Керування процесами Керування локальними ресурсами

Найважливішою функцією операційної системи є організація раціонального використання всіх апаратних i програмних pecypciв системи. До основних pecypciв належать: процесори, пам'ять, зовнішні пристрої, дані та програми. Приваблива тими ж ресурсами, але керована різними ОС, обчислювальна система може працювати з різним ступенем ефективності. Тому знання внутрішніх механізмів операційної системи дозволяє всебічно аналізувати її експлуатаційні можливості та характеристики.

Керування процесами

Найважливішою частиною операційної системи, що безпосередньо впливає на функціонування обчислювальної машини, є підсистема керування процесами. Процес ( по-іншому, задача) - абстракція, що описує програму, котра виконується. Для операційної системи процес являє собою одиницю роботи, заявку на споживання системних pecypciв. Підсистема керування процесами планує виконання процесів, тобто розподіляє процесорний час між декількома, одночасно існуючими в системі, процесами, а також займається створенням i знищенням процесів, забезпечує процеси необхідними системними ресурсами та підтримує взаємодію між процесами.

Стан процесів

У багатозадачній (багатопроцесорній) системі процес може бути в одному з трьох основних станів:

ВИКОНАННЯ - активний стан процесу, під час якого процес володіє всіма необхідними ресурсами i безпосередньо виконується процесором.

ЧЕКАННЯ - пасивний стан процесу. Процес заблокований, він не може виконуватися за своїми внутрішніми причинами. Процес чекає здійснення події, наприклад, завершення операції введення-виведення, одержання повідомлення від іншого процесу, звільнення якого-небудь необхідного йому ресурсу. ГОТОВНІСТЬ - також пасивний стан процесу, але в цьому випадку процес заблокований у зв'язку із зовнішніми обставинами: процес має всі необхідні для нього ресурси, готовий виконуватися, однак він зайнятий виконанням іншoro процесу.

Протягом життєвого циклу кожен процес переходить з одного стану в інший, відповідно до алгоритму планування процесів, реалізованим у даній операційній системі. Типовий граф станів процесу зображений на малюнку 2.1.

У стані виконання, в однопроцесорній системі, може знаходитися тільки один процес, а в кожному із станів чекання i готовності - кілька процесів. Ці процеси утворюють черги, відповідно, очікують готових процесів. Життєвий цикл процесу починається із стану ГОТОВНІСТЬ, коли процес готовий до виконання i чекає своєї черги. При активації, процес переходить у стан ВИКОНАННЯ i знаходиться в ньому доти, поки або ж він сам звільнить процесор, перейшовши в стан ЧЕКАННЯ якої-небудь події, або буде насильно "витиснутий" iз процесора. Наприклад, унаслідок вичерпання відведеного процесу кванта процесорного часу. В останньому випадку, процес повертається в стан ГОТОВНІСТЬ. У цей же стан процес переходить із стану ЧЕКАННЯ, після того, як очікувана подія відбулася.

Мал 2.1. Графа станів процесу в багатозадачному середовищі