的軟件開發方法。以下是詳細解釋:
通過功能拆分實現代碼結構化,将單一的長程式劃分為多個邏輯段落(模塊或函數),每個段落專注完成特定任務。例如:
對比維度 | 多段式編程 | 傳統單段編程 |
---|---|---|
代碼結構 | 樹狀模塊化 | 線性順序 |
維護難度 | 局部修改不影響整體 | 牽一發而動全身 |
協作效率 | 支持并行開發 | 需順序開發 |
該方法在操作系統開發(如Linux内核模塊化設計)和大型商業系統構建中應用廣泛。具體實現時需注意模塊粒度的控制,建議單個模塊代碼量不超過200行。
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