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知识路径： > 嵌入式系统软件基础知识 > 嵌入式操作系统基础知识 > 处理器管理 > 多道程序 >
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嵌入式操作系统可以分为两种类型：单道程序设计和多道程序设计。所谓单道程序设计，就是在操作系统当中，在任何时候只能有一个程序在运行。所谓多道程序设计，就是在操作系统当中，允许多个程序同时存在并运行。在现代操作系统当中，为了提高系统资源的利用率，普遍采用多道程序技术。
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下图是单道和多道程序设计的一个例子。甲、乙两个程序，它们在运行过程中都要用到CPU和输入／输出设备。如下图所示，我们用不同的方框来表示这两个程序对两种资源的使用情况，方框的长度表示使用的时间。
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在单道程序设计的环境下，在任何时候，系统中只能有一个程序在运行，因此，这两个程序的执行只能顺序运行：首先执行程序甲，从t0时刻开始，到t6时刻结束。然后再执行程序乙，从t6时刻开始，一直到它所有的工作都已完成。
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在多道程序设计的环境下，允许多个程序同时运行，当一个程序在访问I/O设备时，会主动把CPU交出来，交由另一个程序去运行，这样就提高了系统资源的使用效率。具体来说，首先，在t0时刻，甲和乙都打算运行，它们的第一件事情都是进行I/O操作，由于资源有限，只能满足一个程序的请求。假设甲的请求得到满足，它先开始执行，从t0到t1，甲一直在使用I/O设备，在此期间，乙一直处于等待状态。在到达了t1时刻后，甲已经执行完了I/O操作，下一步要执行一小段CPU操作。这样，它就把刚刚占用的I/O设备释放出来，交给程序乙去使用。因此，在t1到t2期间，程序甲在使用CPU，程序乙在使用I/O设备，它们互不影响。在到达t2时刻后，甲又要执行一小段I/O操作，而乙恰巧要执行一小段CPU操作，因此，在t2到t3期间，它们相互交换了资源，继续执行。同样的情形也发生在t3时刻和t4时刻。但是在t5时刻，甲已经使用完了I/O设备，而乙仍然在使用CPU，因此甲只能处于等待状态，等到t6时刻再交换资源。这样一直进行下去，在t7时刻，甲执行完毕，在t8时刻，乙也执行完毕。显然，在多道程序设计的操作系统中，由于CPU和输入／输出设备的使用是并行进行的，因此在总的执行时间上要明显少于单道程序系统。
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