多道程序模型是什么

时间:2025-01-27 03:32:29 手机游戏

多道程序模型是一种 允许多个程序同时进入一个计算机系统的内存并启动进行计算的方法。这些程序交替进行,共同分享软件资源和硬件资源。从宏观上看,多道程序是并行的,因为它们都在运行之中;从微观上看,多道程序是串行的,因为CPU每次只处理一个程序,交替执行。

多道程序设计模型的目的是提高CPU的利用率。理论上,如果进程用于计算的平均时间是进程在内存中停留时间的20%,且内存中同时有5个进程,则CPU将一直满负载运行。然而,这个模型在现实中过于乐观,因为它假设这些进程不会同时等待I/O操作。

一个更现实的模型是从概率的角度来看CPU的利用率。假设一个进程等待I/O操作的时间与其停留在内存的时间比为p。当内存中同时有n个进程时,所有n个进程都在等待I/O的概率是p^n。因此,CPU的利用率可以表示为1-p^n,其中n称为多道程序设计的道数。

多道程序设计技术必须有硬件基础作为保证,通常涉及操作系统的支持,操作系统将CPU时间分割成很短的时间片,并在每个时间片中将CPU分配给不同的程序,从而实现多个程序的并发执行,提高系统的吞吐量和利用率。

总结:

多道程序模型允许多个程序同时进入内存并交替执行,提高CPU利用率。

理论上,CPU利用率可以达到100%,但实际受I/O操作等待时间影响。

现实中,CPU利用率通过概率模型进行计算。

多道程序设计需要操作系统的支持,通过时间片轮转等方式实现并发执行。