免费智能真题库 > 历年试卷 > 软件设计师 > 2021年下半年 软件设计师 上午试卷 综合知识
  第23题      
  知识点:   进程的状态及其转换   打印机   调度算法   进程   扫描仪
  章/节:   计算机软件知识       

 
在单处理机计算机系统中有1台打印机、1台扫描仪,系统采用先来先服务调度算法。假设系统中有进程P1、P2、P3、P4,其中P1为运行状态,P2为就绪状态,P3等待打印机,P4等待扫描仪。此时,若P1释放了扫描仪,则进程P1、P2、P3、P4的状态分别为()。
 
 
  A.  等待、 运行、等待、就绪
 
  B.  运行、就绪、等待、就绪
 
  C.  就绪、就绪、等待、运行
 
  D.  就绪、运行、等待、就绪
 
 
 

 
  第27题    2016年上半年  
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进程P1、P2、P3、P4和P5的前趋图如下图所示:
  第24题    2019年上半年  
   27%
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..
  第27题    2014年下半年  
   44%
在如下所示的进程资源图中,(27);该进程资源图是(28)。
   知识点讲解    
   · 进程的状态及其转换    · 打印机    · 调度算法    · 进程    · 扫描仪
 
       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。
 
       打印机
        打印机是计算机系统中常用的设备之一。打印机在计算机系统中是可选件。利用打印机可以打印出各种资料、文书、图形和图像等。根据打印机的工作原理,可以将打印机分为激光打印机、喷墨打印机和针式打印机三类,如下图所示。
        
        常见打印机
        激光打印机是一种高速度、高精度、低噪音的非击打式打印机,它是激光扫描技术与电子照相技术相结合的产物。激光打印机具有最高的打印质量和最快的打印速度,可以输出漂亮的文稿,也可以输出直接用于印刷制版的透明胶片。
        喷墨打印机的打印头由几百个细小的喷墨口组成,当打印头横向移动时,喷墨口可以按一定的方式喷射出墨水,打到打印纸上,形成字符、图形等。其主要优点是打印精度高、噪声较低、价格较便宜。主要缺点是打印速度慢、墨水消耗较大、日常费用较高。
        针式打印机利用打印头内的点阵撞针撞击打印色带,在打印纸上产生打印效果,常用的点阵打印机为24针行式打印机。该打印机的主要优点是价格便宜、轻便实用、维护费用低,适合于打印宽幅纸,且便于多份拷贝,还可以打印多联的超长度打印纸。主要缺点是打印速度慢、噪声大,打印质量也差。
 
       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(FCFS)。FCFS按照作业提交或进程成为就绪状态的先后次序分配CPU,即进程调度总是将就绪队列队首的进程投入运行。FCFS的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。FCFS算法主要用于宏观调度。
        (2)时间片轮转。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。通过时间片轮转提高进程并发性和响应时间特性,从而提高资源利用率。时间片的长度可以从几毫秒到几百毫秒,选择的方法一般分为固定时间片和可变时间片两种。
        (3)优先级调度。该算法是让每一个进程都拥有一个优先数,数值大的表示优先级高,系统在调度时总选择优先数大的占用CPU。优先级调度分为静态优先级和动态优先级两种。
        (4)多级反馈调度。多级反馈队列调度算法是时间片轮转算法和优先级算法的综合与发展。其优点有三个方面:第一,照顾了短进程以提高系统吞吐量,缩短了平均周转时间;第二,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;第三,不必估计进程的执行时间,动态调节优先级。
 
       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。
 
       扫描仪
        图形扫描仪是一种图形、图像输入设备,它可以直接将图形、图像、照片或文本输入计算机中。扫描仪是利用字符、图形和图像在纸面上的不同反光程度将纸面上的字符、图形和图像转换成相应的数字信号,输入计算机中进行处理。这些信号在计算机中首先被当做数字图像信息进行处理。目前的扫描仪已经从单色、小幅面发展到彩色、大幅面,扫描分辨率已经从几百dpi(dot per inch,点/英寸)发展到几千dpi,扫描速度也从每分钟几页发展到每分钟几百页。扫描仪按其工作原理可分为线阵列和面阵列两种,最常用的是线阵列扫描仪;按其扫描方式可分为平面式和手持式两种;按其灰度和色彩可分为二值化扫描仪、灰度扫描仪和彩色扫描仪。
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第23题    在手机中做本题