【正文】 縱向【問題4】參與者之間的關(guān)系表示子類型“是一種”父類型，即泛化關(guān)系。其中父類型通常是一個(gè)抽象泛化的參與者，可以完成子類型可完成的共同行為，每個(gè)具體的子類型繼承它，可以完成父類型參與者同樣的任務(wù)，并可以補(bǔ)充額外的角色功能。試題五參考答案【問題1】）。A1：工資系統(tǒng)A2：菜單管理員【問題2】【問題3】【問題4】泛化關(guān)系（一般/特殊關(guān)系、繼承關(guān)系）。泛化關(guān)系描述了一個(gè)參與者可以完成另一個(gè)參與者同樣的任務(wù)，并可補(bǔ)充額外的角色功能。第五篇：軟考軟件設(shè)計(jì)師教程重難點(diǎn)解析軟考軟件設(shè)計(jì)師資訊:// 軟考軟件設(shè)計(jì)師教程重難點(diǎn)解析2016下半年軟考軟件設(shè)計(jì)師考試即將開始，同學(xué)們準(zhǔn)備好了嗎，希賽小編為正在備戰(zhàn)下半年考試的你們準(zhǔn)備了一些軟件設(shè)計(jì)師教程重難點(diǎn)解析，希望對(duì)大家有所幫助。死鎖(Deadlock)是指多個(gè)進(jìn)程在運(yùn)行的過程中因爭(zhēng)奪資源而造成的一種僵局。當(dāng)進(jìn)程處于這種僵持狀態(tài)時(shí)，若無外力作用，它們都將無法再向前推進(jìn)。在軟件設(shè)計(jì)師的考試當(dāng)中，這個(gè)知識(shí)點(diǎn)的考查是以選擇題的形式出現(xiàn)的，考點(diǎn)主要有：死鎖的必要條件、解決死鎖的方法，最難高難度會(huì)考到“銀行家算法”。本文將介紹死鎖的相關(guān)知識(shí)，但不會(huì)具體講解“銀行家算法”，該算法將在本系列的下一篇文章中詳細(xì)說明。死鎖發(fā)生的必要條件死鎖的發(fā)生必須具備四個(gè)必要條件，這四個(gè)條件相互聯(lián)系、缺一不可。(1)互斥條件：指進(jìn)程對(duì)所分配到的資源進(jìn)行排他性使用，即在一段時(shí)間內(nèi)某資源只由一個(gè)進(jìn)程占用。如果此時(shí)還有其他進(jìn)程請(qǐng)求該資源，則請(qǐng)求者只能等待，直至占有該資源的進(jìn)程用完并釋放。(2)請(qǐng)求和保持條件：指進(jìn)程已經(jīng)保持了至少一個(gè)資源，但又提出了新的資軟考軟件設(shè)計(jì)師資訊:// 源請(qǐng)求，而該資源又已被其他進(jìn)程占有，此時(shí)請(qǐng)求進(jìn)程阻塞，但又對(duì)自己已獲得的其他資源保持不放。(3)不剝奪條件：指進(jìn)程已獲得的資源，在未使用完之前，不能被剝奪，只能在使用完時(shí)由自己釋放。(4)環(huán)路等待條件：指在發(fā)生死鎖時(shí)，必然存在一個(gè)進(jìn)程資源的環(huán)形鏈，即進(jìn)程集合{P0，P1，P2…Pn}中的P0正在等待一個(gè)P1占用的資源，P1正在等待P2占用的資源，……Pn正在等待已被P0占用的資源。判斷系統(tǒng)是否可能進(jìn)入死鎖狀態(tài)從上面的死鎖解決方案來看，無論哪一種方式都不可避免的要增加系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)。而同時(shí)一個(gè)系統(tǒng)是否有可進(jìn)入死鎖狀態(tài)受系統(tǒng)資源數(shù)量，需要使用該資源的進(jìn)程數(shù)量等因素影響。若系統(tǒng)本不可能引起死鎖，而我們采用了死鎖解決方案，是很不合理的。所以，考試中?？嫉竭@樣的題型：給出系統(tǒng)的資源數(shù)，以及需要使用該資源的進(jìn)程數(shù)量等參數(shù)，讓考生判斷系統(tǒng)有無可能產(chǎn)生死鎖。下面我們以例題的方式來說明如何解決這類問題。