- •Тема 2. Организация вычислительного процесса.
- •2.1. Концепция процессов и потоков.
- •2.1. Концепция процессов и потоков.
- •2.1. Концепция процессов и потоков.
- •2.1. Концепция процессов и потоков.
- •2.1. Концепция процессов и потоков.
- •2.1. Концепция процессов и потоков.
- •2.1. Концепция процессов и потоков.
- •2.1. Концепция процессов и потоков.
- •2.1. Концепция процессов и потоков.
- •2.1. Концепция процессов и потоков.
- •2.1. Концепция процессов и потоков. Задания,
- •2.1. Концепция процессов и потоков.
- •2.1. Концепция процессов и потоков.
- •2.1. Концепция процессов и потоков.
- •2.1. Концепция процессов и потоков.
- •2.1. Концепция процессов и потоков.
- •2.1. Концепция процессов и потоков.
- •Взаимосвязь между заданиями, процессами и потоками Задание
- •2.1. Концепция процессов и потоков.
- •2.1. Концепция процессов и потоков.
- •Задание (JOB)
- •2.2. Мультипрограммирование. Формы
- •2.2.1. Мультипрограммирование в системах пакетной обработки
- •2.2.1. Мультипрограммирование в системах пакетной обработки
- •2.2.1. Мультипрограммирование в системах пакетной обработки
- •2.2.1. Мультипрограммирование в системах пакетной обработки
- •2.2.2. Мультипрограммирование в системах разделения времени
- •2.2.2. Мультипрограммирование в системах
- •2.2.2. Мультипрограммирование в системах разделения времени
- •2.2.3. Мультипрограммирование в системах реального времени
- •2.2.3. Мультипрограммирование в системах
- •2.2.3. Мультипрограммирование в системах реального времени
- •2.2.3. Мультипроцессорная обработка
- •2.2.3. Мультипроцессорная обработка
- •2.2.3. Мультипроцессорная обработка
- •2.2.3. Мультипроцессорная обработка
- •2.2.3.Мультипроцессорная обработка
- •2.2.3.Мультипроцессорная обработка
- •2.2.3. Мультипроцессорная обработка
- •2.2.3.Мультипроцессорная обработка
- •2.2.3. Мультипроцессорная обработка
- •2.2.3.Мультипроцессорная обработка
- •2.3.Управление процессами и потоками
- •2.3.Управление процессами и потоками
- •2.3.Управление процессами и потоками
- •2.3.Управление процессами и потоками
- •2.3.Управление процессами и потоками
- •2.3.Управление процессами и потоками
- •2.3.Управление процессами и потоками
- •2.3.2. Роль процессов, потоков и волокон в мультипрограммировании
- •2.3.2. Роль процессов, потоков и волокон в мультипрограммировании
- •2.4. Создание процессов и потоков.
- •2.4. Создание процессов и потоков.
- •2.4. Создание процессов и потоков. Модели процессов и потоков
- •2.4. Создание процессов и потоков. Модели процессов и потоков
- •Дескриптор процесса (блок управления) содержит:
- •Идентификация процесса
- •Информация по состоянию и управлению процессом
- •КОНТЕКСТ ПРОЦЕССА
- •Простейшая модель процесса
- •Простейшая модель процесса
- •Новый
- •Модель с тремя состояниями
- •2.4.2. Потоки и их модели
- •Поток на уровне пользователя (в пользовательском пространстве)
- •Поток на уровне пользователя (в
- •Поток на уровне пользователя (в
- •Поток на уровне пользователя ДОСТОИНСТВА:
- •Поток на уровне пользователя НЕДОСТАТКИ:
- •Поток на уровне ядра
- •Поток на уровне ядра
- •Поток на уровне ядра
- •Потоки и их модели
- •2.5.Планирование заданий, процессов и потоков
- •2.5.Планирование заданий, процессов и потоков
- •2.5.Планирование заданий, процессов и потоков
- •2.5.Планирование заданий, процессов и потоков
- •2.5.Планирование заданий, процессов и потоков
- •2.5.Планирование заданий, процессов и потоков
- •2.5.Планирование заданий, процессов и потоков
- •2.5.Планирование заданий, процессов и потоков
- •2.5.Планирование заданий, процессов и потоков
- •Схема планирования с учетом очередей заданий (процессов)
- •Долгосрочное
- •Граф состояния потока
- •Граф состояния потока
- •Граф состояния потока
- •Типичный граф состояния потока
- •Алгоритмы планирования потоков
- •Алгоритмы планирования потоков
- •Алгоритмы планирования потоков
