CE-操作系统：程序并发执行

ylbtech-CE-操作系统：程序并发执行

一组在逻辑上互相独立的程序或程序段在执行过程中，其执行时间在客观上互相重叠，即一个程序段的执行尚未结束，另一个程序段的执行已经开始的这种执行方式。

1、

中文名：程序并发执行
外文名：Concurrent Execution

领域：操作系统
特点：间断性、失去封闭性、不可再现
制约方式：直接、间接

简介

操作系统中引入并发程序设计技术后，程序的执行不再是顺序的，一个程序未执行完而另一个程序便己开始执行，程序外部的顺序性特性消失，程序与计算不一一对应，所以，操作系统中引进进程概念来描述这种变化。进程的并发性(Concurrency)是指一组进程的执行在时间上是重叠的。所谓执行在时间上是重叠的，是指一个进程执行的第一条指令是在另一个进程执行的最后‘条指令完成之前开始的。例如：有两个进程A和B，它们分别执行操作al，a2，a3和b1，b2，b3。在一个单处理器上，就A和B两个进程而言，它们的执行顺序分别为al，a2，a3和b1，b2, ，b3，这是进程执行的操作的顺序性。然而，这两个进程在单处理器上它们的操作可能是交叉执行的，如执行序列为al, b1, a2, b2, a3, b3或al, b1, a2, b2, b3, a3等，则说A和B两个进程的执行是并发的。从宏观上来看，并发性反映出一个时间段中有几个进程都处于运行还未运行结束状态，目‘这些进程都在同‘处理器上运行，但从微观上来看任一时刻仅有一个进程在处理器上运行。反过来看，并发的实质是一个处理器在几个进程之间的多路复用，并发是对有限的物理资源强制行使多用户共享，消除计算机部件之间的互等现象，以提高系统资源利用率。

程序的并发执行可进一步分为两种，第一种是多道程序系统的程序执行环境变化所引起的多道程序的并发执行；第二种并发执行是在某道程序的几个程序段中，包含着一部分可以同时执行或顺序颠倒执行的代码。例如：

read（a）；

read（b）；

它们既可以同时执行，也可以颠倒次序执行。也就是说，对于这样的语句，同时执行不会改变顺序程序所具有的逻辑性质。因此，可以采用并发执行来充分利用系统资源以提高计算机的处理能力。

在大多数计算问题中，仅要求部分操作在时间上是有序的。有些操作必须在其他操作之后执行，另外有些操作却可以并行地执行。如图3.2所示，其先后次序是：I1先于P1和I2；P1先于O1、P2和I3；O1先于O2，P3……部分有序使某些操作的并行执行成为可能，如I2和P1，I3，P2与O1等操作的执行可以在时间上互相重叠。

优势

（1）更好地反映问题的逻辑结构。许多程序里，特别是各种服务器、图形应用、计算机模拟等，需要做很多基本上相互独立的工作。构造这种程序，最简单也最合逻辑的方式，就是用一个独立的执行进程实现一个工作。

（2）计算机硬件通常控制着一批独立设备和部件，例如键盘、显示器、打印机，还有各种内部组件。这些设备/部件的特性和操作速度不同，相应控制程序最好作为独立的进程，根据需要开始/结束或暂时中断。实时控制系统通常需要指挥控制多台独立的外部设备，最好用独立的控制线程，还需要与处理器上运行的其他线程交互，实现系统的整体行为。

（3）通过并发执行有可能提高计算的性能。有些程序本质上并不需要并行执行，但如果能使用多个处理器同时计算，可能得到很大的速度提升，或者满足实际的需要。