多道程序设计 vs 分时操作系统

多道程序设计是在计算机系统中分配多个并发程序及其资源。多道程序设计通过允许不同用户有效地利用 CPU 和 I/O 设备来提高 CPU 的利用率。多道程序设计确保 CPU 始终有任务可执行，从而提高 CPU 的利用率。

另一方面，分时是指同时共享计算资源给多个用户。由于这将允许多个用户同时使用单个计算机系统，因此会降低提供计算能力成本。

多道程序设计操作系统

多道程序设计是在多个程序之间快速切换 CPU。程序通常由多个任务组成。一个任务以请求移动数据而结束，这需要执行一些 I/O 操作。多任务处理通常用于在当前正在运行的程序执行 I/O 操作时使 CPU 保持忙碌。与执行其他指令相比，I/O 操作非常慢。

即使程序包含很少的 I/O 操作，程序的大部分时间也花在这些 I/O 操作上。因此，利用这段空闲时间并允许另一个程序利用 CPU 将提高 CPU 的利用率。多道程序设计最初是在 20 世纪 50 年代末作为 操作系统 的一项功能开发的，并首次用于大型机计算。随着虚拟内存和虚拟机技术的引入，多道程序设计的应用得到了增强。它没有固定的进程时间片。其主要目的是资源利用。

多道程序设计操作系统的优点

多道程序设计操作系统具有以下优点

• CPU 无空闲时间
• 多道程序设计系统可以最快地监视，因为所有任务都并行运行。
• 响应时间更短
• 最大化计算机的总作业吞吐量
• 提高资源利用率

多道程序设计操作系统的缺点

以下是多道程序设计操作系统的一些缺点

• 有时长作业必须等待很长时间
• 跟踪所有进程有时很困难
• 需要 CPU 调度
• 需要高效的内存管理
• 在执行期间，用户无法与任何程序进行交互

分时操作系统

分时是一种技术，它使位于不同终端的许多人能够同时使用某个计算机系统。分时是多道程序设计的逻辑扩展。在这种分时操作系统中，许多进程在各自的时间段内被分配计算机资源。在这个系统中，处理器的时间与多个用户共享。因此，它被称为分时操作系统。它为不同的进程设定了固定的时间片。其主要目的是交互式响应时间。

CPU 通过在多个作业之间切换来执行多个作业，但切换非常频繁。因此，用户可以获得即时响应。操作系统使用 CPU 调度和多道程序设计为每个用户提供少量时间。主要设计为批处理系统的计算机系统已被修改为分时系统。

多道批处理系统和分时系统之间的主要区别在于，在多道批处理系统中，目标是最大化处理器使用率。相反，在分时系统中，目标是最小化响应时间。

分时操作系统的特点

分时操作系统为用户提供以下功能

• 每个用户都为其所有操作获得专用时间。
• 多个在线用户可以同时使用同一台计算机。
• 终端用户感觉他们独占了计算机系统。
• 用户与计算机之间更好的交互。
• 用户可以在很短的时间内得到响应。
• 无需再长时间等待最后一个任务结束即可获得处理器。
• 它可以对大量任务进行快速处理。

分时操作系统的优点

分时操作系统具有以下优点

• 它提供了快速响应
• 减少 CPU 空闲时间
• 所有任务都被分配了特定的时间
• 软件重复的可能性较低
• 改善响应时间
• 易于使用且用户友好

分时操作系统的缺点

以下是分时操作系统的一些缺点，例如

• 它消耗大量资源
• 需要高规格的硬件
• 它存在可靠性问题
• 用户程序和数据的安全性和完整性问题
• 数据通信问题的可能性

多道程序设计和分时系统之间的区别

在多道程序设计中，主内存中可以同时驻留多个进程。因此，当一个进程进行 I/O 操作时，CPU 不会等待，而是分配给另一个进程。这使得 CPU 始终保持忙碌。

分时的概念克服了无用户交互的问题。分时系统要求为每个用户提供输入设备（键盘或鼠标）和输出设备（监视器）以与系统进行交互。在分时系统中，多个作业同时执行，CPU 在它们之间频繁切换，以便每个用户可以在程序运行时与每个程序进行交互。它减少了系统中每个用户进程的响应时间，并给每个用户一种 CPU 运行缓慢的错觉。

多道程序设计和分时之间的主要区别在于，多道程序设计通过允许多个程序同时使用 CPU 来有效地利用 CPU 时间。但分时是指多个用户同时共享一个计算设施。分时系统上的每个用户都有自己的终端，并感觉像在使用 CPU。分时系统利用多道程序设计的概念在同一时间在多个用户之间共享 CPU 时间。以下是多道程序设计系统和分时系统之间的一些进一步区别，例如