
【計】 uniprogrammed system
odd; single
【醫】 azygos; mon-; mono-; uni-
path; road; doctrine; Tao; say; talk; way; method
【醫】 canal; canales; canalis; meatus; passage; path; pathway; tract; tractus
viae
【化】 procedure control system
單道程式控制系統(Single-Program Control System)是一種早期的計算機操作系統類型,其核心特征是在任何時刻隻允許一個用戶程式獨占整個計算機系統的所有硬件和軟件資源,并順序執行。以下是其詳細解釋:
核心定義與運行機制
在單道程式控制系統中,計算機内存中僅駐留一道用戶程式(作業)。該程式從開始運行到結束(或發生錯誤中斷),獨占CPU、内存、I/O設備等所有資源,期間不允許其他程式介入執行。系統按照程式指令的順序嚴格串行處理任務,隻有當前程式完全執行完畢或被終止後,系統才會加載并運行下一道程式。
資源利用特點
由于程式的獨占性,當程式進行I/O操作(如讀寫磁盤待用戶輸入)時,CPU必須空閑等待,直到I/O操作完成。這導緻CPU、内存等關鍵資源在I/O等待期間利用率低下,系統整體吞吐量受限。這是單道批處理系統的主要性能瓶頸。
主要目的與曆史背景
該系統設計旨在減少早期計算機(如晶體管計算機時代)昂貴硬件資源的閑置時間,通過作業自動切換(批處理)替代人工操作,提高一定程度的自動化程度和資源使用效率。它代表了操作系統發展的初級階段,為後續多道程式設計奠定了基礎。
漢英術語對照與擴展解釋
與現代系統的對比
區别于現代多道程式控制系統(Multiprogramming Control System),後者允許多個程式同時駐留内存,并在CPU空閑時(如一個程式等待I/O)快速切換到另一個程式執行,極大提高了CPU利用率和系統吞吐量。單道系統是這一高級并發控制技術的前身。
權威參考來源:
單道程式控制系統是計算機操作系統發展早期的一種資源管理方式,其核心特征是同一時間僅允許一個程式獨占全部系統資源,直到該程式執行完畢才會加載下一個任務。以下是詳細解析:
資源獨占性
程式運行時獨占所有硬件資源,例如CPU在等待I/O操作時會空閑,導緻利用率低下()。
無交互性
用戶無法與運行中的程式交互,屬于批處理系統的典型模式,適用于科學計算等無需實時反饋的任務。
設計簡單
因無需處理任務調度沖突或資源分配問題,系統實現複雜度低,適合早期計算機硬件條件()。
優點:
缺點:
單道程式控制系統是計算機從“手工操作”向多道批處理系統過渡的關鍵階段。20世紀50年代,IBM 701等早期計算機采用此模式,為後續多任務、分時系統的出現奠定了基礎()。
現代操作系統(如Windows、Linux)均采用多道程式設計,允許多個程式并發執行,通過時間片輪轉、優先級調度等機制提升效率。而單道系統因資源浪費問題已被淘汰,僅存于特定嵌入式設備或教學模型中。
如果需要進一步了解其技術實現或曆史案例,可參考操作系統經典教材或早期批處理系統文獻。
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