8

СПО Лекция 3[25.10.17]

Лекция 3: Управление процессами (I)

• Последовательный процесс, нить, адресное пространство

• Состояние нити

• Переключение контекста (диспетчеризация)

• Создание процесса и нити.

Понятие о последовательном процессе.

Однопрограммный режим:поведение вычислительной системы однозначно определяется загруженной программой. Простая ОС (MS-DOS). Работа с устройствами производится последовательно, характерны задержки в ожидании завершения ввода-вывода с медленными устройствами.

Мультипрограммный режим:– несколько пользователей, несколько программ, разделяющих процессор и другие устройства.

Существенно, что разделение устройств обеспечивается операционной системой. Например, Windows 3.1 нельзя считать мультипрограммной ОС, так переключение между программами инициируется самими программами в цикле диспетчеризации оконных сообщений. Правильно считатьWindows 3.1операционной оболочкой, кроме тогоWindows 3.1не может быть установлена на пустую машину (нужнаDOS).

Преимущества мультипрограммного режима:

• увеличение пропускной способности за счет лучшей загрузки устройств.

• возможность совмещать длительные операции (печать) с другой полезной работой.

• новые средства декомпозиции при разработке сложных систем, обрабатывающих различные асинхронные события.

Проблемы мультипрограммного режима:

Резко увеличивает сложность ОС, которая должна решать много новых проблем (разделение ресурсов между программами, защита себя, программ и данных пользователей и т.п.), при этом отдельный пользователь не должен видеть этих проблем (для него должна создаваться иллюзия монопольного владения ресурсами машины)

Как увязать множество событий происходящих в системе?

Ответ: Разбираться с каждым событием в отдельности.

Каким способом описать поведение управляющей программы ОС?

Ответ: Необходимы новые абстракции, поэтому и введено понятие «последовательный процесс», которое является центральным в ОС.

Определение: Процесс есть абстрактное понятие ОС используемое для обозначения всего того, что необходимо для выполнения программы (UNIX)

Компоненты процесса:

• Последовательно исполняемое множество инструкций (программа). Другое название – поток или нить управления.

• Адресное пространство - данные, характеризующие состояние процесса (значения регистров процессора, содержимое стека, сегменты данных, дескрипторы файлов и т.п.)

Другие определения последовательного процесса:

• Процессом является то, что в IBM называется «задачей», а вUnivac – действием.

• Процессом называется асинхронная работа.

• Процесс – это «живая» душа процедуры.

• Процесс – это «концентрация средств управления» для выполнения процедуры.

• Процесс – это объект, которому выделяются процессоры.

• Согласно ГОСТ 19781-83 процесс – это система действий, реализующая определенную функцию в вычислительной системе и оформленная так, что управляющая программа вычислительной системы может перераспределять ресурсы этой системы в целях обеспечения мультипрограммирования.

• Программа в стадии выполнения. (может содержать несколько процессов!)

Программа ?= Процесс

1. Процесс > программа: программа – это лишь часть процесса. Запуск редактора с разными файлами – это разные процессы, а программа одна. Дейкстра: «Программа – это правила поведения»

2. Процесс < программа: одна программа способна в ходе решения задачи породить несколько параллельно выполняемых процессов.