Управление процессами. Диаграмма состояний процесса. - раздел Образование, Первый период 1945–1955 гг.. Ламповые машины. Операционных систем нет Важнейшей Частью Операционной Системы, Непосредственно Влияющей На Функционир...
Важнейшей частью операционной системы, непосредственно влияющей на функционирование вычислительной машины, является подсистема управления процессами. Процесс (задача) - абстракция, описывающая выполняющуюся программу. Для операционной системы процесс представляет собой единицу работы, заявку на потребление системных ресурсов. Подсистема управления процессами планирует выполнение процессов, то есть распределяет процессорное время между несколькими одновременно существующими в системе процессами, а также занимается созданием и уничтожением процессов, обеспечивает процессы необходимыми системными ресурсами, поддерживает взаимодействие между процессами.
В многозадачной (многопроцессной) системе процесс может находиться в одном из трех основных состояний:
выполнение - активное состояние процесса, во время которого процесс обладает всеми необходимыми ресурсами и непосредственно выполняется процессором;
ожидание - пассивное состояние процесса, процесс заблокирован, он не может выполняться по своим внутренним причинам, он ждет осуществления некоторого события, например, завершения операции ввода-вывода, получения сообщения от другого процесса, освобождения какого-либо необходимого ему ресурса;
готовность - также пассивное состояние процесса, но в этом случае процесс заблокирован в связи с внешними по отношению к нему обстоятельствами: процесс имеет все требуемые для него ресурсы, он готов выполняться, однако процессор занят выполнением другого процесса.
В ходе жизненного цикла каждый процесс переходит из одного состояния в другое в соответствии с алгоритмом планирования процессов, реализуемым в данной операционной системе. Типичный граф состояний процесса показан на рисунке 2.1.
В состоянии ВЫПОЛНЕНИЕ в однопроцессорной системе может находиться только один процесс, а в каждом из состояний ОЖИДАНИЕ и ГОТОВНОСТЬ - несколько процессов, эти процессы образуют очереди соответственно ожидающих и готовых процессов. Жизненный цикл процесса начинается с состояния ГОТОВНОСТЬ, когда процесс готов к выполнению и ждет своей очереди. При активизации процесс переходит в состояние ВЫПОЛНЕНИЕ и находится в нем до тех пор, пока либо он сам освободит процессор, перейдя в состояние ОЖИДАНИЯ какого-нибудь события, либо будет насильно "вытеснен" из процессора, например, вследствие исчерпания отведенного данному процессу кванта процессорного времени. В последнем случае процесс возвращается в состояние ГОТОВНОСТЬ. В это же состояние процесс переходит из состояния ОЖИДАНИЕ, после того, как ожидаемое событие произойдет.
Всякий новый процесс, появляющийся в системе, попадает в состояние готовность. Операционная система, пользуясь каким-либо алгоритмом планирования, выбирает один из готовых процессов и переводит его в состояние исполнение. В состоянии исполнение происходит непосредственное выполнение программного кода процесса. Выйти из этого состояния процесс может по трем причинам:
1)операционная система прекращает его деятельность;
2)он не может продолжать свою работу, пока не произойдет некоторое событие, и операционная система переводит его в состояние ожидание;
3)в результате возникновения прерывания в вычислительной системе (например, прерывания от таймера по истечении предусмотренного времени выполнения) его возвращают в состояние готовность.
Из состояния ожидание процесс попадает в состояние готовность после того, как ожидаемое событие произошло, и он снова может быть выбран для исполнения.
Все темы данного раздела:
Первый период (1945–1955 гг.). Ламповые машины. Операционных систем нет
Мы начнем исследование развития компьютерных комплексов с появления электронных вычислительных систем (опуская историю механических и электромеханических устройств).
Первые шаги в области
Третий период (начало 60-х – 1980 г.). Компьютеры на основе интегральных микросхем. Первые многозадачные ОС
Следующий важный период развития вычислительных машин относится к началу 60-х – 1980 г. В это время в технической базе произошел переход от отдельных полупроводниковых элементов типа транзисторо
Архитектура операционной системы.
