Понятие процесса. Процесс, как контейнер

Фундаментальным понятием в операционной системе является понятие процессов как основных динамических объектов над которыми системы выполняют определенные действия.

Понятие процесса характеризует некоторую совокупнось нескольких команд, асоциированных с ними ресурсами и текущего момента его выполнения, находящуюся под управлением операционной системы.

В целом система выделяет ресурсы процессу, а не его частям. Внутри процесса задача управления ресурсами ложится на программиста. С каждым процессом связывается его адресное пространство из которого он может читать и в которое он может писать данные.

Адресное пространство содержит саму программу, данные к программе, стек программы. Не существует взаимнооднозначного соответствия между процессами и программами, обрабатываемыми вычислительными системами.

В некоторых ОС для работы определенных программ может организовываться более одного процесса или один и тот же процесс может исполнять последовательно несколько различных программ.

Тождественность процесса, выполняемой программы и ос 48 Поток. Контекст. Волокна

Поток — это сущность операционной системы, представляющей процесс выполнения на процессоре программного кода. Общее назначение потока — параллельное выполнение на процессоре двух или более различных задач. Планировщик ОС, руководствуясь приоритетом потока, распределяет кванты времени между разными потоками и ставит потоки на выполнение. Каждый процесс имеет как минимум 1 поток. Каждый поток, как и каждый процесс имеет свой контекст. Контекст — это структура, в которой сохраняются следующие элементы:

• Регистры процессора

• Указатель на стек процесса\потока

Выбрав другой поток, ОС переключает контекст (регистры, указатель на стек, указатель на адресное пространство потока ).

Под волокном понимается упрощенный процесс(поток), выполнение которого планируется самим приложением, а не планировщиком процессорного времени.

Назначение прерываний. Определение прерывания. Механизм прерываний

Прерывания представляют собой механизм, позволяющий координировать паралелльное функционирование отдельных устройств вычислительной системы и реагировать на особые состояния, возникающие при работе процессора. Прерывание — это принудительная передача управления от выполняемой программы к системе, происходящее при возникновении определенного события. Прерывание позволяет реализовать асинхронный режим функционировнаия устройств, распаралелливание его работы. Механизм прерывания реализуется аппаратно-программными средствами. Структуры систем прерывания могут быть разными, но все имеют одну общую особенность — прерывание непременно влечет за собой изменение порядка выполнения команд процессора. Механизм обработки прерываний независимо от архитектуры вычислительной системы подразумевает выполнение определенной последовательнотси шагов

1. Установление фатка прерывания

2. Запоминание состояния прерванного вычисленя

3. Аппаратная передача управления на подпрограмму обработки прерываний

4. Переключение на обработчик прерываний

5. Выполнение обработчика прерывания

Эта работа может быть выполнена той же подпрограммой, на которую было передано управление на шаге 3, но в операционных системах часто она реализуюется путем последующего вызова соответсвующей подпрограммой(обработчик прерываний)

6. Восстановление информации, относящейся к прерваннму процессу

7. Возврав на прерваннную программу

Шаг 1-3 реализуется аппаратно, 4-7 — программно

Главная функция функция механизма прерывания:

1. Распознавание и классификация прерываний

2. Передача управления соотв. Обработчику прерываний

3. Корректное возвращение к прерванной программе

Переход от прерываемой программы к обработику и обраноо должен применятся как можно быстрей. Одним из самых простых и быстрых методов является использование таблицы, содержащей перечень всех допустимых для компьютеров прерываний и адреса соотв. обработчиков.