- •Простейший алгоритм планирования, реализующий состояния потока для типичного графа состояния потоков
- •Кванты, выделяемые потокам, могут быть равными или различными (типичное значение десятки - сотни
- •Алгоритм планирования, реализующий предпочтения потокам с интенсивным вводом-выводом
- •Алгоритм планирования, реализующий предпочтения потокам с интенсивным вводом-выводом
- •Алгоритм планирования, реализующий предпочтения потокам с интенсивным вводом-выводом
- •Граф состояния потока
- •Алгоритмы приоритетного планирования
- •Алгоритмы приоритетного планирования
- •Алгоритмы приоритетного планирования
- •Алгоритмы приоритетного планирования
- •Алгоритмы приоритетного планирования
- •Алгоритмы приоритетного планирования
- •приоритеты
- •Алгоритмы приоритетного планирования
- •Алгоритмы приоритетного планирования
- •Изменение базового приоритета потока Увеличение приоритета
- •Работоспособные процессы (потоки)
- •2.6. Взаимодействие и синхронизация процессов и потоков
- •2.6. Взаимодействие и синхронизация процессов и потоков
- •2.6.2. Конкуренция процессов в борьбе за ресурсы
- •Взаимоблокировки (тупики, deadlock)
- •Взаимоблокировки (тупики, deadlock)
- •Взаимоблокировки (тупики, deadlock)
- •Проблема “голодание”
- •Проблема “голодание”
- •Проблема “голодание”
- •2.6.3. Сотрудничество с использованием разделения
- •2.6.3. Сотрудничество с использованием
- •2.6.3. Сотрудничество с использованием
- •2.6.4. Сотрудничество с использованием связи
- •2.6.4. Сотрудничество с использованием связи
- •2.6.4.Методы взаимоисключений
- •3.Использование системных функций входа в критическую секцию
- •4. Семафоры Дейкстры (Dijkstra)
- •5. Мониторы Хоара и Хансена
- •Описание структуры и функциональной схемы
- •Абстрактное описание структуры монитора:
- •Абстрактное описание структуры монитора:
- •Описание функционирования монитора
- •Описание функционирования монитора
- •Пример монитора Хоара
- •Пример монитора Хоара
- •Реализация мониторов
- •Решение задачи производитель-потребитель с помощью мониторов:
- •Решение задачи производитель-потребитель с помощью мониторов:
- •Решение задачи производитель-потребитель с помощью мониторов:
- •2.6.5. Взаимоблокировки (тупики)
- •Методы обнаружения взаимоблокировок
- •Граф ресурсов и процессов
- •2. В системе несколько ресурсов каждого типа.
- •Алгоритм обнаружения тупиков
- •Методы устранения тупиков
- •2.6.6. Синхронизирующие объекты ОС
- •2.6.6. Синхронизирующие объекты ОС
- •2.6.6. Синхронизирующие объекты ОС
- •2.6.7. Средства взаимодействия ОС между
- •Конвейеры
- •Конвейеры
- •Конвейеры
- •Конвейеры
- •Конвейеры
- •Конвейеры
- •2.6.7. Средства взаимодействия ОС между
- •Очереди сообщений
- •Очереди сообщений
- •Очереди сообщений
- •Очереди сообщений
- •Очереди сообщений
- •2.6.7. Средства взаимодействия ОС между
- •Почтовые ящики
- •Почтовые ящики
- •2.6.7. Средства взаимодействия ОС между процессами
- •2.6.7. Средства взаимодействия ОС между
- •2.6.7. Средства взаимодействия ОС между
- •2.7. Аппаратно-программные средства поддержки
- •2.7. Аппаратно-программные средства поддержки мультипрограммирования
- •2.7. Аппаратно-программные средства поддержки мультипрограммирования
- •2.7. Аппаратно-программные средства поддержки мультипрограммирования
- •2.7. Аппаратно-программные средства поддержки мультипрограммирования
- •2.7. Аппаратно-программные средства поддержки
- •2.7. Аппаратно-программные средства поддержки мультипрограммирования
- •2.7. Аппаратно-программные средства поддержки мультипрограммирования
- •Последовательность действий при обработке прерываний
- •2.7.2. Системные вызовы
- •Централизованная схема обработки системных вызовов
- •Централизованная схема обработки системных вызовов
- •Централизованная схема обработки системных вызовов
- •Централизованная схема обработки системных вызовов
- •Централизованная схема обработки системных вызовов
2.1. Концепция процессов и потоков.
