极客笔记多道程序操作系统
在本文中，您将了解多道程序操作系统，它的工作原理、优点和缺点。
什么是多道程序操作系统
多道程序操作系统可以在单处理器计算机上运行多个程序。如果一个程序在多道程序操作系统中必须等待输入/输出传输，其他程序可以使用CPU。因此，各个作业可以共享CPU时间。然而，它们的作业执行时间并不一定相同。
当一个程序正在执行时，它被称为 “任务”、“进程” 或 “作业” 。与串行和批处理系统相比，并发程序的执行可以提高系统资源利用率和吞吐量。
多道程序的主要目标是管理整个系统的资源。多道程序系统的关键组成部分包括文件系统、命令处理器、临时区域和I/O控制系统。因此，多道程序操作系统被设计为基于临时区域的子段来存储不同的程序。资源管理例程与操作系统核心功能相互关联。
多道程序操作系统的类型
主要有两种类型的多道程序操作系统。它们分别是：
- 多任务操作系统
- 多用户操作系统
多任务操作系统
多任务操作系统允许同时执行两个或多个程序。操作系统通过逐个将每个程序移到内存中或从内存中移出来来实现这一点。当一个程序被从内存中切换出来时，它暂时保存在磁盘上，直到再次需要它。
多用户操作系统
多用户操作系统允许许多用户通过不同的终端共享强大的中央计算机的处理时间。操作系统通过快速在终端之间切换来实现这一点，每个终端在中央计算机上获得有限的处理器时间。操作系统在终端之间快速切换，每个用户似乎都可以连续访问中央计算机。如果在这样的系统上有很多用户，中央计算机的响应时间变得更加明显。
多道程序操作系统的工作原理
在多道程序系统中，多个用户可以同时完成自己的任务，并将其存储在主内存中。当一个程序正在进行I/O操作时，CPU可以在空闲模式下为各个程序分配时间。
当一个应用程序正在等待I/O传输时，另一个程序随时准备好使用处理器，并且多个程序可以共享 CPU时间 。并非所有作业都同时运行，但可能有多个作业同时在处理器上运行，并且首先执行其他进程的一部分，然后执行另一部分等等。因此，多道程序系统的总体目标是保持CPU忙碌，直到作业池中有一些任务可用。因此，多个程序可以在单处理器计算机上运行，并且CPU永不空闲。
多道程序操作系统的示例
有各种各样的多程序操作系统例子，包括下载应用程序、传输数据， MS-Excel , Google Chrome , Firefox 浏览器 ，还有许多其他应用程序。其他例子有 Windows 操作系统、UNIX 操作系统、像 XENIX、MP/M 和 ESQview 这样的微型计算机。
多程序操作系统的优缺点
多程序操作系统有各种各样的优点和缺点。以下是一些优点和缺点：
优点
多程序操作系统有各种优点。以下是一些优点：
- 它提供较短的响应时间。
- 它可以同时运行多个作业。
- 它有助于优化计算机的总作业吞吐量。
- 多个用户可以同时使用多程序系统。
- 短时间作业比长时间作业更快完成。
- 它有助于改善短时间任务的周转时间。
- 它有助于提高 CPU 利用率，使其不会空闲。
- 资源得到有效利用。
缺点
多程序操作系统有各种缺点。以下是一些缺点：
- 它非常复杂和复杂。
- 需要进行 CPU 调度。
- 需要内存管理，因为所有类型的任务都存储在主内存中。
- 管理所有进程和任务是一项艰巨的任务。
- 如果有大量作业，那么长期作业将需要长时间等待。