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python二级笔记

2022-05-06 13:34:56 作者：互联网

说明

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题目选择上比较简单的题没有做上去

公共基础题

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指令周期、执行时序、执行速度、指令周期

顺序程序、并发程序

1.顺序程序设计，是指所设计的程序具有以下 3个特点：

①程序所规定的动作严格地按顺序执行，即每个动作都必须在上一个动作执行完成以后才

开始。或者说，每个动作都必须在下一个操作开始执行之前结束。这就是程序的顺序性。

②程序一旦开始执行，其计算结果不受外界因素的影响。也就是说，顺序程序的静态文本

与其计算过程有着一一对应的关系。这就是顺序程序的封闭性。

③在程序运行过程中，任何两个动作之间的停顿，对程序的计算结果不发生任何影响，即程

序的计算结果与它的运行速度无关。只要给定相同的初始条件，并给以同样的输入，重复执行同

一个程序一定会得到相同的结果。这就是顺序程序的可再现性。

即顺序程序所具有的顺序性、封闭性和可再现性的特点，使得程序设计者能够控制程序执行

的过程（包括执行顺序、执行时间），对程序执行的中间结果和状态可以预先估计，这样就可以方

便地进行程序的测试和调试。

为了充分利用系统资源,提高系统的效率,除了在硬件上采用通道技术、中断技术等措施,使设备间实现并行操作外,还要从软件上采取相应的措施,使多个程序能并发执行。

2.所谓多个程序并发执行（concurrent execution），是指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。只有在多处理机系统中才可能做到物理上的真正并行，而在单处理机的系统中，这些程序只能在逻辑上或在宏观上做到并行执行。也就是说，在单处理机的情况下、并发执行是指多个程序的运行在时间上是重迭的，而并不是说这些程序在某一时刻同时占用处理机在运行。

多个程序并发执行是多道程序系统的特点。显然，并发程序的执行情况与顺序程序的执行情况是很不相同的，它比顺序程序的执行情况要复杂得多，程序设计时要考虑的因素也多得多。考虑各种并行性的程序设计方法称为并发程序设计。

并发程序在执行过程中有以下几个特点：

（1）并发程序没有封闭性

顺序程序具有封闭性，程序执行后的输出结果与时间无关。但是，在并发程序的执行过程

中，某个程序中的变量可能被另外程序的执行所改变;或者某个程序中的变量在用另外一个程序

输出时，不同时刻其输出值可能是不一样的。即并发程序的输出结果与各程序执行的相对速度

有关，失去了程序的封闭性这个特点。

例1.1 设有两个并发程序 A 和 B互相独立地运行，如图1.8所示。当程序 A执行到I时、

由于某个原因将控制转到执行程序 B，由程序 B打印n 的值为0，而后当程序 B运行到I，时，又

将控制转到执行程序 A，接着I，之后继续执行。

现假设程序 B 运行的速度慢一些，如果在程序 A运行到I、时，才将控制转到执行程序 B（如

图中虚线所示），此时由程序 B打印的 n 值为1，而不是0。

从这个例子可以看出，程序 B的运行结果与它们的相对运行速度有关，这就说明程序没有

封闭性。因为程序的执行结果与时间有关，因此，结果是不可再现的，即使输入相同的初始条件，

也可能得到不同的结果，这称为"结果的不确定性"。

（2）程序与其执行过程不是一一对应的关系

在顺序程序设计中，程序的封闭性决定了程序与其执行过程是完全对应的，程序的执行路

径、执行时间和所执行的操作都可以从程序中反映出来。但在多道程序并发执行的情况下，程序

的执行过程由当时的系统环境与条件所决定，程序与其执行过程就不再有一一对应的关系。当

多个执行过程共享某个程序时，它们都可以调用这个程序，调用一次即对应一个执行过程，也就

是说，这个共享的程序对应多个执行过程。

（3）程序并发执行可以互相制约

并发程序的执行过程是复杂的,这是因为它们之间不但可能有互为因果的直接制约关系,而且还可能由于共享某些资源或过程而具有间接的互相制约关系。