Задания, процессы, потоки (нити), волокна Основные понятия
Задания также могут ограничивать свои процессы в вопросах безопасности, например, запрещать или получать права администратора даже при наличии правильного пароля.
11
2.1. Концепция процессов и потоков. Задания,
процессы, потоки (нити), волокна |
Образ |
||
|
Управляющие |
|
|
Ресурсы системы |
таблицы ОС |
процесса |
|
Память
Устройства
Файлы
Процессы
Процессор
Таблицы памяти
Таблицы ввода-вывода
Таблицы файлов
Первичные таблицы процессов
Процесс 1
Процесс 2
Процесс 3
Процесс N
Операционные системы
Процесс 1
Процесс N
12
2.1. Концепция процессов и потоков.
Задания, процессы, потоки (нити), волокна Основные понятия
Процессы рассматриваются
операционной системой как заявки или контейнеры для всех видов ресурсов, кроме
одного - процессорного времени.
Этот важнейший ресурс распределяется операционной системой между другими единицами работы - потоками. 

13
2.1. Концепция процессов и потоков.
Задания, процессы, потоки (нити), волокна Основные понятия
Каждый процесс начинается с одного потока, но новые потоки могут создаваться (порождаться) процессом динамически.
В простейшем случае процесс состоит из одного потока, и именно таким образом трактовалось понятие «процесс» до середины 80-х годов (например, в ранних версиях UNIX).
14
2.1. Концепция процессов и потоков.
Задания, процессы, потоки (нити), волокна Основные понятия
В некоторых современных ОС такое положение сохранилось, т. е. понятие «поток» полностью поглощается понятием «процесс».
Как правило, поток работает в пользовательском режиме, но когда он обращается к системному вызову, то переключается в режим ядра. 
15
2.1. Концепция процессов и потоков.
Задания, процессы, потоки (нити), волокна Основные понятия
После завершения системного вызова поток продолжает выполняться в режиме пользователя.
У каждого потока есть два стека: один используется в режиме ядра, другой - в режиме пользователя.
16
2.1. Концепция процессов и потоков.
Задания, процессы, потоки (нити), волокна Основные понятия
Укаждого потока есть состояние
(текущие значения всех объектов потока)
идентификатор и два стека, контекст (в
котором сохраняются его регистры, когда он не работает), приватная область для его
локальных переменных, а также может быть
собственный маркер доступа (информация
о защите).
17
2.1. Концепция процессов и потоков.
Задания, процессы, потоки (нити), волокна Основные понятия
Когда поток завершает свою работу, он может прекратить свое существование. Процесс завершается, когда прекратит существование последний активный поток.
18
Взаимосвязь между заданиями, процессами и потоками Задание
Процессы
Потоки 

Стек в режиме пользователя
Таблица |
Стеки потоков в |
|
Таблица |
|
|
режиме ядра |
|
||
процесса |
|
|
||
|
|
|
процесса |
|
|
|
|
|
|
P T |
T |
T |
T |
P |
|
Маркеры доступа |
|
19 |
|
|
Операционные системы |
|
|
|
2.1. Концепция процессов и потоков.
Задания, процессы, потоки (нити), волокна Основные понятия
Для предоставления сильно облегченного псевдопараллелизма в Windows
2000 используются волокна (Fiber), подобные потокам, но планируемые в пространстве пользователя создавшей их программой.
20
