程序大概要运行做双眼皮费用多少次次，才接近设计的50%概率

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2016-12-13 15:41 标签： 马蓉被宋哲干了多少次
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管理程序阶段多道程序设计与操作系统的形成
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的操作都是并行的。不难算出，此时处理器的利用率为：
&（52+42）/150 & 63％
由此可以看出，让几道程序同时进入内存计算比一道道串行地进行计算时的 CPU效率要高。因为，当某道程序因故不能继续运行下去时，管理程序便把 CPU分给另外一道程序执行，这样可使 CPU和 I/O设备尽量都处于忙碌状态，这就是要采用多道程序设计方法的主要原因。具有处理器和外围设备并行工作能力的计算机采用多道程序设计技术后，可以提高处理器和 I/O设备的并行性，从而，也就能提高整个系统的效率，即增加单位时间内算题的数量。例如，有甲、乙两道程序，如果让一道程序独占计算机单道运行时每道程序要花去一个小时，若此时处理器的利用率为 30％，粗略地说，甲（或乙）程序执行时所需要的处理器时间为：
&1小时&30％＝18分钟
假定甲、乙两道程序按多道程序设计方法同时运行，处理器的利用率达 50％，那么，要提供 36分钟的处理器时间，大约要运行 72分钟。所以，粗略地估计，采用多道程序设计技术时只要大约 72分钟就可以将两道程序计算完毕。然而，由于操作系统调度要花费处理器时间，所以，实际花费的时间可能还要长些，例如，共要花 80分钟。而单道运行时，甲、乙依次执行完需 120分钟。因而；采用多道程序设计方法后可以提高效率：
(120&80)／120&33％但是从甲、乙两道程序来看，如果单道运行，它花 60分钟就可以得到结果，而多道运行时，却要花 80分钟才有结果，延长了 20分钟，即延长了 33％的时间。所以，
采用多道程序设计方法后，提高了系统效率，即增长了单位时间的算题量，但是，对于每一道程序来说，却延长了计算时间。所以，多道程序设计技术提高资源利用率和系统吞吐率是以牺牲用户的作业周转时间为代价的。对于一些实时响应的计算问题，延长 10％的计算时间可能都是难以接受的。因此，这个问题在多道程序设计中必须引起注意。
在多道程序设计中，还有一个值得注意的问题是道数的多少。从表面上看，似乎道数越多越能提高效率，但是道数的多少绝不是任意的，它往往由系统的资源以及用户的要求而定。例如，如果上述甲、乙两道程序都要用行式打印机，而系统只有一台行式打印机，就算它们被同时接受进入计算机内存运行，未必能提高效率。因为，可能程序甲计算了一段时间后要等程序乙不再使用行式打印机时，即程序乙结束后，才能继续运行。此外，内存储器的容量和用户的响应时间等因素也影响多道程序道数的多寡。可以采用概率方法来算出 CPU的利用率，假如一道程序等待 I/O操作的时间占其运行时间的比例为 p，当内存中有 n道程序时，则所有 n道程序都等待 I/O的概率是 pn，亦即这时 CPU是空闲的。那么，
CPU的利用率=1-pn
其中，n称多道程序的道数或度数(degree of multiprogramming)，可见 CPU的利用率是 n的函数。如果进程平均花费 80%的时间等待 I/O操作，为了使 CPU时间的浪费低于 10%，至少要有 10道程序在内存中多道运行。事实上，一个用户程序等待从终端输入信息或等待磁盘 I/O，等待时间超过 80%也是常有的事。上述 CPU利用率计算模型很粗略，但却是有效的。假设计算机有 1MB内存，操作系统占用 200KB，其余空间允许 4道用户程序共享，每个占用 200KB。若它们 80%时间用于 I/O等待，则 CPU的利用率(忽略操作系统开销时)=1-(0.8)4=59%。当增加 1MB内存后，多道程序可从 4道增加到 9道，因而，CPU的利用率=1-(0.8)9=87%，也就是说第二个 1MB内存提高了 47%的系统吞吐量。增加第三个 1MB内存只将 CPU的利用率从 87%提高到 96%，吞吐量仅提高了 10%。
