操作系统中的多道程序设计是如何实现CPU资源合理分配与回收的？

在操作系统中，多道程序设计是通过CPU调度算法实现资源合理分配与回收的。具体来说，CPU调度算法主要分为抢占式和非抢占式两大类。抢占式调度允许操作系统根据一定的规则暂时剥夺正在运行的进程的CPU使用权，从而响应其他进程的执行请求。非抢占式调度则由进程执行完毕或主动放弃CPU后，才让其他进程获得CPU使用权。

参考资源链接：[胡元义《操作系统原理》习题答案详解：重点解析与知识点](https://wenku.csdn.net/doc/bb05ef1as1?spm=1055.2569.3001.10343)

在多道程序设计环境下，操作系统的调度器会根据进程的优先级、到达时间、等待时间等因素，采用不同的调度算法（如轮转调度RR、优先级调度、多级队列调度等），动态地在多个进程之间分配CPU时间片，以实现并发和资源共享。

此外，内存管理机制也是保证多道程序设计顺利运行的关键技术之一。内存管理通过分页、分段、段页式等技术，将物理内存抽象化，使得多个进程可以共享内存资源而不会相互干扰。同时，通过虚拟内存技术，操作系统能够管理比实际物理内存更大的地址空间，提高了内存资源的利用率。

I/O设备的分配和共享也是操作系统设计中的重要部分，操作系统通过设备驱动程序管理各种I/O设备，支持设备的并发访问和高效利用，提高系统的整体性能和吞吐量。

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