Простейшая структуризация ОС состоит в разделении всех компонентов ОС на модули, выполняющие основные функции ОС (ядро), и модули, выполняющие вспомогательные функции ОС. Вспомогательные модули ОС
Монолитное ядро
По сути дела, операционная система – это обычная программа, поэтому было бы логично и организовать ее так же, как устроено большинство программ, то есть составить из процедур и функций. В эт
Микроядерная архитектура
Современная тенденция в разработке операционных систем состоит в перенесении значительной части системного кода на уровень пользователя и одновременной минимизации ядра.
Речь идет о
Смешанные системы
Все рассмотренные подходы к построению операционных систем имеют свои достоинства и недостатки.
В большинстве случаев современные операционные системы используют различные ко
Реализация многозадачности
По числу одновременно выполняемых задач операционные системы можно разделить на два класса:
· многозадачные (Unix, OS/2, Windows);
· однозадачные (например, MS-DOS).
Многопроцессорная обработка
Вплоть до недавнего времени вычислительные системы имели один центральный процессор.
В результате требований к повышению производительности появились многопроцессорные си
Системы реального времени
В разряд многозадачных ОС, наряду с пакетными системами и системами разделения времени, включаются также системы реального времени, не упоминавшиеся до
Планирование процессов. Понятие очереди. Планировщики.
В зависимости от состояния процесса ему должен быть предоставлен тот или иной ресурс, например новый процесс, необходимо разместить в основной памяти, следовательно, ему необходимо выделить часть а
Взаимодействие процессов. Транспортеры, очереди, сигналы, семафоры.
Взаимодействие процессов удобно рассматривать в схеме производитель – потребитель, например, программа вывода на печать производит последовательность символов, которые потребляются драйвером принте
Вытесняющее и невытесняющее планирование
Процесс планирования осуществляется частью операционной системы, называемой планировщиком. Планировщик может принимать решения о выборе для исполнения нового процесса из числа находящихся в состоян
Алгоритмы планирования
Существует достаточно большой набор разнообразных алгоритмов планирования, которые предназначены для достижения различных целей и эффективны для разных классов задач. Многие из них могут использова
Операционная оболочка Windows3.1, Отличительные черты. Основные достоинства. Окна в Windows.
Операционная оболочка Windows 3.1 — это разработанная фирмой Microsoft надстройка над операционной системой DOS, обеспечивающая большое количество возможностей и удобств для пользователей и програм
Операционные системы Windows 95/98/ME. Объектно-ориентированный подход.
ОС Windows 95/98/МЕ базируются на принципе Plug&Play подключения новых устройств и не требуют серьезного администрирования. Серия NT ориентирована на использование в больших организациях и треб
ОС Windows 95. Основные особенности. Компоненты ядра. Основные достоинства.
С точки зрения базовой архитектуры W95 – это 32 разрядная многопотоковая ОС с вытесняющей многозадачностью. В ее среде могут выполнятся собственные 32-ые прикладные программы, написанные в соответс
Основные достоинства ОС Windows 98.
1. поддержка нескольких мониторов делает возможным использование нескольких мониторов для расширения рабочего стола, выполнения разных программм на разных мониторах, а также выполнение много
Функции и состав операционной системы Windows 95.
1. управление процессами. В W95 процесс – это либо виртуальная машина MS-DOS, либо работающее приложение Windows. Каждый процесс может порождать множество потоков. Поток – это последовательн
OC WinNT/2000. Задачи, поставленные при создании WinNT.
WinNT – 32х разрядная ОС с приоритетной многозадачностью. В качестве фундаментальных компонент в состав ОС входят средства обеспечения безопасности и развитый сетевой сервис. WinNT обеспечивает сов
Модель безопасности Win’NT
Модель без-ти – монитор без-ти, совместно с процем входа в с-му и защищенными подс-ми. В многозадачной ОС W’NT приложения совместно исп-ют ряд ресурсов в с-ме, включая память компа
Управление памятью W’NT.
Пред.собой ОС сервера д/исп-ния на раб станции. Надежность обеспечивается за счет высоких систем. затрат, поэтому д/получения приемлемой производительности необходимы быстродействующий ЦП и по мень
Основные отличия Win’2000.
W’2000 основана на W’NT, это полностью 32-хразрядн. ОС с приоритетной многозадачностью и улучшенной реализацией работы с памятью. Новые ср-ва упр-я польз-ми сетевыми ресурсами: Active Direc
Архитектурные модули Windows NT.
