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2019年上半年 上午试卷 综合知识
第 24 题
知识点 进程的状态及其转换   进程调度  
章/节 计算机软件知识  
 
 
在单处理机系统中,采用先来先服务调度算法。系统中有4个进程P1、P2、P3、P4 (假设进程按此顺序到达),其中P1为运行状态,P2为就绪状态,P3和P4为等待状态,且P3等待打印机,P4等待扫描仪。若P1(23),则P1、P2、P3和P4的状态应分别为(24)。
 
  A.  等待、就绪、等待和等待
 
  B.  运行、就绪、运行和等待
 
  C.  就绪、运行、等待和等待
 
  D.  就绪、就绪、等待和运行
 
 




 
 
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进程P1、P2、P3、P4和P5的前趋图如下所示:

 
知识点讲解
· 进程的状态及其转换
· 进程调度
 
        进程的状态及其转换
        1)三态模型
        三态模型中最基本的状态有3种,即运行、就绪和阻塞。
        .运行。进程正在处理机上运行。对于单处理机系统,处于运行状态的进程只有一个。
        .就绪。进程具备运行条件,但尚未运行。
        .阻塞。进程因发生某事件而暂停执行时的状态。
        在进程运行过程中,由于自身进展情况及外界环境的变化,这3种基本状态可以在一定的条件下相互转换。进程的状态及转换如下图所示。
        
        进程的状态及其转换
        2)五态模型
        五态模型在三态模型的基础上增加了新建态和终止态。新建态是一个进程刚刚被创建还没有被提交,并等待系统完成创建进程的所有必要信息状态。终止态是指当一个进程已经正常结束或异常结束,操作系统进行善后处理并且释放主存的状态。
        3)具有挂起状态的进程状态
        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所有进程的运行要求,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。具有挂起状态的进程状态包括活跃就绪、静止就绪、活跃阻塞、静止阻塞。
 
        进程调度
        在某些操作系统中,一个作业从提交到完成需要经历高、中、低3级调度。
        (1)高级调度。又称"长调度""作业调度"或"接纳调度"。它决定处于输入池中的哪个后备作业可以调入主系统做好运行的准备,使其成为一个或一组就绪进程。系统中一个作业只需经过一次高级调度。
        (2)中级调度。又称"中程调度"或"对换调度"。它决定处于交换区中的就绪进程哪个可以调入主存,以便使其直接参与对CPU的竞争。在主存资源紧张时,为了将进程调入主存,必须将主存中处于阻塞状态的进程调至交换区,以便为调入进程腾出空间。
        (3)低级调度。又称"短程调度"或"进程调度"。它决定处于主存中的就绪进程哪个可以占用CPU,是操作系统中最活跃、最重要的调度程序,对系统的影响很大。
               调度方式
               调度方式是指当有更高优先级的进程到来时如何分配CPU。调度方式分为可剥夺式和不可剥夺式两种。可剥夺式是指当有更高优先级的进程到来时,强行将正在运行的进程所占用的CPU分配给高优先级的进程;不可剥夺式是指当有更高优先级的进程到来时,必须等待正在运行的进程自动释放占用的CPU,然后将CPU分配给高优先级的进程。
               进程调度算法
               常用的进程调度算法有先来先服务、时间片轮转、优先级调度和多级反馈调度算法。
               1)先来先服务
               先来先服务(FCFS)是按照作业提交或进程变为就绪状态的先后次序分配CPU。即每当进入进程调度时,总是将就绪队列队首的进程投入运行。FCFS主要用于宏观调度,其特点是比较有利于长作业,而不利于短作业;有利于CPU繁忙的作业,而不利于I/O繁忙的作业。
               2)时间片轮转
               时间片轮转的基本思路是通过时间片轮转,提高进程并发性和响应时间,从而提高资源利用率。时间片轮转算法主要用于微观调度,其设计目标是提高资源利用率。
               3)优先级调度
               优先级调度分为静态优先级和动态优先级两种。
               (1)静态优先级。进程的优先级是在创建时就已确定好了,直到进程终止都不会改变。
               (2)动态优先级。在创建进程时赋予一个优先级,在进程运行过程中还可以改变,以便获得更好的调度性能。
               4)多级反馈调度
               多级反馈调度算法是在时间片轮转算法和优先级算法的基础上改进的。其优点是:照顾短进程,提高系统吞吐量,缩短平均周转时间;照顾I/O型进程以获得较好的I/O设备利用率和缩短响应时间;不必估计进程的执行时间,动态调节优先级。
               优先级的确定需要考虑以下情况。
               (1)I/O型进程。让其进入最高优先级队列,以便能及时响应需要I/O交互的进程。通常执行一个小的时间片,在该时间片内,要求能处理完一次I/O请求的数据,然后转入阻塞队列。
               (2)计算型进程。每次都执行完时间片,进入更低级序列。最终采用最大时间片来执行,减少调度次数。
               (3)I/O次数不多而主要是CPU处理的进程。在I/O完成后,放回优先的I/O申请时离开的队列,以免每次都回到最高优先级队列后再逐次下降。
               (4)为适应一个进程在不同时间段的运行特点,在I/O完成时,提高优先级;时间片用完时,降低优先级。



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