操作系统多道程序设计和多任务处理的区别

操作系统是控制计算机硬件和其他软件程序的重要组成部分。它可以被描述为一个中间人。用户无法直接使用机器语言向CPU发出命令，CPU也无法直接与用户通信。因此，需要一个中间人来在用户和CPU之间进行所有交互的通信和翻译。

除了执行基本任务，如管理外围设备、在屏幕上显示输出以及跟踪数据和文件之外，操作系统还执行更高级的功能，例如多道程序设计和多任务处理。

在本文中，您将学习多道程序设计和多任务处理之间的区别。但在讨论区别之前，您需要了解多道程序设计和多任务处理的概念。

操作系统多道程序设计和多任务处理的区别

什么是多道程序设计

多道程序设计操作系统可以在单个处理器机器上运行多个程序。如果一个单独的应用程序在多道程序设计操作系统中需要等待I/O传输，其他程序始终可以使用CPU。因此，多个作业可以共享CPU的时间。然而，在多道程序设计操作系统中，并不预定义它们的作业是否会同时执行。

如果一个程序正在被执行，它被称为 一个“进程”、“作业”或“任务” 。同时执行程序有助于提高系统资源利用率和系统吞吐量性能，相比串行和批处理系统。

多道程序设计的优缺点

多道程序设计有各种优点和缺点。其中一些如下所示：

优点

它提供高CPU利用率。
它具有较短的响应时间。
它可以为作业分配优先级。

缺点

其调度实现并不容易。
它需要更多的管理。

什么是多任务处理

多任务处理意味着同时处理多个任务，例如在使用计算机时同时听音乐。此外，使用浏览器，在互联网上搜索某些内容并创建一个Word文档作为您的任务。看起来所有任务都在同时进行。并非所有任务都在同时进行，处理器在它们之间快速切换，导致我们认为它们在同时进行。

多任务处理与多道程序设计类似，即将CPU分配给一个进程一段指定的时间，即 “时间片” 之后，CPU进行 “上下文切换” 到另一个进程。它同时运行多个程序。

计算机需要大量内存才能执行多任务处理（ RAM或ROM ）。它的主要目的是提高CPU的响应时间。用户可以在多任务处理期间与系统交互，例如在打印过程运行时输入一封信。

多任务处理是一个非常复杂的系统。它基于时间片原理，为每个要完成的活动分配一定的时间。当程序需要高度并行性时，它尤其有用。它为每个程序提供一定的运行时间。

多任务处理的优缺点

多任务处理有各种优点和缺点。其中一些如下所示：

优点

它提供逻辑并行性。
它提供较短的响应时间。
它提供CPU利用率。

缺点

它无法在低速处理器上执行。
它需要大量存储内存来执行工作。

多道程序设计和多任务处理的主要区别

有关多重编程和多任务处理的主要区别如下：

多重编程主要用于通过组织应用程序总是有一个程序执行来最大化CPU利用率。另一方面，多任务处理旨在通过在多个用户之间共享计算资源来提高反应时间。
多重编程主要关注增加CPU使用率。这些程序被组织成CPU永远不会空闲；它将始终执行一个程序再执行另一个程序。另一方面，多任务处理旨在提高CPU的反应时间。
多重编程建立在上下文切换的概念上，这是一种常见的过程，允许CPU在使用单处理器设备时从一个进程切换到另一个进程。进程控制块（PCB）保存活动进程的状态，以便CPU从相同位置继续执行。另一方面，多任务处理基于时间共享，它以相同的时间完成每个活动或进程。
两个术语几乎具有相同的含义，并且在现代操作系统中使用的是常见术语，尽管它们有不同的目的。多重编程主要依赖计算机能够存储程序以减少CPU空闲时间。调度算法用于分配进程。操作系统一次运行一个程序的一部分，然后是另一个程序的一部分，依此类推。另一方面，CPU允许多个进程通过时间共享同时运行，并在多任务处理操作系统中正确执行它们。
多重编程执行任何进程所需的时间最长，而多任务处理执行任何进程所需的时间最短。
多重编程可以在具有少量RAM或ROM内存的计算机上执行，它不需要大量内存。另一方面，多任务处理需要大量的存储器来同时完成所有的作业或进程。

多重编程和多任务处理的竞争比较

在这里，有关多重编程和多任务处理的竞争比较有很多。其中一些如下：

特性	多程序设计	多任务处理
基本	允许多个程序同时利用CPU。	多程序设计系统的补充还允许用户交互。
机制	基于上下文切换机制。	基于时间共享机制。
目标	有助于减少CPU闲置时间，尽可能增加吞吐量。	有助于同时运行多个进程，有效提高CPU和系统吞吐量。
执行	在多程序设计系统中，当一个作业或进程完成执行或切换到I/O任务时，系统会短暂地暂停该进程。它从进程调度池（等待队列）中选择另一个进程来运行。	在多处理系统中，通过分配固定时间的CPU，多个进程可以同时运行。
CPU切换	在多用户环境中，CPU快速切换程序/进程。	在单用户环境中，CPU切换各个程序的进程。
时间	执行过程需要最长的时间。	执行过程需要最短的时间。