多道程式設計(multiprogramming)和作業系統中的多工處理(multitasking in operating system)的區別

作業系統是計算機最重要的軟體和核心，它不僅管理計算機內部的記憶體和程序，而且允許使用者執行應用軟體。它是一組程式的集合，抽象出系統的硬體，並向用戶呈現一個完整的虛擬機器。除了跟蹤檔案或目錄、控制外圍裝置、向顯示屏傳送輸出等基本任務外，作業系統還具有多道程式設計和多工處理等更高的用途，以確保並行執行的程式不會相互幹擾。現代作業系統不僅有利於並行處理，而且分時處理只是多道程式設計的一個概念。多工只是多道...

什麼是多道程式設計(multiprogramming)？

多道程式設計是多個使用者同時使用一個CPU使用計算機的能力。其思想是有效地利用處理器建立多個隨時可以執行的程序，每個程序屬於不同的使用者。如果當前程序由於某種原因而暫停，因為它必須等待某個特定事件，那麼作業系統會將CPU分配給佇列中的另一個程序。多道程式作業系統簡化了整個操作，最大限度地提高了CPU利用率，從而減少了CPU的空閑時間。這樣做的目的是讓CPU盡可能長時間處於繁忙狀態。

什麼是多工處理(multitasking)？

多工是指一個使用者在同一臺計算機上利用多個CPU同時執行多個程序。例如，在多工作業系統中，您可以使用一個程式處理word文件，同時使用另一個程式收聽音樂。當計算機上的程式需要高度並行時，多工處理是有效的。它基於分時的概念，因為多個程序或任務可以在一個固定的時間間隔內進行相應的切換，因此使用者可以認為它們是併發執行的。

多道程式設計和多工處理的區別

多道程式設計和多工術語

多道程式設計是並行處理的一種基本形式，意味著多個程序同時在一個處理器上執行。在現代作業系統中，當多個程式或程序在單個處理器上執行時，作業系統的工作就是有效地管理所有程序。多工是指作業系統使用多個CPU一次執行多個任務的能力。它基本上在一個系統中使用兩個或多個CPU來分配共享公共資源（包括CPU和記憶體）的任務。

多道程式設計和多工的概念

多道程式設計基於上下文切換的概念，上下文切換是一個標準的過程，有助於利用單個CPU將CPU從一個執行緒程序切換到另一個執行緒程序。它將CPU的活動程序的狀態儲存在程序控制塊（PCB）中，以便程序從相同的狀態恢復。另一方面，多工處理基於分時的概念，分時是一種為每個使用者提供一部分分時系統的技術，允許使用者同時共享相同的資源。這是多道程式設計的邏輯延伸。

工作

這兩個術語具有幾乎相同的含義，是現代作業系統中常用的術語，但目標不同。多道程式設計的概念僅僅是基於計算機在較長時間記憶體儲程式或指令以減少CPU空閑時間的能力。程序分配是透過排程演算法完成的。作業系統一次執行一個程式的一部分，然後執行另一個程式的一部分，依此類推。在多工作業系統中，CPU允許多個程序透過分時同時執行並相應地執行它們。

客觀的

在多道程式作業系統中，其思想是提供使用者之間的完全透明性，因為多個使用者共享同一個CPU，從而快速地從一個使用者切換到另一個使用者，以提高CPU利用率。它允許在沒有使用者與系統互動的情況下高效地分配資源。作業系統先執行一個程式的一部分，然後執行另一個程式，但似乎所有程式都是同時執行的。在多工作業系統中，使用者被程式或程序取代，每個程序佔用相當一部分CPU時間。這個過程發生得太快了，似乎有多個任務同時執行。

多道程式與多工：比較圖

總結 - 多道程式設計(of multiprogramming) vs. 多工處理(multitasking)

簡而言之，這兩個術語通常相互結合來表示現代作業系統，但目標和功能不同。多道程式作業系統允許多個程式同時使用一個CPU執行，而多工作業系統允許多個程序或任務同時使用多個CPU執行。多道程式設計基於上下文切換，它不允許CPU閑置，從而最大限度地提高CPU利用率，而多工處理基於分時，因為多個任務可以根據優先順序以固定的時間間隔進行切換，以獲得最大的CPU效能。

發表於 2021-06-25 18:13
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分類：科技

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