Процессы и ресурсы

Процесс — минимальный программный объект, обладающий собственными системными ресурсами (запущенная программа). По временным характеристикам различают интерактивные, пакетные процессы и процессы реального време-н и. Время существования интерактивного процесса определяется реакцией ЭВМ на запрос обслуживания. Процессы реального времени имеют гарантированное время окончания работы. Пакетные процессы запускаются один за другим. Ресурс — любой потребляемый (расходуемый) объект. По запасам ресурсы подразделяются на исчерпаемые и неисчерпаемые. Потребители — процессоры.

Ресурс — средство вычислительной системы, которое может быть выделено процессу на определенный интервал времени.

Процессор — любое устройство в составе ЭВМ, способное автоматически выполнять допустимые для него действия (процессоры, каналы и устройства, работающие с каналами, операторы). Реализация системы управления процессами в составе ОС предъявляет определенные требования к свойствам процессоров и их классификации. Дисциплина распределения ресурса — определяет порядок использования многими процессами того или иного ресурса, который в каждый момент времени может обслуживать только один процесс.

Управление процессами

Процесс — это программный модуль, выполняемый в центральном процессоре (ЦП, CPU). Операционная система контролирует следующую деятельность, связанную с процессами:

• создание и удаление процессов;

• планирование процессов;

• синхронизацию процессов;

• коммуникацию между процессами;

• разрешение тупиковых ситуаций.

Следует различать понятия процесса и программы. Программа — это план действий, а процесс — это само действие, поэтому для одной программы может быть создано несколько процессов в том случае, если с помощью одной программы в компьютере выполняется несколько несовпадающих последовательностей команд. За время существования процесс многократно изменяет свое состояние.

Различают следующие состояния процесса

• новый (процесс только что создан);

• выполняемый (команды программы выполняются в ЦП);

• ожидающий (процесс ожидает завершения некоторого события, чаще всего операции ввода-вывода);

• готовый (процесс ожидает освобождения ЦП);

• завершенный (процесс завершил свою работу).

Взаимодействие с аппаратным обеспечением.

Гибкость аппаратных и программных конфигураций вычислительных систем поддерживается за счет того, что каждый разработчик оборудования прикладывает к нему специальные программные средства управления — драйверы. Драйверы имеют точки входа для взаимодействия с прикладными программами, а управление обращениями прикладных программ к драйверам устройств — это одна из функции операционной системы. Выпуская устройство, например модем, разработчик прикладывает к нему несколько драйверов, предназначенных для основных операционных систем, как-то: MS-DOS, Windows XP, Linux и т. п.

В операционных системах MS-DOS драйверы устройств загружаются как резидентные программы, напрямую работающие с процессором и другими устройствами материнской платы. Здесь участие операционной системы сводится лишь к тому, чтобы предоставить пользователю возможность загрузки драйвера — далее он сам перехватывает прерывания, используемые для обращения к устройству, и управляет его взаимодействием с вызывающей программой. Загрузка драйверов устройств может быть ручной или автоматической. При ручной загрузке после первоначальной загрузки компьютера пользователь сам выдает команды на загрузку драйверов. В автоматическом режиме команды на загрузку и настройку драйверов включаются в состав файлов, автоматически читаемых при загрузке компьютера. В MS-DOS такие файлы называются файлами конфигурации их всего два — это файлы autoexec.bat и config.sys. В них прежде всего включают команды загрузки драйвера мыши, дисковода CD-ROM, звуковой карты, расширенной памяти (оперативная память, лежащая за пределами 1 Мбайт, рассматривается в MS-DOS как дополнительное устройство и требует специального драйвера), а также прочих устройств.