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基本概念

"原语"一词源于英文 “primitive” 或 “instruction”,意为 “原始的” 或 “基本的指令”。在计算机科学中,原语是一种基本的操作,它是不可分割的,要么全部执行成功,要么全部执行失败,不会出现中间状态。原语通常是由硬件提供的,例如处理器提供的 test-and-set、compare-and-swap 等操作。

原语的特点是具有原子性、不可分割性和互斥性。原子性指的是原语的执行是不可分割的,要么全部执行成功,要么全部执行失败,不会出现中间状态;不可分割性指的是原语的执行是不可被打断的,一旦开始执行,就必须执行完毕;互斥性指的是原语的执行是互斥的,同一时间只能有一个线程执行原语。

原语在操作系统和编程语言中被广泛使用,用于实现同步机制、互斥锁、信号量等。原语的使用需要考虑操作的正确性和效率,以提高程序的性能和可维护性。

原语操作类型

除了原语(primitive)以外,原语在计算机科学中还有其他叫法,包括:

  1. 原子操作(atomic operation):原子操作是一种不可被中断的操作,要么完全执行,要么完全不执行,不会出现部分执行的情况。

  2. 原语指令(primitive instruction):原语指令是一种基本的机器指令,它是计算机硬件中的一部分,用于执行基本的操作。

  3. 原语函数(primitive function):原语函数是一种基本的函数,它通常由编程语言的编译器或解释器提供,用于执行基本的操作。

  4. 原语类型(primitive type):原语类型是一种基本的数据类型,它通常由编程语言的编译器或解释器提供,用于表示基本的数据。

这些叫法都指代了计算机科学中的基本操作,它们是计算机程序的基本构建块,用于实现复杂的算法和数据结构。

计算机如何保障 原语操作不可分割特性?

原语不可分割的保障机制通常是由操作系统提供的。操作系统会在执行原语操作时,禁止其他进程或线程的干扰,以确保原语操作的不可分割性。

具体来说,操作系统通常会采用以下机制来保障原语操作的不可分割性:

  1. 禁止中断:在执行原语操作时,操作系统会禁止CPU接受中断信号,以确保原语操作不会被中断。

  2. 锁机制:操作系统会为原语操作提供锁机制,以确保在一个进程或线程执行原语操作时,其他进程或线程不能访问共享资源。

  3. 原子操作:操作系统会提供原子操作的支持,以确保原语操作的不可分割性。原子操作是一种不可被中断的操作,要么完全执行,要么完全不执行,不会出现部分执行的情况。

通过这些机制,操作系统可以保障原语操作的不可分割性,从而确保系统的正确性和稳定性。

计算机科学中,不可被分割的操作

除了原语以外,计算机科学中还有一些不可被分割的基本操作,包括:

  1. 中断处理:当计算机硬件或软件发生故障或异常时,中断处理程序会立即执行,以确保系统的稳定性和正确性。

  2. 原子操作:原子操作是一种不可被中断的操作,它要么完全执行,要么完全不执行,不会出现部分执行的情况。原子操作通常用于多线程编程中,以确保共享资源的正确性和一致性。

  3. 事务处理:事务是一组操作的集合,这些操作要么全部执行成功,要么全部回滚。事务处理通常用于数据库管理系统中,以确保数据的完整性和一致性。

这些操作都是计算机系统中非常重要的基本操作,它们的不可分割性保证了系统的正确性和稳定性。

计算机科学中,可分割操作

复合操作可以被分解为多个原语或其他操作的序列。此外,一些操作可能会被中断或暂停,然后在稍后的时间继续执行。这些操作可能包括输入/输出操作、多线程操作、进程间通信等。在这些情况下,操作的执行可能会被分割成多个步骤,而这些步骤之间可能会有其他操作插入。
因此,原语是计算机科学中的一种基本操作,但并不是所有操作都是不可分割的。

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