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  第34题      
  知识点:   图形   建模   进程   视图   线程
  关键词:   UML   并发   建模   进程   视图   线程        章/节:   需求分析和设计方法       

 
进程视图是以可执行线程进程作为活动类的建模,它描述了并发与同步结构。UML中的(34)可以用于表达进程视图
 
 
  A.  部署图
 
  B.  组件图
 
  C.  活动图
 
  D.  状态图
 
 
 

 
  第3题    2012年上半年  
   57%
面向对象系统分析与设计中,结构图用于描述事物之间的关系,包括(2),行为图用于描述参与者与用例之间的交互及参与者如何使用系..
  第2题    2012年上半年  
   53%
面向对象系统分析与设计中,结构图用于描述事物之间的关系,包括(2),行为图用于描述参与者与用例之间的交互及参与者如何使用系..
  第1题    2015年上半年  
   40%
UML结构中的公共机制是指达到特定目标的公共UML方法,其中(1)是事物语义的细节描述,它是模型真正的核心;(2)包括约束、构造..
   知识点讲解    
   · 图形    · 建模    · 进程    · 视图    · 线程
 
       图形
        UML 2.0包括14种图,分别列举如下。
        (1)类图(class diagram):描述一组类、接口、协作和它们之间的关系。在面向对象系统的建模中,最常见的图就是类图。类图给出了系统的静态设计视图,活动类的类图给出了系统的静态进程视图。
        (2)对象图(object diagram):描述一组对象及它们之间的关系。对象图描述了在类图中所建立的事物实例的静态快照。和类图一样,这些图给出了系统的静态设计视图或静态进程视图,但它们是以真实案例或原型案例的角度建立的。
        (3)构件图(component diagram):描述一个封装的类和它的接口、端口,以及由内嵌的构件和连接件构成的内部结构。构件图用于表示系统的静态设计实现视图。对于由小的部件构建大的系统来说,构件图是很重要的。构件图是类图的变体。
        (4)组合结构图(composite structure diagram):描述结构化类(例如构件或类)的内部结构,包括结构化类与系统其余部分的交互点。它显示联合执行包含结构化类的行为的构件配置。组合结构图用于画出结构化类的内部内容。
        (5)用例图(use case diagram):描述一组用例、参与者(一种特殊的类)及它们之间的关系。用例图给出系统的静态用例视图。这些图在对系统的行为进行组织和建模时是非常重要的。
        (6)顺序图(sequence diagram,序列图):是一种交互图(interaction diagram),交互图展现了一种交互,它由一组对象或角色以及它们之间可能发送的消息构成。交互图专注于系统的动态视图。顺序图是强调消息的时间次序的交互图。
        (7)通信图(communication diagram):也是一种交互图,它强调收发消息的对象或角色的结构组织。顺序图和通信图表达了类似的基本概念,但每种图所强调的概念不同,顺序图强调的是时序,通信图则强调的是消息流经的数据结构。
        (8)定时图(timing diagram,计时图):也是一种交互图,它强调消息跨越不同对象或角色的实际时间,而不仅仅只是关心消息的相对顺序。
        (9)状态图(state diagram):描述一个状态机,它由状态、转移、事件和活动组成。状态图给出了对象的动态视图。它对于接口、类或协作的行为建模尤为重要,而且它强调事件导致的对象行为,这非常有助于对反应式系统建模。
        (10)活动图(activity diagram):将进程或其他计算的结构展示为计算内部一步步的控制流和数据流。活动图专注于系统的动态视图。它对系统的功能建模特别重要,并强调对象间的控制流程。
        (11)部署图(deployment diagram):描述对运行时的处理节点及在其中生存的构件的配置。部署图给出了体系结构的静态部署视图,通常一个节点包含一个或多个部署图。
        (12)制品图(artifact diagram):描述计算机中一个系统的物理结构。制品包括文件、数据库和类似的物理比特集合。制品图通常与部署图一起使用。制品也给出了它们实现的类和构件。
        (13)包图(package diagram):描述由模型本身分解而成的组织单元,以及它们的依赖关系。
        (14)交互概览图(interaction overview diagram):是活动图和顺序图的混合物。
 
