操作系统-第一章导论02-多道程序设计和分时-电大同步进度

我就是我 2022-11-16 02:43 487阅读 0赞

# 多道程序设计和分时 #

### 内容 ###

简单批处理

多道程序设计

分时

### 简单批处理系统 ###

最早的操作系统？

自动作业调度：自动从一个运行完的作业转换到下一个作业

常驻监控程序（Monitor）：控制作业传输，调度作业运行

单道程序设计

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### 批处理系统 ###

批处理：用户将一批作业提交操作系统后就不再干预，由操作系统控制它们自动运行

批处理操作系统：采用批量处理作业技术的操作系统，单道批处理系统，多道批处理系统

批处理操作系统不具有交互性，提高CPU的利用率

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### 多道程序系统 ###

单用户通常不能总使得 CPU 和设备在所有时间内都忙碌

**多道程序设计：在内存中同时存在**多道作业，在管理程序控制下相互**穿插运行**

通过作业调度**(Job**** ****Scheduling)**选中一个作业并运行， 当该作业必须等待时 (如等待I/O), 切换到另一个作业

**目的**

提高CPU的利用率，充分发挥计算机系统部件的并行性

现代操作系统广泛采用多道程序设计技术

### 多道程序和单道程序运行例子 ###

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### 并行和并发区别 ###

**并行：两个或者多个作业在同一时刻运行**

**并发：两个或多个作业在同一时间间隔内依次运行**， 一个时间段中，有几个作业在同一个处理机上运行，但任一个时刻点上只有一个作业在处理机上运行

随着多核处理器的出现，这两个概念并不严格区分

### 分时系统 ###

分时系统**(****或多任务****)**是多道程序设计的延伸

作业分类：批处理作业，交互作业

时间片：把一段CPU时间按照固定单位进行分割，每个分割得到的时间段称为一个时间片，每个任务依次轮流使用时间片

### 分时系统 ###

一种联机的多用户交互式的操作系统

一般采用时间片轮转方式使一台计算机为多个用户服务。在单位时间内，每个用户获得一个时间片并运行， 保证用户获得足够小的响应时间，并提供交互能力

**原理**

若某个作业在分配的时间片用完之前计算还未完成，该作业就暂时中断，等待下一轮；此时，处理机让给另一个作业使用。

每个用户好象独占一台计算机（时间片小的原因）

**第一个分时系统**

*  CTSS(Compatible Time-Sharing System)
 *  1962年
 *  第一个分时系统
 *  MIT开发
 *  运行在IBM 7094机
 *  支持32个交互式用户

**分时系统例子**

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### 作业 ###

下面关于分时系统的叙述错误的是（）。

*  **A.分时系统主要用于批处理作业**
 *  B.分时系统中每个任务依次轮流使用时间片
 *  C.分时系统的响应时间好
 *  D.分时系统是一种多用户操作系统

（多选）可以并行运行2个进程的计算机，必须具备的条件有（）。

*  **A.操作系统支持多道程序设计技术**
 *  B.程序员实现多进程技术
 *  **C.计算机中安装了多个单核处理器或一个多核处理器**
 *  D.计算机中安装了一个单核处理器

单道批处理系统的核心思想是把一批作业一次装入计算机。

*  A.✓
 *  **B.×**

分时系统比多道批处理系统的系统开销大。

*  **A.✓**
 *  B.×

多道批处理系统的CPU利用率比单道批处理系统高，但是设备利用率差不多。

*  A.✓
 *  **B.×**

**多道程序设计技术和分时技术的联系和区别**

**请从多道程序设计技术和分时技术的共同点和不同点出发，给出至少4个方面的不同和相同之处。**

相同之处：1.都可以同时处理和执行多个作业。

2.都充分利用发挥了计算机系统部件的并行性。

3.都提高了CPU的利用率。

4.都需要在内存中同时保存多个作业。

5.分时技术本身就是多道程序设计技术的延伸。

不同之处：1.分时操作系统是给不同用户提供程序的使用，而多道程序系统则是不同程序间的穿插运行。

2.分时操作系统主要是针对于多用户来说的，而多道程序系统主要是针对于多程序来说的。

3.分时系统要求计算机系统是可交互的，而多道程序系统没有提供用户与计算机系统的交互。

4.分时系统中CPU的使用权变更比多道系统中频繁得多，因为分时系统需要保证多个用户同时的使用体验，CPU的切换必须非常快；而多道系统只强调效率，单个程序持续占用CPU的时间会长得多。

**并行和并发的区别，请结合1-2个实例，讨论并行和并发的区别。**

从定义上来看，并行指的是两个或多个作业在同一时刻同时运行；

并发指的是两个或多个作业在同一时间间隔内依次运行。

从实例来看，假设有两条队的人排队买咖啡，如果两条中同一行的人可以在同一时刻打到咖啡，这类似于并行；但如果两条队伍的人轮流从唯一一个咖啡机倒咖啡，则一次只能有一个人买到咖啡，这类似于并发。

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