免费智能真题库 > 历年试卷 > 数据库系统工程师 > 2013年上半年 数据库系统工程师 上午试卷 综合知识
  第25题      
  知识点:   进程的状态及其状态间的切换   进程资源图   进程
  关键词:   进程        章/节:   计算机软件基础知识       

 
进程资源图如图(a)和(b)所示,其中:图(a)中(25);图(b)中(26)。
 
 
  A.  P1是非阻塞节点,P2是阻塞节点,所以该图不可以化简、是死锁的
 
  B.  P1、P2都是阻塞节点,所以该图不可以化简、是死锁的
 
  C.  P1、P2都是非阻塞节点,所以该图可以化简、是非死锁的
 
  D.  P1是阻塞节点、P2是非阻塞节点,所以该图不可以化简、是死锁的
 
 
 

 
  第26题    2013年上半年  
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进程资源图如图(a)和(b)所示,其中:图(a)中(25);图(b)中(26)。
  第24题    2015年上半年  
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进程P1、P2、P3、P4和P5的前趋图如下所示:
  第25题    2016年上半年  
   52%
进程P1、P2、P3、P4和P5的前趋图如下图所示:
   知识点讲解    
   · 进程的状态及其状态间的切换    · 进程资源图    · 进程
 
       进程的状态及其状态间的切换
               三态模型
               在多道程序系统中,进程在处理器上交替运行,状态也不断地发生变化,因此进程一般有3种基本状态:运行、就绪和阻塞。下图显示了进程基本状态及其转换,也称三态模型。
               
               进程的三态模型
               (1)运行。当一个进程在处理机上运行时,则称该进程处于运行状态。显然,对于单处理机系统,处于运行状态的进程只有一个。
               (2)就绪。一个进程获得了除处理机外的一切所需资源,一旦得到处理机即可运行,则称此进程处于就绪状态。
               (3)阻塞。阻塞也称等待或睡眠状态,一个进程正在等待某一事件发生(例如请求I/O,等待I/O完成等)而暂时停止运行,这时即使把处理机分配给进程也无法运行,故称该进程处于阻塞状态。
               五态模型
               事实上,对于一个实际的系统,进程的状态及其转换更复杂。例如,引入新建态和终止态构成了进程的五态模型,如下图所示。
               
               进程的五态模型
               其中,新建态对应于进程刚刚被创建时没有被提交的状态,并等待系统完成创建进程的所有必要信息。因为创建进程时分为两个阶段,第一个阶段为一个新进程创建必要的管理信息,第二个阶段让该进程进入就绪状态。由于有了新建态操作系统,往往可以根据系统的性能和主存容量的限制推迟新建态进程的提交。类似地,进程的终止也可分为两个阶段,第一个阶段等待操作系统进行善后处理,第二个阶段释放主存。
               具有挂起状态的进程状态及其转换
               由于进程的不断创建,系统资源特别是主存资源已不能满足进程运行的要求。这时,就必须将某些进程挂起,放到磁盘对换区,暂时不参加调度,以平衡系统负载。或者是系统出现故障,或者是用户调试程序,也可能需要将进程挂起检查问题。下图是具有挂起状态的进程状态及其转换。
               
               细分进程状态及其转换
               (1)活跃就绪。活跃就绪是指进程在主存并且可被调度的状态。
               (2)静止就绪。静止就绪是指就绪进程被对换到辅存时的状态,它是不能被直接调度的状态,只有当主存中没有活跃就绪态进程,或者是挂起态进程具有更高的优先级时,系统将把挂起就绪态进程调回主存并转换为活跃就绪。
               (3)活跃阻塞。活跃阻塞是指进程在主存,一旦等待的事件产生便进入活跃就绪状态。
               (4)静止阻塞。静止阻塞是指阻塞进程对换到辅存时的状态,一旦等待的事件产生便进入静止就绪状态。
 
       进程资源图
        进程资源有向图由方框、圆圈和有向边三部分组成。其中方框表示资源,圆圈表示进程。请求资源:〇→□,箭头由进程指向资源;分配资源:〇←□,箭头由资源指向进程。
        例如,系统中有进程P1P2P3,资源R1R2R3。假设系统中R1R2R3的资源数分别为1、1和2,其中P1占用了1台R1,又申请1台R3P2占用了1台R2,又申请1台R1P3占用了2台R3,又申请1台R2。对于这种情况可用进程资源图来描述,如下图所示。
        
        进程资源有向图
 
       进程
        简单而言,一个进程就是一个正在运行的程序。一般来说,一个进程至少应该包括以下几个方面的内容。
        .相应的程序:进程既然是一个正在运行的程序,当然需要有相应程序的代码和数据。
        .CPU上下文:指程序在运行时,CPU中各种寄存器的当前值,包括:程序计数器,用于记录将要取出的指令的地址;程序状态字,用于记录处理器的运行状态信息;通用寄存器,用于存放数据或地址;段寄存器,用于存放程序中各个段的地址;栈指针寄存器,用于记录栈顶的当前位置。
        .一组系统资源:包括操作系统用来管理进程的数据结构、进程的内存地址空间、进程正在使用的文件等。
        进程有动态性、独立性和并发行三个特性。
        (1)动态性。进程是一个正在运行的程序,而程序的运行状态是在不断地变化的。例如,当一个程序在运行的时候,每执行完一条指令,PC寄存器的值就会增加,指向下一条即将执行的指令。而CPU中用来存放数据和地址的那些通用寄存器,它们的值肯定也不断地变化。另外,堆和栈的内容也在不断地变化,每当发生一次函数调用时,就会在栈中分配一块空间,用来存放此次函数调用的参数和局部变量。而当函数调用结束后,这块栈空间就会被释放掉。
        (2)独立性。一个进程是一个独立的实体,是计算机系统资源的使用单位。每个进程都有自己的运行上下文和内部状态,在它运行的时候独立于其他的进程。
        (3)并发性。从宏观上来看,在系统中同时有多个进程存在,它们相互独立地运行。
        下图表示四个进程A、B、C、D在系统中并发地运行。从中可以看出,虽然从宏观上来说,这四个进程都是在系统中运行,但从微观上来看,在任何一个特定的时刻,只有一个进程在CPU上运行。从时间上来看,开始是进程A在运行,然后是进程B在运行,然后是进程C和进程D。接下来又轮到了进程A去运行。因此,在单CPU的情形下,所谓的并发性,指的是宏观上并发运行,而微观上还是顺序运行,各个进程轮流去使用CPU资源。
        
        四个进程在并发运行
        在具体实现上,以CPU中的程序计数器PC为例,真正物理上的PC寄存器只有一个。当四个进程在轮流执行时,PC取值的运动轨迹是先在进程A内部流动,然后再到进程B的内部流动,再到进程C和D。从进程的独立性角度来说,每个进程都有“自己”独立的PC寄存器,即逻辑上的PC寄存器,它们的取值相互独立、互不影响。所谓的逻辑PC,其实就是一个内存变量。例如,在上图中,当进程A要执行的时候,就把A的逻辑PC的值拷贝到物理PC中,然后开始运行。当轮到B运行的时候,先把物理PC的当前值保存到A的逻辑PC中,然后再把B的逻辑PC的值装入到物理PC中,即可运行。这样就实现了各个进程的轮流运行。
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