例題1：系統(tǒng)有3個(gè)進(jìn)程：A、B、C。這3個(gè)進(jìn)程都需要5個(gè)系統(tǒng)資源。如果系統(tǒng)有多少個(gè)資源，則不可能發(fā)生死鎖。解答：在分析這個(gè)問題時(shí)，我們可以取一些簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)代入試題進(jìn)行驗(yàn)證、分析，以得到相應(yīng)的規(guī)律。如：(1)當(dāng)系統(tǒng)資源數(shù)量為9時(shí)，若給A與B分別分配了4個(gè)資源，C分配了1軟考軟件設(shè)計(jì)師資訊:// 個(gè)資源，則系統(tǒng)中的每個(gè)進(jìn)程都存在資源不足的情況，而都不放手自己擁有的資源。不能正常運(yùn)行完畢，發(fā)生死鎖。(2)當(dāng)系統(tǒng)資源數(shù)量為12時(shí)，若給A、B、C各分配4個(gè)資源，則死鎖。(3)當(dāng)系統(tǒng)資源數(shù)量為13時(shí)，無論如何分配，總有至少1個(gè)進(jìn)程能得到5個(gè)資源，得到5個(gè)資源的進(jìn)程可以正常運(yùn)行完畢，而后將自己占用的資源分配給其它進(jìn)程，所以這樣能使所有進(jìn)程運(yùn)行完畢。從上面的嘗試，我們可以總結(jié)出一個(gè)規(guī)律：先給所有進(jìn)程分配他們所需要的資源數(shù)減1個(gè)資源，然后系統(tǒng)如果能再剩余1個(gè)資源，則系統(tǒng)不會(huì)發(fā)生死鎖。這樣解答本題變得非常容易。(51)*3+1=13。例題2：一臺(tái)計(jì)算機(jī)有10臺(tái)磁帶機(jī)被m個(gè)進(jìn)程競(jìng)爭(zhēng)，每個(gè)進(jìn)程最多需要三臺(tái)磁帶機(jī)，那么m至多為時(shí)，系統(tǒng)沒有死鎖的危險(xiǎn)。 解答首先從m=6開始考察，首先每個(gè)進(jìn)程分配1臺(tái)，剩下的4臺(tái)只能分配給4個(gè)進(jìn)程，還有2個(gè)進(jìn)程沒有分配，如果已經(jīng)分配了2臺(tái)的4個(gè)進(jìn)程需要3臺(tái)的話，則系統(tǒng)就會(huì)死鎖。同樣，如果m=5，也會(huì)發(fā)生這種情況。當(dāng)m=4時(shí)，每個(gè)進(jìn)程可以分得2臺(tái)，還有2個(gè)進(jìn)程可分得3臺(tái)，則可正常運(yùn)行，運(yùn)行完畢后可釋放資源，從而不會(huì)死鎖。在解這道題時(shí)有些學(xué)員提出“如果按照答案m=4，則這4個(gè)進(jìn)程都是需要3臺(tái)磁帶機(jī)的話，共需要12臺(tái)磁帶機(jī)，這樣還不會(huì)死鎖?”。這種想法是錯(cuò)誤的，因?yàn)椴⒉皇峭瑫r(shí)把所有進(jìn)程都分配給足夠的資源才能完成這軟考軟件設(shè)計(jì)師資訊:// 些進(jìn)程，可以是一個(gè)進(jìn)程先執(zhí)行完，釋放完資源再執(zhí)行另一個(gè)進(jìn)程。例如：4個(gè)進(jìn)程中，每個(gè)進(jìn)程分配2臺(tái)磁帶機(jī)，用去了8臺(tái)。剩下2臺(tái)，仍然可以滿足兩個(gè)進(jìn)程，直到他們完成，釋放他們暫用的磁帶機(jī)。流水線流水線這個(gè)知識(shí)點(diǎn)在軟件設(shè)計(jì)師考試中是個(gè)重點(diǎn)也是個(gè)難點(diǎn)，考查的頻率比較高。之所以說流水線是個(gè)難點(diǎn)，有兩方面的原因：一方面是需要理解流水線的理論，了解其工作原理，計(jì)算方式。另一方面是在軟考當(dāng)中，對(duì)于流水線的相關(guān)計(jì)算，標(biāo)準(zhǔn)并不是完全統(tǒng)一的，這一點(diǎn)在后面我們將詳細(xì)介紹。