12.Процессы и потоки. Понятия, связанные с процессами и потоками.

Процесс – выполняющееся приложение. Заявка на ресурсы.

Поток – последовательность выполняемых команд. Заявка на процессорное время.

При создании процесса ОС:

- создает объект (описатель процесса) – информационную структуру в памяти для управления и учета выделенных ресурсов

-выделяет виртуальное адресное пространство

-загружает (частично) код в память

- формирует маркер доступа

- создает выполняемый поток

Поток:

- используется для планирования работы процессора

- создается и уничтожается динамически

- выполняется в пользовательском режиме

- при обращении к системному вызову переключается в режим ядра

- имеет два стека (для режима пользователя и ядра )

- имеет контекст для сохранения состояния CPU и окружения во время не активности потока

Диаграмма состояний потока

Создание и завершение процесса

Процесс создается в следующих случаях:

-инициализация системы (создание, активация, подготовка к работе, определение параметров. Приведение программы или устройства к состоянию готовности к использованию)

- выполнение системного запроса на создание процесса от уже работающего процесса

- выполнение запроса пользователя на создание процесса

-инициация пакетного задания

Процесс завершается в следующих случаях:

-обычный выход

-выход по ошибке

-уничтожение другим процессом

Процедура создания процесса:

При создании процесса ОС необходимо:

-создать описатель процесса (объект-процесс в Windows)

-обнаружить на накопителе местоположение файла с кодом программы

-перераспределить память и выделить область памяти для нового процесса

-загрузить с накопителя программу (или ее часть) в область памяти

-создать поток для выполнения

-перевести поток в состояние готовности

При создании потока ОС создает описатель потока, содержащий:

1.идентификатор потока.2.данные о правах доступа.3.данные о приоритете потока.4. состояние потока

Понятия, связанные с процессом:

Образ процесса – совокупность кода и данных процесса

Дескриптор процесса – информационная структура, содержащая информацию о процессе, необходимую ядру в течении всего жизненного цикла процесса. Содержит следующие данные:

-состояние процесса

- расположение образа процесса в памяти и на диске. Образ процесса - совокупность кода и данных процесса.

-приоритет процесса

-идентификатор пользователя - владельца процесса

- родственные процессы

- ресурсы, выделенные процессу

- события, осуществление которых ожидается процессом

Дескрипторы процессов хранятся в таблице в области памяти ядра. Они используются для планирования и синхронизации процессов.

Понятия, связанные с потоком:

С каждым потоком связаны:

1.идентификатор2.состояние3.маркер доступа4.стеки (режима ядра и пользователя)5.контекст

Контекст потока – информационная структура, содержащая информацию о процессе, необходимую ядру для возобновления выполнения потока с прерванного места. Содержит следующие данные:

- значение счетчика команд

- содержимое регистров процессора

- режим работы процессора

-коды ошибок выполняемых процессором системных вызовов

-указатели на открытые файлы

-данные о незавершенных операциях ввода - вывода

-флаги, маски, прерывания и т.п.

Контекст хранится в адресном пространстве ядра, но может быть выгружен на диск.