Кочержинска Юлия Витальевна. Теория вычислительных процессов.

Защита курсовой работы, лаб-ых работ (6 шт).

Число: 4.9.12. Лекция номер 1. Вычислительные процессы.

Процессом называется абстрактный системный объект, соответствующий выполняемой задачи. Концепция процессов как системных абстракций поддерживается всеми современными операционными системами. Первоначально процессы предназначались для обеспечения многопользовательской работы, то есть к каждому подключенному ЭВМ терминалу соответствовал запущенный на ЭВМ процесс. Фактически процесс является объектом ядра операционной системы, выполняющий роль носителя статической информации по запускаемой задачи.

Теоретически процесс определяется как основная единица работы в ВС(вычислительная система). Наиболее известным типом такой работы является последовательная программа. Процесс программа может подразделяться на более мелкие элементы называемые процедурами. Одному процессу-программе может быть сопоставлено несколько процедур, но не наоборот.

Формальное определение процесса.

В 1973г. пара ученых по фамилиям Хорнинг и Рендел построили систему формальных определений понятий процессов и сопутствующих ему других понятий. Согласно их определению, процесс определяется через набор переменных характеризующий его состояний Х=(Х0, Х1,..., Хn)- набор переменных состояний.

Состояние описывается заданием всех значений входящих в НПС(набор переменных состояний).

Пространство состояний для фиксированного НПС это множество состояний которое может принимать этот набор переменных. Размер пространства состояний определяется как P(x)=|X0|*|X1|*...*|Xn|*...

Действие это присваивающие значений некоторым некоторым из n событий.

Работа это последовательность состояний принадлежащий пространству состояний.

Выполнение работы это применение действий некоторым переменным

Функция действия описывает действие которое нужно применить к каждому очередному состоянию.

В пространстве состояний есть особые элементы совокупность которых формирует начальный НПС.

Реализация процесса.

Каждый программный процесс однозначно определяется некоторой структурой, называемой дескриптором (описатель) состоит из:

1. Переменных состояний.(может принимать одно из трех значений: готов к работе, выполняется и заблокировано.

2. Защищенные области хранящие текущие значения регистров памяти.

3. Информация ресурса которыми владеет, может владеть и может пользоваться данным процессом.

Машинное представление процесса есть, дескриптор процесса и область памяти, которая для него выделяется.

Существует два подхода к построению ОС:

1. Когда при разработки самой системы создается ограниченное количество контейнерных процессов куда в последствии загружаются программные процессы.

2. При разработки системы в нее закладывается механизм порождения и уничтожения процессов, который сам процессом не является и дает возможность системе манипулировать программными процессами, это механизм называется ядром ОС.

Процессы могут порождать новые процессы и управлять процессами через спецификации. Множество процессов в системе разделяют системные ресурсы: процессорное время(ядра многоядерных и процессоры многопроцессорных),память, каналы, устройства. Процессы в системе функционируют в своих адресных пространствах и не должны нарушать независимость друг друга. Процессы в системе могут взаимодействовать через общие элементы своих состояний. Между родительскими и порожденными процессами могут иметь или не иметь места наследование ресурсов, наименование приоритетов, наследование безопасности и т.д.