流水線是指在程序執(zhí)行時(shí)多條指令重疊進(jìn)行操作的一種準(zhǔn)并行處理實(shí)現(xiàn)技術(shù)。各種部件同時(shí)處理是針對(duì)不同指令而言的，它們可同時(shí)為多條指令的不同部分進(jìn)行工作，以提高各部件的利用率和指令的平均執(zhí)行速度。指令流水線是將指令執(zhí)行分成幾個(gè)子過程，每一個(gè)子過程對(duì)應(yīng)一個(gè)工位，我們稱為流水級(jí)或流水節(jié)拍，這個(gè)工位在計(jì)算機(jī)里就是可以重疊工作的功能部件，稱為流水部件。如圖1所示，IF，ID，EX，WD分別是流水線的流水部件。流水線要求所有的流水級(jí)部件必須在相同的時(shí)間內(nèi)完成各自的子過程。在流水線中，指令流動(dòng)一步便是一個(gè)機(jī)器周期，機(jī)器周期的長(zhǎng)度必須由最慢的流水級(jí)部件處理子過程所需的時(shí)間來決定。軟考軟件設(shè)計(jì)師資訊://那么我們?yōu)槭裁匆岢隽魉€這個(gè)概念，以及流水線是如何提高系統(tǒng)吞吐量的呢?下面我們來看幾個(gè)圖，概念自然就清楚了。圖2是一個(gè)非流水線結(jié)構(gòu)系統(tǒng)執(zhí)行指令時(shí)空?qǐng)D。我們從圖2中可以看到，任意一個(gè)系統(tǒng)時(shí)間都有大量的設(shè)備處于空閑狀態(tài)，如第一個(gè)時(shí)間段有ID，EX，WB空閑，則第二個(gè)時(shí)間段有IF，EX，WB空閑。我們?cè)賮砜床捎昧肆魉€結(jié)構(gòu)的時(shí)空?qǐng)D3。顯然，采用流水線可以大大提升系統(tǒng)資源的利用率，以及整個(gè)系統(tǒng)的吞吐量。流水線的操作周期取決于基本操作中最慢的那個(gè)。例如：一個(gè)3段流水線，軟考軟件設(shè)計(jì)師資訊:// 各段的執(zhí)行時(shí)間分別為t，2t，t。則最慢的一段為2t，所以流水線操作周期為2t。流水線的執(zhí)行時(shí)間公式為：第1條指令的執(zhí)行時(shí)間+(指令條數(shù)1)*流水線操作周期例題1若每一條指令都可以分解為取指、分析和執(zhí)行三步。己知取指時(shí)間t取指=4△t，分析時(shí)間t分析=3△t，執(zhí)行時(shí)間t執(zhí)行=5△t。如果按串行方式執(zhí)行完100條指令需要(1)△t。如果按照流水方式執(zhí)行，執(zhí)行完100條指令需要(2)△t。供選擇的答案(1) (2) 試題分析本題考查的是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)指令流水線方面的基礎(chǔ)知識(shí)。根據(jù)題意可以看到，在此流水線中按串行方式執(zhí)行完100條指令要用1200△t。采用流水方式執(zhí)行，執(zhí)行的總時(shí)間的關(guān)鍵取決于最長(zhǎng)的執(zhí)行時(shí)間，所以執(zhí)行完100條的時(shí)間為：4Δt+3Δt+5Δt+(1001)*5Δt=507Δt。試題答案C B 例題2現(xiàn)采用4級(jí)流水線結(jié)構(gòu)分別完成一條指令的取指、指令譯碼和取數(shù)、運(yùn)算，以及送回運(yùn)算結(jié)果4個(gè)基本操作，每步操作時(shí)間依次為60 ns，100 ns，50 ns和70 ns。該流水線的操作周期應(yīng)為A ns。若有一小段程序需要用20條基本指軟考軟件設(shè)計(jì)師資訊:// 令完成(這些指令完全適合于流水線上執(zhí)行)，則得到第一條指令結(jié)果需B ns，完成該段程序需C ns。