单道程序系统：从手工操作到管理程序的演变

单道程序系统是早期计算机系统的基础架构，它在计算机硬件上运行单一用户程序，由监督程序管理和协调。用户程序在此环境中通常是用机器语言编写，通过纸带或卡片进行输入输出(I/O)操作。由于资源独占性和人工干预，CPU的利用率较低，主要矛盾在于处理能力提升与手工操作效率之间的差距。 在早期的批处理阶段，如50年代末至60年代中期，计算机开始使用磁带或磁盘存储多个作业，由监督程序（Monitor）按顺序处理，提高了资源利用率。作业包括用户程序、数据和作业说明书。批处理分为联机批处理和脱机批处理，前者允许用户实时监控，后者则先将作业离线准备。 管理程序阶段的到来，引入了通道技术，这是一种硬件支持的I/O控制机制，通过专用的I/O处理器，可以在CPU执行其他任务时独立完成I/O操作，实现了CPU与I/O设备的并行工作，显著提升了系统性能。此外，中断技术的引入使得CPU能响应外部事件，如I/O完成，从而在处理完中断后立即返回原工作点，进一步提高了系统的响应速度和灵活性。 在多道程序系统中，用户程序A和B可以并发执行，这在一定程度上模拟了并行处理，尽管受限于当时的硬件条件。操作系统作为用户与硬件之间的关键接口，通过调度算法，如时间片轮转或优先级调度，决定哪个程序在何时占用CPU，优化资源分配，保证系统的稳定和高效运行。 黄迪明主编的《软件技术基础》详细讲述了操作系统的发展历程和核心概念，从单道程序系统到多道程序系统，展示了操作系统如何随着计算机硬件的进步不断演进，以适应日益复杂的应用需求。理解这些基础知识对于深入学习现代操作系统和编程至关重要。