       建模
        建模是在计算机上创造三维形体的过程,建模是三维动画的基础,没有一个好的模型,其他好的效果都难以表现。三维建模的基本方法主要有:利用二维形体的技术、直接进行三维物体建模、造型组合等。
        利用二维形体进行建模的技术的主要思想是首先创建简单的二维形体,如样条线和形状等,然后对这些创建的二维形体进行挤压、旋转、放样等操作以创建三维造型。
        直接进行三维物体建模的常用方法有多边形建模、面片建模、NURBS建模等。
        造型组合是把已有的物体组合成新的物体,其中布尔运算是最重要的组合技术。
 
       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。
 
       视图
        幻灯片视图功能为用户提供了各种适应不同使用情况的操作界面,其中包括普通视图、幻灯片浏览视图、幻灯片放映视图。当启动PowerPoint时,系统默认的是普通视图工作方式。
               普通视图。
               普通视图也称为编辑视图。在该视图工作方式下,可进行演示文稿的编辑和制作,如输入文字、绘制图形和插入图片、插入声音和视频、设置动画及切换效果、设置超链接等。普通视图有4个工作区域,如上图所示。
               .大纲/幻灯片工作区:位于窗口的左侧,可通过单击“大纲”选项卡或“幻灯片”选项卡在幻灯片文本大纲或幻灯片缩略图之间切换。
               .主工作区:位于窗口的中部,用于显示和编辑当前幻灯片。
               .任务窗格:位于窗口的右侧,提供常用命令的窗口。主要操作包括创建新演示文稿;选择幻灯片的版式;选择设计模板、配色方案和动画方案;创建自定义动画;设置幻灯片切换等。
               .备注区:位于窗口的下方,用户可以添加备注信息。
               幻灯片放映视图。
               在该视图方式下,可以放映演示文稿中的所有幻灯片。若幻灯片添加了切换效果,则会播放出来;若为幻灯片中的对象设置了动画效果,则在放映时即可展现动画效果。设置的超链接只有在幻灯片放映视图中才有效。
               幻灯片浏览视图。
               在该视图方式下,可以观察演示文稿的全局并了解演示文稿的风格,还可以调整演示文稿的顺序。可以对幻灯片进行选择、复制、删除、隐藏等操作,设置幻灯片的切换效果。
 
       线程
        传统的进程有两个基本属性:可拥有资源的独立单位;可独立调度和分配的基本单位。引入线程的原因是进程在创建、撤销和切换中,系统必须为之付出较大的时空开销,故在系统中设置的进程数目不宜过多,进程切换的频率不宜太高,这就限制了并发程度的提高。引入线程后,将传统进程的两个基本属性分开,线程作为调度和分配的基本单位,进程作为独立分配资源的单位。用户可以通过创建线程来完成任务,以减少程序并发执行时付出的时空开销。
        例如,在文件服务进程中可设置多个服务线程,当一个线程受阻时,第二个线程可以继续运行,当第二个线程受阻时,第三个线程可以继续运行……从而显著地提高了文件系统的服务质量及系统的吞吐量。
        这样,对于拥有资源的基本单位,不用频繁地切换,进一步提高了系统中各程序的并发程度。需要说明的是,线程是进程中的一个实体,是被系统独立分配和调度的基本单位。线程基本上不拥有资源,只拥有一点运行中必不可少的资源(如程序计数器、一组寄存器和栈),它可与同属一个进程的其他线程共享进程所拥有的全部资源。
        线程也具有就绪、运行和阻塞3种基本状态。由于线程具有许多传统进程所具有的特性,故称为“轻型进程(Light-Weight Process)”;传统进程称为“重型进程(Heavy-Weight Process)”。线程可创建另一个线程,同一个进程中的多个线程可并发执行。
        线程分为用户级线程(User-Level Threads)和内核支持线程(Kernel-Supported Threads)两类。用户级线程不依赖于内核,该类线程的创建、撤销和切换都不利用系统调用来实现;内核支持线程依赖于内核,即无论是在用户进程中的线程,还是在系统中的线程,它们的创建、撤销和切换都利用系统调用来实现。某些系统同时实现了两种类型的线程。
        与线程不同的是,不论是系统进程还是用户进程,在进行切换时,都要依赖于内核中的进程调度。因此,不论是什么进程都是与内核有关的,是在内核支持下进行切换的。尽管线程和进程表面上看起来相似,但它们在本质上是不同的。
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第34题    在手机中做本题