Блок керування процесом

Для того, щоби ОС могла керувати процесами, вона повинна володіти всією необхідною інформацією. Для цього для кожного процесу створюється спеціальна інформаційна структура, яка називається – блоком керування процесом (Program Control Block, PCB), або дескриптором процесу, або описувачем задачі. В загальному випадку РСВ вміщує таку інформацію:

1. Ідентифікатор процесу (PID – process identifier).

2. Тип (або клас) процесу, який визначає для ОС деякі правила надання ресурсів.

3. Пріоритет процесу, відповідно до якого ОС надає ресурси. В рамках одного класу процесів у першу чергу обслуговуються процеси з вищим пріоритетом.

4. Змінну стану, яка визначає, в якому стані знаходиться процес (стані готовності, стані виконання, стані блокування).

5. Адресу захищеної ділянки пам’яті, в якій зберігаються біжучі значення регістрів процесора, якщо процес призупиняється (або переривається) не завершивши роботи. Ця інформація називається контекстом задачі.

6. Інформація про ресурси, якими володіє процес або має право користуватись.

7. Адреса місця для організації спілкування з іншими процесами.

8. Параметри часу запуску (момент часу, коли процес повинен активізуватись та періодичність цієї процедури).

9. Для диск–резидентних задач, які постійно знаходяться у зовнішній пам’яті і завантажуються в основну пам’ять тільки на час виконання зберігається адреса задачі на диску в її вихідному стані.

РСВ, як правило, з метою пришвидшення роботи ОС постійно розташовані в основній пам’яті. ОС організовує їх у черги, в залежності від змінної стану переносить процеси з черги в чергу. Для кожного стану ОС підтримує список процесів, що знаходяться в цьому стані.

Таким чином, РСВ – це об’єкт, який визначає процес для ОС.

Операції над процесами

Підсистема керування процесами повинна виконувати наступні операції над ними:

- створення;

- знищення;

- відновлення;

- зміна пріоритету;

- блокування;

- розблокування;

- запуск (або вибір).

Створення процесу. При створенні процесу передбачаються наступні дії:

- присвоєння процесові імені;

- включення цього імені в список імен процесів, що відомі системі;

- визначення початкового пріоритету процесу;

- формування блоку керування процесом (PCB);

- виділення процесові початкових ресурсів.

Кожен процес може породжувати інші процеси. У таких випадках він вважається батьківським процесом а породжені ним – дочірніми або згенерованими процесами.При такому підході створюється ієрархічна структура процесів, у якій в згенерованого процесу є тільки один породжуючий процес, але у кожного породжую чого процесу може бути багато згенерованих.

Знищення процесу. Вилучення процесу зі системи. Ресурси, що були виділені процесові звільняються та повертаються системі. Ім’я процесу витирається в системних списках та таблицях. Блок PCB, знищується.

Призупинення та відновлення процесу. Призупинення процесу використовується для короткочасного вивільнення певних ресурсів в періоди пікового навантаження. У випадку довготривалого призупинення процесу його ресурси можуть бути вивільнені. Рішення про вивільнення певних ресурсів у значній мірі залежить від природи цих ресурсів. Наприклад, основна пам’ять звільняється негайно; зовнішній запам’ятовуючий пристрій у випадку короткочасної призупинки процесу може бути збережений за ним.

З врахуванням призупинення та відновлення діаграма станів процесів має наступний вигляд показаний на рис. __.

Призупинка та відновлення процесу відіграють важливу роль з декількох причин:

1. Якщо система працює ненадійно, та є ознаки, що вона може відмовити, то біжучі процеси можна призупинити для того, щоб знову активізувати при відновленні працездатності системи;

2. Користувач, у якого окремі проміжні результати роботи програми викликали сумніви, може призупинити (а не припинити) її виконання для уточнення достовірності роботи програми (процесу);

3. Деякі процеси можна призупинити в моменти короткочасних пікових навантажень системи з тим, щоб потім відновити їх виконання, коли навантаження повернеться до звичайного рівня.

Виникає питання, чи переводити заблокований процес в стан призупинення?

Завершення операції вводу/виводу, або подія, що очікується, може ніколи не відбутися, або затриматися на невизначений час. Тому ОС в процесі розблокування виникає вибір:

- або припинити заблокований процес;

- або передбачити механізм, який дозволяв би переводити процес зі стану блокування в стан призупинення до завершення операції вводу/виводу, або до виникнення очікуваної події.

Так як, призупинення є операцією з найвищим пріоритетом, вона виконується негайно.