多道批处理系统：提高资源利用率的关键

多道批处理系统是现代操作系统中的一个重要概念，它是在单道批处理系统之后发展起来的一种计算模型。在多道程序设计中，用户提交的作业首先存储在外存的后备队列中，等待作业调度程序根据特定算法进行处理。作业调度的关键在于如何有效地分配CPU时间，使得多个作业能够在内存中并发执行，即使某个作业因I/O操作暂停，也能利用空闲时间运行其他作业，从而提高CPU的利用率。 1. 基本概念与流程 - 多道程序设计允许多个作业同时在内存中运行，通过轮转调度策略，每个作业在执行期间，如果有I/O操作导致暂时的CPU空闲，系统会调度其他待运行作业。 - 后备队列的存在确保了作业的公平性，每个作业都有机会获得处理器资源。 2. 多道批处理系统的优点 - CPU繁忙程度提高：通过交替执行多个任务，减少了CPU的空闲时间，提升了整体系统效率。 - 资源利用最大化：利用I/O操作间的空闲时间，避免了资源的浪费。 3. 与单道批处理系统对比 - 单道批处理系统中，一台计算机只能运行一个作业，资源利用率低，而多道批处理系统显著改善了这一问题。 - 人工操作方式和脱机输入/输出方式都是早期计算机系统的工作模式，相比之下，多道批处理系统提供了更高的自动化和效率。 4. 操作系统目标和发展 - 操作系统的目标包括方便性、有效性、可扩充性和开放性，旨在作为用户与硬件的接口，管理和抽象计算机资源。 - 随着计算机技术的进步，操作系统经历了从无操作系统到单道批处理系统，再到多道批处理系统，以及分时系统、实时系统的演变，以满足不断变化的需求。 5. 推动因素 - 提高资源利用率、用户体验的改进（如分时系统支持交互式操作）、硬件更新换代、体系结构演进，以及新兴应用的需求，都是驱动操作系统发展的关键动力。 总结来说，多道批处理系统是操作系统发展历程中的重要里程碑，它通过引入并发执行的概念，显著提高了计算机资源的使用效率，为后续的操作系统设计和优化奠定了基础。