КОНТЕКСТ ПРОЦЕССА
Содержит информацию, позволяющую ОС приостанавливать и возобновлять выполнение процесса с прерванного места:
•Содержимое регистров процессора, доступных пользователю (обычно 8 – 32 регистра и до 100 регистров в RISC – процессорах);
•Содержимое счетчика команд;
•Состояние управляющих регистров и регистров состояния;
•Коды условия, отражающие результат выполнения последней арифметической или логической операции (например, равенство нулю,переполнение);
•Указатели вершин стеков,хранящие параметры и адреса вызова процедур и системных служб.
Значительная часть этой информации фиксируется в виде слова состояния программы PSW (program status word – EFLAGS в 
процессоре Pentium). 
61
Операционные системы
Простейшая модель процесса
|
Диспетчеризация |
Вход |
Выход |
Не выполняется |
Выполняется |
Пауза Граф состояний и переходов
Вход |
Диспетчеризация |
Выход |
|
||
|
Очередь |
CPU |
|
Пауза |
tкв |
62
Операционные системы
Простейшая модель процесса |
|
В любой момент времени процесс либо |
|
выполняется, либо не выполняется, т. е. имеет |
|
только два состояния. |
|
Если бы все процессы были всегда готовы к |
|
выполнению, то очередь по этой схеме могла бы |
|
работать вполне эффективно. |
|
Такая очередь работает по принципу |
|
обработки в порядке поступления, а процессор |
|
обслуживает имеющиеся в наличии процессы |
|
круговым методом (Round-robin). |
|
Каждому процессу отводится определенный |
|
промежуток времени, по истечении которого он |
|
возвращается в очередь. |
|
Операционные системы |
63 |
|
|
Новый |
Вход |
Готовый к |
Выполняю- |
Завершаю- |
|
||||
|
выполнению |
|||
|
|
щийся |
щийся |
|
|
в систему |
Освобо- |
|
|
|
|
|
ждение |
|
|
|
Блокирова- |
Ожидание |
|
|
|
нный |
события |
|
Поступление |
Очередь готовых процессов |
|
|
|
процесса |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
CPU |
|
|
|
Тайм – аут ( tКВ ) |
|
|
|
|
|
Ожидание события |
|
Модель с тремя состояниями
64 Операционные системы
Модель с тремя состояниями |
|
Все невыполняющиеся процессы делятся на на |
|
два типа: готовые к выполнению и заблокированные. |
|
Поскольку процессор работает намного быстрее |
|
выполнения операций ввода-вывода, то вскоре все |
|
находящиеся в памяти процессы оказываются в |
|
состоянии ожидания ввода-вывода. |
|
Что делать? |
|
Можно увеличить емкость основной памяти, чтобы в |
|
ней умещалось больше процессов. |
|
Свопинг - перенос части процессов из оперативной |
|
памяти на диск и загрузка другого процесса из |
|
очереди приостановленных (но не блокированных!) |
|
процессов, находящихся во внешней памяти. |
|
Операционные системы |
65 |
|
|
2.4.2. Потоки и их модели
При создании потоков ОС генерирует специальную информационную структуру - описатель потока, который содержит идентификатор потока, данные о правах доступа и приоритете, о состоянии потока и другую информацию.
Описатель потока: блок управления потоком и контекст потока (в многопоточной системе процессы контекстов не имеют).
Способы реализации пакета потоков:
в пространстве пользователя (user – level threads – 
ULT);в ядре (kernel – level threads – KLT).
66
Операционные системы
Поток на уровне пользователя (в пользовательском пространстве) |
|||
|
Процессы |
|
|
|
Потоки |
|
|
Библиотека |
Таблица |
|
|
потоков |
|
||
подпрограмм для |
|
|
|
работы с потоками |
Пространство |
пользователя |
|
Таблица |
Ядро |
||
процессов |
|||
|
|||
|
Операционные системы |
67 |
|
|
|
||
Поток на уровне пользователя (в
пользовательском пространстве)
Если управление потоками происходит в пространстве пользователя, каждому процессу необходима собственная таблица потоков.
Она аналогична таблице процессов, с той лишь разницей, что отслеживает такие характеристики потоков, как счетчик команд, указатель вершины стека, регистры состояния и т. п.
Когда поток переходит в состояние готовности или блокировки, вся информация, необходимая для повторного запуска, хранится в таблице потоков. 
68
Операционные системы
Поток на уровне пользователя (в |
|
пользовательском пространстве) |
|
Приложение в начале своей работы состоит из |
|
одного потока и его выполнение начинается как |
|
выполнение этого потока. |
|
Такое приложение вместе с составляющим его |
|
потоком размещается в одном процессе, который |
|
управляется ядром. |
|
Все эти события происходят в пользовательском |
|
пространстве в рамках одного процесса. Ядро даже «не |
|
подозревает» об этой деятельности и продолжает |
|
осуществлять планирование процесса как единого |
|
целого и приписывать ему единое состояние |
|
выполнения. |
|
Операционные системы |
69 |
|
|
Поток на уровне пользователя ДОСТОИНСТВА:
можно реализовать в ОС, не поддерживающей потоки без каких- либо изменений в ОС;
высокая производительность, поскольку процессу не нужно переключаться в режим ядра и обратно;
ядро о потоках ничего не знает и управляет однопоточными процессами;
имеется возможность использования любых алгоритмов
планирования потоков с учетом их специфики; 
управление потоками возлагается на программу пользователя.
70
Операционные системы