系统架构师——前趋图

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系统架构师——前趋图

前趋图

前趋图是一个由结点和有向边构成的有向无循环图。该图通常用于表现事务之间先后顺序的制约关系。图中的每个结点可以表示一个语句、一个程序段或是一个进程，结点间的有向边表示两个结点之间存在的前趋关系。

例：在计算机中，经常采用流水线方式执行指令，每一条指令都可以分解为取指、分析和执行三步。取指操作为 Ai，分析操作为 Bi 和执行操作为 Ci(i=1,2,3)。如图所示为三个任务各程序段并发执行的前驱图。

图中 A1 没有前趋结点，称为开始结点，它不受任何制约，可以直接执行；而 B1 与 A2 只能在 A1 执行完成之后才能开始，而 B2 必须在 B1 与 A2 完成之后才能开始；C3 没有后继结点，称为终止结点。

在前趋图中，执行先后顺序的制约关系可分为两种：直接制约和间接制约。

直接制约通常是指一个操作中，多个步骤之间的制约关系，也可以说是“同步的进程之间的制约关系”。如图 2-4 所示，A1、B1、C1 是一条指令的取指、分析、执行的三个步骤，所以它们之间的关系是直接制约。

间接制约通常是指多个操作之间相同步骤的制约关系，也可以说是“互斥的进程之间的制约关系”。如图 2-4 所示，A1、A2、A3 之间就存在间接制约的关系。

前趋图的应用广泛，在项目开发中，可用前趋图来分析哪些活动可以并行完成。同时项目管理工具：Pert 图，单（双）代号网络图等都融入了前趋图的思想。

真题：

前趋图(Precedence Graph) 是一个有向无环图，记为：→={（Pi，Pj ）|Pi must complete before Pj may strat}。假设系统中进程P={P1，P2，P3，P4，P5，P6，P7，P8}，且进程的前驱图如下：

那么前驱图可记为：（C）。

A.→={(P2,P1),(P3,P1),(P4,P1),(P6,P4),(P7,P5）,（P7,P6）,（P8,P7）}

B.→={（P1,P2）,(P1,P3),(P1,P4),(P2,P5),(P5,P7),(P6,P7）,（P7,P8）}

C.→={（P1,P2),(P1,P3),(P1,P4),(P2,P5),（P3,P5),(P4,P6),(P5,P7),(P6,P7),(P7,P8)}

D.→={(P2, P1), (P3,P1),(P4,P1),(P5,P2),(P5,P2),(P5,P3),(P6,P4),(P7,P5), (P7,P6),(P8,P7)}

某计算机系统中有一个CPU、一台输入设备和一台输出设备，假设系统中有四个作业T1、T2、T3和T4，系统采用优先级调度，且T1的优先级>T2的优先级>T3的优先级>T4的优先级。每个作业具有三个程序段：输入Ii、计算Ci和输出Pi(i=1,2,3,4)，其执行顺序为Ii→Ci→Pi。这四个作业各程序段并发执行的前驱图如下所示。图中①、②、③分别为（1 B），④、⑤、⑥分别为（2 D）。

(1)A.I2、C2、C4 B.I2、I3、C2 C.C2、P3、C4 D.C2、P3、P4

(2)A.C2、C4、P4 B.I2、I3、C4 C.I3、P3、P4 D.C4、P3、P4