2010軟件水平考試軟件設(shè)計師重點難點輔導(dǎo)(6)

　　一、進(jìn)程相關(guān)的概念：

　　進(jìn)程、線程和管程

　　這是三個看起來似乎比較容易混淆的概念，所以在復(fù)習(xí)的時候一定要牢記其定義和相互之間的區(qū)別。

　　*進(jìn)程

　　進(jìn)程是一個可并發(fā)執(zhí)行的程序在一個數(shù)據(jù)集合上的運行過程。也就是說，它是運行中的程序，是程序的一次運行活動。在操作系統(tǒng)中，進(jìn)程是進(jìn)行系統(tǒng)資源分配、調(diào)度和管理的最小單位。

　　*線程

　　對于一些多線程程序來講，其包含兩條或兩條以上并發(fā)運行的部分，每個部分就稱作一個線程，每個線程都有獨立的執(zhí)行路徑。線程是處理器分配資源的最小單位。

　　*管程

　　管程是一種并發(fā)性的構(gòu)造，它包括用于分配一個共享資源或一組共享資源的數(shù)據(jù)和過程。為了完成分配資源的功能，進(jìn)程必須調(diào)用特定的管程入口。

　　操作系統(tǒng)中，多任務(wù)處理一般有兩種方式：基于進(jìn)程和基于線程�；�于進(jìn)程的多任務(wù)處理的特點是允許計算機同時運行兩個或更多的程序。而基于線程的多任務(wù)處理是指一個程序可以同時執(zhí)行兩個或者多個任務(wù)的功能。

　　多線程程序比多進(jìn)程程序需要更少的管理費用。進(jìn)程是重量級的任務(wù)，需要分配它們自己獨立的地址空間。進(jìn)程間的通信和相互轉(zhuǎn)換需要很多的開銷。而線程是輕量級的任務(wù)，它們共享相同的地址空間并且分享同一個進(jìn)程。線程間的通信和轉(zhuǎn)換開銷要小很多。

　　二、信號量處理：

　　信號量和P-V操作

　　為了解決進(jìn)程同步的問題，提出了信號量機制。這一機制取得了很大的發(fā)展，從整型信號量到記錄型信號量，再進(jìn)而發(fā)展為“信號量集”機制。不過，在原理上和考試中，一般我們都只涉及整型信號量機制。

　　對于互斥臨界區(qū)的管理要求：

　　n 有空則進(jìn)

　　n 無空等待

　　n 兩者擇一

　　n 有先等待

　　在整型信號量機制中，信號量被定義為一個整型變量，除初始化外，僅能通過兩個標(biāo)準(zhǔn)的原子操作wait(s)和signal(s)來訪問。其通常被分別稱作P、V操作。描述如下：

　　P操作

　　I. S-1→S

　　II. 如果S<0，則該進(jìn)程進(jìn)入等待狀態(tài);否則繼續(xù)進(jìn)行

　　V操作

　　I. S+1→S

　　II. 如果S≥0，則喚醒隊列中的一個等待進(jìn)程

　　進(jìn)程互斥的情況初值是1，而同步的初值是0

　　進(jìn)程同步的問題相對來說是比較復(fù)雜的，這其中一些比較經(jīng)典的進(jìn)程同步問題，如：

　　*生產(chǎn)者—消費者問題

　　*讀者—寫者問題

　　*哲學(xué)家進(jìn)餐問題

　　三、各種調(diào)度算法：

　　操作系統(tǒng)中，涉及到的調(diào)度比較多，如進(jìn)程調(diào)度、作業(yè)調(diào)度、磁盤調(diào)度等。但是其調(diào)度算法的原理都大致相同。進(jìn)程調(diào)度是比較典型的一類調(diào)度，其調(diào)度算法較多。包括：

　　*先來先服務(wù)

　　*優(yōu)先數(shù)調(diào)度

　　*輪轉(zhuǎn)法

　　*短作業(yè)優(yōu)先

　　通過對這些調(diào)度算法的復(fù)習(xí)，對我們掌握其他種類調(diào)度的調(diào)度算法也會很有幫助。

　　例題： 一臺 PC 計算機系統(tǒng)啟動時，首先執(zhí)行的是__(42)__，然后加載__(43)__。在設(shè)備管理中，虛擬設(shè)備的引入和實現(xiàn)是為了充分利用設(shè)備，提高系統(tǒng)效率，采用__(44)__來模擬低速設(shè)備(輸入機或打印機)的工作。

　　例題：設(shè)有 7 項任務(wù)，分別標(biāo)記為 a、b、c、d、c、f 和 g，需要若干臺機器以并行工作方式來完成，它們執(zhí)行的開始時間和完成時間如下表所示：

　　信號量例題：

　　在某超市里有一個收銀員，且同時最多允許有n個顧客購物，我們可以將顧客和收銀員看成是兩類不同的進(jìn)程，且工作流程如下圖所示。為了利用PV操作正確地協(xié)調(diào)這兩類進(jìn)程之間的工作，設(shè)置了三個信號量S1、S2和Sn，且初值分別為0、0和n。這樣圖中的a應(yīng)填寫__C__，圖中的b1、b2應(yīng)分別填寫__D_，圖中的c1、c2應(yīng)分別填寫__A。 (操作系統(tǒng))?