提高CPU利用率：进程概述与多道程序设计

在"2.1 进程概述"的PPTX1文档中，主要探讨了程序和进程的概念以及多道程序设计技术在提高CPU利用率方面的应用。首先，程序被定义为包含一系列信息的文件，如二进制格式标识（ELF可执行连接格式），机器语言指令，程序入口地址，数据（包括变量和字面量），符号表和重定位表，共享库和动态链接信息等，这些都是构成程序运行的基础。 进程则是程序运行的一个实例，它代表一个具有独立功能的程序在特定数据集上的一次执行活动。在传统操作系统中，进程是动态执行的基石，既是资源分配和执行的基本单位。每个进程都有自己的用户内存空间，存储程序代码和变量，同时由内核维护一系列数据结构，记录进程状态、资源使用情况、信号处理等信息。 单道程序设计限制了计算机内存中只能有一个程序运行，而多道程序设计则是突破这一限制，允许多个程序并行存在，虽然在单CPU系统中，这些程序看似同时运行，但实际上CPU会按时间片轮转的方式交替执行，提高了CPU的利用率。现代CPU的执行速度非常高，例如每秒可以执行约10亿条指令，这就使得多道程序设计成为提升系统性能的关键技术。多道程序设计模型下，用户感受到的是并发执行，尽管本质上CPU的切换是瞬间的，但对于用户界面和感知来说，这种并行性极大地提高了系统的响应速度和效率。因此，理解和掌握进程和多道程序设计是IT专业人员必备的知识点，特别是在系统设计和优化中起着至关重要的作用。