在流水線結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)中，頻繁執(zhí)行D指令時(shí)會(huì)嚴(yán)重影響機(jī)器的效率。當(dāng)有中斷請(qǐng)求發(fā)生時(shí)，采用不精確斷點(diǎn)法，則將E。供選擇的答案A：①50②70③100④280B：①100②200③280④400C：①1400②2000③2300④2600D：①條件轉(zhuǎn)移②無條件轉(zhuǎn)移③算術(shù)運(yùn)算④訪問存儲(chǔ)器E：①僅影響中斷反應(yīng)時(shí)間，不影響程序的正確執(zhí)行②不僅影響中斷反應(yīng)時(shí)間，還影響程序的正確執(zhí)行③不影響中斷反應(yīng)時(shí)間，但影響程序的正確執(zhí)行④不影響中斷反應(yīng)時(shí)間，也不影響程序的正確執(zhí)行試題分析本題主要考查對(duì)流水線技術(shù)的掌握。對(duì)于CPU來說，流水線技術(shù)實(shí)際上是一種以增加硬件換取性能的方式：把一條指令分解成多條更小的指令，由不同的處理單元來處理，在理想的滿負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)下，執(zhí)行一條指令的時(shí)間雖然沒有減少，但是由于多個(gè)處理單元同時(shí)工作，在同一時(shí)間上可以執(zhí)行不同指令的不同部分，從而使得總體的執(zhí)行時(shí)間大大減少。流水線的操作周期取決于基本操作中最慢的那個(gè)。這里最慢的是100 ns，所以操作周期是100 ns。在流水線中，其實(shí)每一條指令的執(zhí)行時(shí)間并沒有減少，而第一條指令的執(zhí)行并沒有體現(xiàn)流水線的優(yōu)勢(shì)，它在4個(gè)操作周期后才能執(zhí)行完軟考軟件設(shè)計(jì)師資訊:// 成，這以后每個(gè)操作周期都能完成一條指令的執(zhí)行。影響流水線效率的重要因素有條件轉(zhuǎn)移指令和中斷，因?yàn)樗鼈兇驍嗔肆魉€，使得流水線不得不重新裝載。不精確斷點(diǎn)法實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，但是要等到流水線內(nèi)的指令完成之后再響應(yīng)中斷。試題答案A.③B.④C.③D.①E.②上面的兩個(gè)例題，都是軟考當(dāng)中出現(xiàn)過的真題。我們可以看出，兩個(gè)題在計(jì)算流水線時(shí)間方面，標(biāo)準(zhǔn)并不是統(tǒng)一的。在例題1中：4Δt+3Δt+5Δt+(1001)*5Δt=507Δt。而在例題2中：100ns+100ns+100ns+100ns+(201)*100ns=2300ns這兩種計(jì)算方法，都是在套用公式：“第1條指令的執(zhí)行時(shí)間+(指令條數(shù)1)*流水線操作周期”，而對(duì)于“第1條指令的執(zhí)行時(shí)間”的理解并不相同。在例題1中，第1條指令的執(zhí)行時(shí)間是將指令執(zhí)行時(shí)的幾個(gè)階段所需時(shí)間相加得到，而在例題2中，認(rèn)為每一個(gè)階段所需時(shí)間都是流水線的周期時(shí)間。其中前者是流水線的理論計(jì)算方法，而后者是我們?cè)谠O(shè)計(jì)硬件流水線時(shí)，常用的方式。兩種計(jì)算方法，從理論上來講，都是正確的，但考試時(shí)，只有一個(gè)是正確答案。那么我們應(yīng)該怎么做呢?由于每次考試中，無論認(rèn)可的是哪種計(jì)算方式，都只會(huì)把這種計(jì)算方式的正確答案放入選項(xiàng)中，而不會(huì)將兩個(gè)正確答案都放入，所以我們?cè)谟靡环N方式不能得到正確選項(xiàng)時(shí)，應(yīng)采用另一種方式進(jìn)行計(jì)算，來得到正確答案。