Вычислительные процессы и ресурсы. Виды ресурсов. Управление ресурсами.
Ресурсы могут быть разделяемыми, когда несколько процессов могут их использовать одновременно или параллельно (в течение некоторого интервала времени процессы используют ресурс попеременно), а могут быть и неделимыми.
Изначально ресурсами считались процессорное время, память, каналы ввода/вывода и периферийные устройства. Впоследствии это понятие стали применять более широко. Помимо системных ресурсов, к ресурсам относят также такие объекты, как сообщения и синхросигналы, которыми обмениваются задачи. Для системных управляющих процессов ресурсы распределяются изначально и однозначно. Поэтому исполнение системных управляющих программ не принято называть процессами. Процессы, это скорее задачи пользователей и системные обрабатывающие процессы.
Основные виды ресурсов и способы их разделения:
1)Процессорное время. Процессорное время делится попеременно (параллельно). 2)Оперативная память (ОП), может быть разделена и одновременно и попеременно(в разное время память мб предоставлена для разных процессов) . 3) Внешняя память и доступ к ней считаются разными видами ресурса, каждый из которых может предоставляться независимо от другого Собственно внешняя память может разделяться так же, как и ОП, а доступ к ней – только попеременно. 4) Внешние устройства, ресурсы, которые могут разделяться параллельно в случае, если используются механизмы прямого доступа. Если же устройство работает с последовательным доступом, то оно не может считаться разделяемым ресурсом. Например, принтером невозможно воспользоваться попеременно двум параллельно выполняющимся потокам. 5) Программные модули (системные) - однократно используемые модули правильно выполняются только один раз (на этапе загрузки ОС) и являются неделимым ресурсом. 6) 6)Информационные ресурсы(данные) - могут существовать как в виде переменных, так и в виде файлов. Если потоки используют данные только для чтения, то такие информационные ресурсы можно разделять.
Общая схема выделения ресурсов:
При необходимости использовать какой-то ресурс задача обращается к супервизору ОС и сообщает о своем требовании. При этом указывается вид ресурса, его объем, требование монопольного или возможность совместного использования.
Директива обращения к ОС передает управление задаче, переводя процессор в привилегированный режим работы, если таковой существует.
Ресурс может быть выделен задаче, обратившейся к супервизору с соответствующим запросом, если:
он свободен и в системе нет запросов к этому же ресурсу от задач более высокого приоритета;
текущий запрос и ранее выданные запросы допускают совместное использование ресурсов;
ресурс используется задачей низшего приоритета и может быть временно отобран (разделяемый ресурс).
Получив запрос, ОС либо удовлетворяет его и возвращает управление задаче, выдавшей данный запрос, либо ставит задачу в очередь к ресурсу, переводя её в состояние ожидания. После окончания работы с ресурсом задача с помощью специального вызова супервизора сообщает операционной системе об отказе от ресурса, или ОС забирает ресурс сама .Супервизор ОС, получив управление по этому обращению, освобождает ресурс и проверяет, имеется ли очередь к освободившемуся ресурсу. Если очередь есть, то в зависимости от принятой дисциплины обслуживания и приоритетов заявок он выводит из состояния ожидания задачу, ждущую ресурс, и переводит её в состояние готовности к выполнению. После этого управление либо передается данной задаче, либо возвращается к той, которая только что освободила ресурс.