Тема 2. Концептуальні основи системних програм

Визначення етапів та структури процесу.

Властивості та класифікація процесу.

Визначення ресурсу та класифікації.

Визначення етапів та структури процесу.

Процес – це система дій, яка реалізує певну функцію в обчислювальній системі і оформлена так, що керуюча програма обчислювальної системи може перерозподіляти ресурси цієї системи з метою забезпечення багатопрограмного режиму роботи.

Ця система дій може відбуватися по різному. Програмі в деякий момент часу може бути наданий процесор для виконання або можуть бути надані результати роботи інших процесів або інших ресурсів. Одним словом ходом виконання програми (процесу) необхідно керувати. Функція системних програм в загальному випадку, а операційної системи зокрема – забезпечення ефективного керування процесами, як по відношенню до кожного процесу, так і до їх сукупності.

Стани процесів:

Рис. 1.

При виконанні програм на процесорі обчислювальної системи визначають наступні стани процесора:

· Passive– процес завантаження в пам’ять, але його виконання ще неініційоване.

· Ready – процес готовий до виконання (очікує ресурс центрального процесора).

· Run – процес виконується на центральному процесорі.

· Wait – процес очікує звільнення необхідного ресурсу.

В залежності від типу очікуваного ресурсу розрізняють системи:

· з обмеженням по вводу/виводу (в таких системах найбільший час очікування витрачається процесом при зверненні до підсистем вводу/виводу);

· з обмеженням по швидкодії (найбільший час витрачається на доступ до процесора).

Будь – який процес може знаходитись в одному з перерахованих станів один раз в певний момент часу.

Умови зміни станів процесу (з Рис.1.)

2 – активізація процесу програмою – диспетчером або ОС;

3 – диспетчеризація процес;

4 – виникнення переривань;

5 – запитом процесом певної системної функції в складі ОС (можливе створення певного процесу);

6 – запитом процесом певної системної функції (вводу/виводу);

7 – завершення виконання системної функції;

8 – зупинка виконання процесу;

1 – завершення виконання процесу.

В загальному випадку процес складається з:

· коду процесу;

· підсистеми керуванням процесу;

· підсистеми даних.

Код процесу – це його ідентифікаційний номер для його ідентифікації в ОС.

Підсистема керування процесом – містить наступну інформацію:

· символічний ідентифікатор процесу – це символічне ім’я процесу, яке присвоюється йому системою – планувальником і виконується для визначення стану процесу;

· пріоритет процесу – встановлюється як системним планувальником так і користувачем, може бути змінений диспетчером процесів функціонування;

· посилання на попередній процес в черзі процесу і на наступний;

· ідентифікатор поточного стану процесу;

· квант процесорного часу наданий даному процесу.

Стек процесу може бути розміщений як в підсистемі керування процесу, так і підсистемі даних. В будь–якому випадку адреса вершини стеку на його місткість відомі з метою збереження поточного стану процесу при перериванні його виконання.

Підсистема даних – містить вказівники на зовнішні змінні (семафори, прапорці, зовнішні буфери вводу/виводу), внутрішні змінні, опис спеціалізованих пристроїв, які можуть бути використані даним процесом.