下面小结一下操作系统中引入多道程序设计的好处：一是提高了 CPU的利用率，二是提高了内存和 I/O设备的利用率，三是改进了系统的吞吐率，四是充分发挥了系统的并行性。其主要缺点是延长了作业周转时间。
注意，多道程序设计系统与多重处理系统（ multiprocessing system）有差别，后者是指配置了多个物理 CPU，从而，能真正同时执行多道程序的计算机系统。当然要有效地使用多重处理系统，必须采用多道程序设计技术；反过来，多道程序设计不一定要求有多重处理系统支持。多重处理系统的硬件结构可以多种多样，如共享内存的多 CPU结构、网络连接的独立计算机结构。虽然多重处理系统增加了硬件，但却换来了提高系统吞吐量、可靠性、计算能力和并行处理能力的好处。
实现多道程序设计必须妥善地解决三个问题：存储保护与程序浮动；处理器的管理和分配；系统资源的管理和调度。
在多道程序设计的环境中，内存储器为几道程序所共享，因此，硬件必须提供必要的手段，使得在内存储器中的各道程序只能访问它自己的区域，以避免相互干扰。特别是当一道程序发生错误时，不致影响其他的程序，更不能影响系统程序，这就是存储保护。同时，由于每道程序不是独占全机，这样，不能事先规定它运行时将放在哪个区域，所以，程序员在编制程序时无法知道程序在内存储器中的确切地址。甚至，在运行过程中，一个程序也可能改变其运行区域，所有这些，都要求一个程序或程序某一部分能随机地从某个内存储器区域移动到另一个区域，而不影响其执行，这就是程序浮动，或称地址重定位。此外，多道程序共存于内存，会引起内存容量不足，因此，内存扩充也成为操作系统必须要解决好的问题。
在多道程序设计系统里，如果系统仅配置一个物理处理器，那么，多个程序必须轮流占有处理器，这涉及到处理器调度问题。为了说明一个程序是否占有或可以占有处理器，可以把程序在执行中的状态分成三种。当一个程序正占有处理器运行时，就
说它是处于运行状态（运行态）；当一个程序在等待某个事件发生时，就说它处于等待状态（等待态）；当一个程序等待的条件已满足可以运行而未占用处理器时，则说它处于就绪状态（就绪态），所以，一道程序在执行中总是处于运行、就绪、等待三种状态之一。一道程序在执行过程中，它的程序状态是变化的，从运行态到等待态的转换是在发生了某种事件时产生的。这些事件可能是由于启动外围设备输入输出而使程序要等待输入输出结束后才能继续下去；也可能是在运行中发生了某种故障使程序不能继续运行下去等等。从等待态转换成就绪态是在等待的某个事件完成时产生的。例如，程序甲处于等待外围设备传输完毕的等待状态，当传输结束时，程序甲就从等待态转为就绪态。从运行态也能转变为就绪态。例如，当程序乙运行时发生了设备传输结束事件，而当设备传输结束后，使得程序甲从等待态转变为就绪态；假定程序甲的优先级高于程序乙，因此，让程序甲占有处理器运行，这样，程序乙就从运行态转为就绪态。
在多道程序设计系统里，系统的资源为几道程序所共享，上面谈到的处理器就是一例。此外，如内存储器、外围设备以及一些信息资源等也需要按一定策略去分配和调度，要解决好多道程序共享系统硬软件资源的竞争与协调。有关调度算法与实现及解决程序之间资源竞争与协调的机制将在以后各章叙述。 2、操作系统的形成
第三代计算机的性能有了更大提高，机器速度更快，内外存容量增大， I/O设备数量和种类增多，为软件的发展提供了有力支持。如何更好地发挥硬件功效，如何更好地满足各种应用的需要，这些都迫切要求扩充管理程序的功能。
中断技术和通道技术的出现使得硬部件具有了较强的并行工作能力，从理论上来&&&[2]&&&，管理程序阶段多道程序设计与操作系统的形成
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