Данная ОС является модульной (более совершенной, чем монолитная ОС, т. е. она состоит из отдельных взаимосвязанных относительно простых модулей. Основными модулями WindowsNT являются: 1)уровень апп
Системный сервис Windows NT. Исполняющая система - ядро и уровень аппаратных абстракций. Диспетчер кэша. Драйверы файловой системы. Сетевые драйверы.
Исполняющая система, в состав которой входит ядро и уровень аппаратных абстракций, обеспечивает общий сервис системы, который могут использовать все подсистемы среды. Каждая группа сервиса находитс
Модель безопасности Windows NT.
Модель безопасности Win’NT – представлена монитором безопасности, а также процессором входа в систему и безопасными защищенными подсистемами. В многозадачной ОС W’NT приложения сов
Управление памятью Windows NT.
W’NT – ОС сервера для использования на рабочей станции. Этим обусловлена архитектура, в которой абсолютная защита прикладных программ и данных преобладает над соображениями скорост
Основные достоинства Windows 2000.
Основные отличия Win’2000. W’2000 основана на W’NT, это полностью 32-х разрядная ОС с приоритетной многозадачностью и улучшенной реализацией работы с памятью. Интерфейс подобен интерфейсу W’98, но
Операционные системы коллективного пользования – многопользовательские, многозадачные. Основные сведения о функционировании.
Многопользовательские и многозадачные ОС в связи с необходимостью обеспечения мультипрограммирования и обеспечения многопользовательского режима обработки данных впервые были разработаны для больши
Файловая система. Физическая организация FAT.
Файловая система - это часть операционной системы, назначение которой состоит в том, чтобы обеспечить пользователю удобный интерфейс при работе с данными, хранящимися на диске, и обеспечить совмест
ОРГАНИЗАЦИЯ ФАЙЛОВ И ДОСТУП К НИМ
Программист воспринимает файл в виде набора однородных записей.
Запись - это наименьший элемент данных, который может быть обработан как единое целое прикладной
Последовательный файл
Простейший вариант - так называемый последовательный файл. То есть файл является последовательностью записей. Поскольку записи, как правило, однобайтовые, файл
Файл прямого доступа
В реальной практике файлы хранятся на устройствах прямого (random) доступа, например на дисках, поэтому содержимое файла может быть разбросано по разным блокам диска, которые можно сч
Другие формы организации файлов
Известны как другие формы организации файла, так и другие способы доступа к ним, которые использовались в ранних ОС, а также применяются сегодня в больших мэйнфреймах (mainframe), ори
ДИРЕКТОРИИ. ЛОГИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА ФАЙЛОВОГО АРХИВА
Количество файлов на компьютере может быть большим. Отдельные системы хранят тысячи файлов, занимающие сотни гигабайтов дискового пространства. Эффективное управление этими данными по
Контроль доступа к файлам
Наличие в системе многих пользователей предполагает организацию контролируемого доступа к файлам. Выполнение любой операции над файлом должно быть разрешено только в случае наличия у
Списки прав доступа
Наиболее общий подход к защите файлов от несанкционированного использования - сделать доступ зависящим от идентификатора пользователя, то есть связать с каждым файлом или директори
СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ВВОДОМ-ВЫВОДОМ
Функционирование любой вычислительной системы обычно сводится к выполнению двух видов работы: обработке информации и операций по осуществлению ее ввода-вывода.
Физические принципы организации ввода-вывода
Существует много разнообразных устройств, которые могут взаимодействовать с процессором и памятью: таймер, жесткие диски, клавиатура, дисплеи, мышь, модемы и т. д.
Часть этих устройств мож
Файловая система FAT16
Файловая система FAT 16, являющаяся основной для операционных систем DOS, Windows 95⁄98⁄Me, Windows NT⁄2000⁄XP, а также поддерживается большинством других систем. FAT 16 пре
Файловая система FAT32
Файловая система FAT32 представляет собой усовершенствованную версию FAT16, предназначенную для использования на разделах емкостью до 2 Терабайт. FAT32 появилась в Windows 95 OSR2, является основно
Новости и инфо для студентов