Краткие итоги

Процесс – программа пользователя при ее выполнении. Различаются пакетные и интерактивные процессы. Процесс включает счетчик команд, стек и секцию данных. Процесс может находиться в следующих состояниях: новый, готовый к выполнению, ожидающий, исполняемый, завершенный.

Для управления процессом ОС создает блок управления процессом (PCB), содержащий состояние процессора, счетчик команд, регистры процессора, информацию для его диспетчеризации, информацию для управления памятью, статистику, информацию о состоянии ввода-вывода. PCB используется для сохранения и восстановления этой информации о процессах при переключении с одного процесса на другой.

Для управления процессами ОС использует следующие очереди: очередь заданий (всех процессов в системе), очередь готовых к выполнению процессов, очереди (к каждому устройству) процессов, ожидающих ввода-вывода.

Планировщики ОС планируют поочередное выделение процессам квантов процессорного времени. Долговременный планировщик определяет, какие процессы должны быть перемещены в очередь готовых процессов. Кратковременный планировщик определяет, какие процессы должны быть выполнены следующими на процессорах компьютерной системы. Планировщик откачки и подкачки определяет, какие процессы должны быть откачаны на диск или подкачаны в память. Кратковременный планировщик вызывается чаще всего и должен быть максимально эффективным. Долговременный, вызываемый реже, может быть относительно медленным. Именно долговременный планировщик определяет коэффициент мультипрограммирования.

По их поведению процессы можно классифицировать как ориентированные на ввод-вывод и ориентированные на вычисления (использование процессора).

Переключение контекста (время, расходуемое ОС при переключении с одного процесса на другой) относится к накладным расходам системы. Оно зависит от аппаратной поддержки.

При создании процессов процессы-родители создают дочерние процессы, которые затем создают свои дочерние процессы, и т.д. В результате формируется дерево процессов в системе. При создании процесса процесс-родитель и дочерний процесс могут разделять все ресурсы, разделять подмножество ресурсов или не иметь общих ресурсов. Процесс-родитель может исполняться совместно с дочерним процессом или ожидать завершения дочернего процесса. При создании дочернего процесса может создаваться новое адресное пространство, копируемое с процесса-родителя; облегченный дочерний процесс работает в том же адресном пространстве, что и процесс-родитель. В системе UNIX эти действия реализуются системными вызовами fork и exec.

Уничтожение процесса происходит, когда его программа завершается системным вызовом exit, либо он как дочерний процесс автоматически уничтожается при завершении иои уничтожении процесса-родителя (каскадное уничтожение процессов). Дочерний процес может быть уничтожен, если он превысил выделенные ему ресурсы, превысил свой квант времени, либо его выполнение больше не требуется.

Набор для практики Вопросы

1. Что такое процесс?

2. Что такое пакетный процесс?

3. Что такое интерактивный процесс?

4. Что такое счетчик команд процесса?

5. Что такое стек процесса?

6. Что такое секция данных процесса?

7. В каких состояниях может находится процесс?

8. Дайте определение состояния новый.

9. Дайте определение состояния готовый к выполнению.

10. Дайте определение состояния выполняемый.

11. Дайте определение состояния ожидающий.

12. Дайте определение состояния завершенный.

13. Что такое блок управления процессом и какая информация хранится в нем?

14. Как используется блок управления процессом при переключении с одного процесса на другой?

15. Какие очереди использует ОС для управления процессами?

16. Что такое очередь заданий?

17. Что такое очередь готовых процессов?

18. Что такое очереди на ввод-вывод?

19. Что такое планировщик?

20. Какие функции выполняет долговременный планировщик?

21. Какие функции выполняет кратковременный планировщик?

22. Какие функции выполняет планировщик откачки и подкачки?

23. Какой из планировщиков определяет степень мультипрограммирования ОС?

24. Как можно классифицировать процессы, с точки зрения выполнения ими вычислений на процессоре и ввода-вывода?

25. Что такое переключение контекста?

26. Как происходит создание процесса?

27. Что такое дерево процессов?

28. Какими способами может быть организовано разделение ресурсов процессом-родителем и дочерним процессом?

29. Каким образом может быть организовано исполнение родительского и дочернего процессов?

30. Какое адресное пространство используют родительский и дочерний процессы?

31. Что такое облегченный процесс?

32. Какие системные вызовы используются в UNIX при создании процессов?

33. Из каких основных процессов состоит дерево процессов в системе UNIX?

34. Как и в каких случаях происходит уничтожение процесса?

35. Что такое каскадное уничтожение процессов?