19. Описать понятие «процесса». Изложить понятие "алгоритм планирования процессов".
Процесс (или по-другому, задача) - абстракция, описывающая выполняющуюся программу. Для операционной системы процесс представляет собой единицу работы, заявку на потребление системных ресурсов. Подсистема управления процессами планирует выполнение процессов, то есть распределяет процессорное время между несколькими одновременно существующими в системе процессами, а также занимается созданием и уничтожением процессов, обеспечивает процессы необходимыми системными ресурсами, поддерживает взаимодействие между процессами.
Обычно различают следующие состояния процесса:
• новый(процесс только что создан);
• готовый(процесс ожидает освобождения CPU);
• выполняемый(команды программы выполняются в CPU);
• ожидающий (процесс ожидает завершения некоторого события, чаще всего операции ввода-вывода);
• завершенный (процесс завершил свою работу).
А
лгоритмы
планирования процессов
Планирование процессов включает в себя решение следующих задач:
определение момента времени для смены выполняемого процесса;
выбор процесса на выполнение из очереди готовых процессов;
переключение контекстов "старого" и "нового" процессов.
Первые две задачи решаются программными средствами, а последняя в значительной степени аппаратно. Существует множество различных алгоритмов планирования процессов. Две группы наиболее часто встречающихся алгоритмов: алгоритмы, основанные на квантовании, и алгоритмы, основанные на приоритетах.
Во многих операционных системах алгоритмы планирования построены с использованием как квантования, так и приоритетов. Например, в основе планирования лежит квантование, но величина кванта и/или порядок выбора процесса из очереди готовых определяется приоритетами процессов.
20. Охарактеризовать понятие «управление процессами».
Под управлением процессами понимаются процедуры ОС, обеспечивающие запуск системных и прикладных программ, их выполнение и завершение.
В однозадачных ОС управление процессами решает следующие задачи:
загрузка программы в память, подготовка ее к запуску и запуск на выполнение; выполнение системных вызовов процесса; обработка ошибок, возникших в ходе выполнения; нормальное завершение процесса; прекращение процесса в случае ошибки или вмешательства пользователя.
Все эти задачи решаются сравнительно просто.
В многозадачном режиме добавляются значительно более серьезные задачи:
эффективная реализация параллельного выполнения процессов на единственном процессоре, переключение процессора между процессами; выбор очередного процесса для выполнения с учетом заданных приоритетов процессов и статистики использования процессора; исключение возможности несанкционированного вмешательства одного процесса в выполнение другого; предотвращение или устранение тупиковых ситуаций, возникающих при конкуренции процессов за системные ресурсы; обеспечение синхронизации процессов и обмена данными между ними.
21. Изложить планирование процессов. Дать понятие очереди.
Распределение процессов между имеющимися ресурсами носит название планирование процессов. Одним из методов планирования процессов, ориентированных на эффективную загрузку ресурсов, является метод очередей. Новые процессы, находящиеся во входной очереди, часто называются очередью работ (заданий). Входная очередь располагается во внешней памяти. Во входной очереди процессы ожидают освобождения ресурса – адресного пространства основной памяти. Готовые к выполнению процессы располагаются в основной памяти и связаны очередью готовых процессов. Процесс в состоянии ожидания завершения операции ввода – вывода находится в одной из очередей к оборудованию. Таким образом, процесс мигрирует между различными очередями под управлением программы, которая называется планировщик. Операционная система, обеспечивающая режим мультипрограммирования обычно включает 2 планировщика: долгосрочный и краткосрочный. Основное отличие между долгосрочным и краткосрочным планировщиками заключается в частоте запуска, например, краткосрочный может запускаться каждые 100 мл секунд, долгосрочный – 1 раз за несколько минут или больше.