51. Понятие процесс. Состояние процессов. Контекст и дескриптор процесса.

30-31, 60-61

Стандартизация на уровне архитектуры ОС.

Базовыми понятиями архитектуры является:

- процесс – задачи шагов заданий

- ресурс – то, что выделяется процессу для выполнения этих задач

Процесс представляет собой образ задачи шага задания.

Процесс представлен в памяти в виде таблицы – дескриптора процесса. Дескриптор включает в себя:

- исполняемый текст программы задачи;

- управляющую информацию (контекст процесса) необходимую для выделения и использования выделенных процессу ресурсов

- содержит приоритет, в соответствии с которым, задаче выделяется определённое число тактов процессорного времени

- необходимое адресное пространство

- вектор прерывания (слово состояния) программы

- величина кванта процессорного времени

- признаки состояния процесса и прочее

Дескриптор и процессор составляет упорядоченный по приоритетам список, в соответствии с которым они получают необходимые им ресурсы. Очередь процессов управляются планировщиком процессов. Процесс строится системой автоматически для любой задачи, шага задания. Концепция процессов обеспечивает свойства многозадачности.

Планировка процессов.

Понятие Процесс и поток.

Создание процессов и потоков.

Планирование и диспетчеризация потоков.

Процесс – абстракция, описывающая выполняющиеся программы. Для ОС процесс представляет собой единицу работы, заявку на потребление системой ресурсов.

Подсистема управления процессами планирует выполнение процессов т. е. распределяет процессорное время между несколькими одновременно существующими в системе процессами, занимается созданием и уничтожением процессов, обеспечивает процессы необходимыми системными ресурсами, поддерживает взаимодействие между процессами.

Состояние процессов.

В многозадачной (многопроцессной) системе процесс может находится в одном из трёх основных состояниях.

Рис. Граф состояния процесса в много задачной среде.

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 ждёт осуществления некоторого события, например, завершения операции ввода-вывода, получения сообщения от др. процесса, освобождение 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

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.