2023計算機考研：隊列在計算機系統(tǒng)中的應用

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2023計算機考研：隊列在計算機系統(tǒng)中的應用

隊列在計算機系統(tǒng)中的應用非常廣泛，以下僅從兩個方面來簡述隊列在計算機系統(tǒng)中的作用：第一個方面是解決主機與外部設(shè)備之間速度不匹配的問題，第二個方面是解決由多用戶引起的資源競爭問題。

對于第一個方面，僅以主機和打印機之間速度不匹配的問題為例做簡要說明。主機輸出數(shù)據(jù)給打印機打印，輸出數(shù)據(jù)的速度比打印數(shù)據(jù)的速度要快得多，由于速度不匹配，若直接把輸出的數(shù)據(jù)送給打印機打印顯然是不行的。解決的方法是設(shè)置一個打印數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，主機把要打印輸出的數(shù)據(jù)依次寫入這個緩沖區(qū)，寫滿后就暫停輸出，轉(zhuǎn)去做其他的事情。打印機就從緩沖區(qū)中按照先進先出的原則依次取出數(shù)據(jù)并打印，打印完后再向主機發(fā)出請求。主機接到請求后再向緩沖區(qū)寫入打印數(shù)據(jù)。這樣做既保證了打印數(shù)據(jù)的正確，又使主機提高了效率。由此可見，打印數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中所存儲的數(shù)據(jù)就是一個隊列。

對于第二個方面，CPU(即中央處理器，它包括運算器和控制器)資源的競爭就是一個典型的例子。在一個帶有多終端的計算機系統(tǒng)上，有多個用戶需要CPU各自運行自己的程序，它們分別通過各自的終端向操作系統(tǒng)提出占用CPU的請求。操作系統(tǒng)通常按照每個請求在時間上的先后順序，把它們排成一個隊列，每次把CPU分配給隊首請求的用戶使用。當相應的程序運行結(jié)束或用完規(guī)定的時間間隔后，令其出隊，再把CPU分配給新的隊首請求的用戶使用。這樣既能滿足每個用戶的請求，又使CPU能夠正常運行。

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