免费智能真题库 > 历年试卷 > 软件设计师 > 2011年上半年 软件设计师 上午试卷 综合知识
  第25题      
  知识点：   死锁   进程
  关键词：   进程   死锁   需求        章/节：   计算机软件知识       

 
系统中有R类资源m个，现有n个进程互斥使用。若每个进程对R资源的最大需求为w，那么当m、n、w分别取下表中的值时，对于表中的①?⑥种情况，(25)可能会发生死锁。若将这些情况的m分别加上（26)，则系统不会发生死锁。
 
 
  A.  ①②⑤
 
  B.  ③④⑤
 
  C.  ②④⑤
 
  D.  ②④⑥
 
 
 

 
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   知识点讲解    
   · 死锁    · 进程
 
       死锁
        死锁是指两个以上的进程互相都因要求对方已经占有的资源，导致无法运行下去的现象。死锁是系统的一种出错状态，不仅浪费大量的系统资源，甚至会导致整个系统的崩溃，所以死锁是应该尽量预防和避免的。
               产生死锁的原因
               产生死锁的原因是资源竞争及进程推进顺序非法。
               产生死锁的4个必要条件
               产生死锁的4个必要条件如下。
               （1）互斥条件。进程对其要求的资源进行排他性控制，即一次只允许一个进程使用。
               （2）请求保持条件。零星地请求资源，即已获得部分资源后又请求资源被堵塞。
               （3）不可剥夺条件。进程已获得资源在未使用完之前不能被剥夺，只能在使用完时由自己释放。
               （4）环路条件。发生死锁时，在进程资源有向图中必构成环路，其中每个进程占有下一个进程申请的一个或多个资源。
               进程资源有向图
               进程资源有向图由方框、圆圈和有向边3部分组成。其中，方框表示资源，圆圈表示进程。
               请求资源：○→□，箭头由进程指向资源。
               分配资源：○←□，箭头由资源指向进程。
               死锁的处理
               下面介绍死锁的处理。
               （1）死锁的预防。根据产生死锁的4个必要条件，只要使其中之一不能成立，死锁就不会出现。为此，可以采取下列预防措施，即预先静态分配法和资源有序分配法。
               （2）死锁的避免。最著名的死锁避免算法是Dijkstra提出的银行家算法，其思想是：对于进程发出的每一个系统可以满足的资源请求命令加以检测，如果发现分配资源后，系统可能进入不安全状态，则不予分配；若分配资源后系统仍处于安全状态，则分配资源。与死锁预防策略相比提高了资源的利用率，但增加了系统的开销。
               （3）死锁的检测。这种方法对资源的分配如不加限制，即允许死锁发生。但系统定时地运行一个"死锁检测"程序，判断系统是否发生死锁，若检测到有死锁，则设法加以解除。
               （4）死锁的解除。检测到死锁发生后，常采用资源剥夺法和撤销进程法解除死锁。
 
       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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