Лекция: Управление процессами

Лекция: Управление процессами. Планирование и диспетчеризация процессов

 

В лекции рассмотрены основные концепции управления процессами, планирования и диспетчеризации процессов.

 

Содержание

• Введение
• Понятие процесса
• Состояния процесса
• Блок управления процессом
• Переключение с одного процесса на другой
• Очереди, связанные с диспетчеризацией процессов
• Планировщики, выполняющие диспетчеризацию процессов
• Переключение контекста
• Создание процесса – одна из основных операций над процессами
• Уничтожение процесса
• Ключевые термины
• Краткие итоги
• Набор для практики
• Вопросы
• Упражнения
• Темы для курсовых работ, рефератов, эссе

 

Введение

Начиная с данной лекции, в курсе более подробно рассматриваются все ключевые концепции и задачи ОС и используемые для их реализации алгоритмы и структуры данных. Первая концепция, подробно рассматриваемая в данной и следующей лекциях, - концепция процесса и управления процессами. Рассматриваются следующие вопросы:

• понятие процесса;
• состояния процесса;
• блок управления процессом;
• диспетчеризация процессов;
• операции над процессами.

Понятие процесса

Важная особенность процесса: это единица вычислений, которая должна выполняться последовательно, т.е. каждый процесс имеет свой последовательный… Процесс при его создании и управлении им операционной системой включает… Секция данных(data section) – статическая (постоянно выделенная, неизменного размера) область основной памяти,…

Состояния процесса

Новый (new):Процесс создается операционной системой, но еще не начал выполняться. Исполняемый (running):Исполняются команды процесса на процессоре или… Ожидающий (waiting):Процесс ожидает наступления некоторого события, например, завершения ввода-вывода. В состоянии…

Блок управления процессом

Блок управления процессом (Process Control Block – PCB)– системная структура данных, используемая ОС для управления процессом, содержащия следующую информацию, ассоциируемую с каждым процессом:

• Состояние процесса
• Текущее значение счетчика команд (используется при продолжении выполнения процесса);
• Значения регистров процессора (также используются при возобновлении процесса);
• Информация для диспетчеризации процессора (указатель на стек процесса, номер процесса);
• Информация для управления памятью (границы области памяти процесса);
• Статистическая информация (общее время выполнения процесса, оставшееся из заявленного время выполнения, суммарное время ввода-вывода и т.д.)
• Информация о состоянии ввода-вывода (список открытых файлов).

Структура блока управления процессом изображена на рис. 8.2.

Рис. 8.2. Блок управления процессом (PCB).

Переключение с одного процесса на другой

Рис. 8.3. Переключение с одного процесса на другой. На схеме изображено два процесса – P0 и P1. При прерывании или системном вызове в процессе P0 операционная система…

Очереди, связанные с диспетчеризацией процессов

Управление процессами операционной системой и поведение процессов в системе можно рассматривать как миграцию между различными очередями. На рис. 8.4 изображена схема организации очереди готовых процессов и очередей…

Планировщики, выполняющие диспетчеризацию процессов

Долговременный планировщик (планировщик заданий)определяет, какие процессы должны быть перемещены в очередь готовых процессов. Кратковременный планировщик (планировщик процессора)– определяет, какие… Для реализации режима разделения времени в систему может быть добавлен также планировщик откачки и подкачки процессов,…

Переключение контекста

Переключение контекста относится к накладным расходам (overhead), так как система не выполняет никаких полезных действий при переключении с одного… Время переключения контекста зависит от аппаратной поддержки. Выше мы… Например, в системе "Эльбрус" контекстное переключение выполнялось всего одной аппаратной командой - СМСТЕК…

Создание процесса – одна из основных операций над процессами

Возможны различные подходы к созданию процессов, с точки зрения возможности совместного использования (разделения) ресурсов процессом-родителем и… Разделение ресурсов. Возможны следующие подходы: Процесс-родитель и… Исполнение. Возможны следующие подходы: Процесс-родитель и дочерние процессы исполняются совместно; …

Уничтожение процесса

При своей работе процесс-родитель может уничтожить дочерние процессы системным вызовом abort (UNIX). Это возможно в следующих случаях: Дочерний…

Ключевые термины

Готовый к выполнению (ready) –Состояние процесса, при котором он ожидает получения ресурсов процессора для его исполнения. Диспетчеризация– поочередное выделение планировщикомоперационной система… Долговременный планировщик (планировщик заданий)- планировщик ОС, определяющий, какие процессы должны быть перемещены…

Краткие итоги

Для управления процессом ОС создает блок управления процессом (PCB), содержащий состояние процессора, счетчик команд, регистры процессора,… Для управления процессами ОС использует следующие очереди: очередь заданий… Планировщики ОС планируют поочередное выделение процессам квантов процессорного времени. Долговременный планировщик…

Набор для практики

Вопросы

Упражнения

Темы для курсовых работ, рефератов, эссе