Операции над процессами

Над процессами можно производить следующие операции:

• 1. Создание процесса — это переход из состояния рождения в состояние готовности
• 2. Уничтожение процесса — это переход из состояния выполнения в состояние смерти
• 3. Восстановление процесса — переход из состояния готовности в состояние выполнения
• 4. Изменение приоритета процесса — переход из выполнения в готовность
• 5. Блокирование процесса — переход в состояние ожидания из состояния выполнения
• 6. Пробуждение процесса — переход из состояния ожидания в состояние готовности
• 7. Запуск процесса (или его выбор) — переход из состояния готовности в состояние выполнения

Для создания процесса операционной системе нужно:

• 1. Присвоить процессу имя
• 2. Добавить информацию о процессе в список процессов
• 3. Определить приоритет процесса
• 4. Сформировать блок управления процессом
• 5. Предоставить процессу нужные ему ресурсы

Иерархия процессов

Процесс не может взяться из ниоткуда: его обязательно должен запустить какой-то процесс. Процесс, запущенный другим процессом, называется дочерним (child) процессом или потомком.

Процесс, который запустил новый процесс называется родительским (parent), родителем или просто — предком.

У каждого процесса есть два атрибута — PID (Process ID) — идентификатор процесса и PPID (Parent Process ID) — идентификатор родительского процесса.

Процессы создают иерархию в виде дерева. Самым «главным» предком, то есть процессом, стоящим на вершине этого дерева, является процесс init (PID=1).

Важной задачей операционной системы является защита ресурсов, выделенных данному процессу, от остальных процессов. Наиболее тщательно защищаемым ресурсом является область ОП, в которой хранятся коды и данные процесса. Каждый процесс работает в своем адресном пространстве.

Адресным пространством называется совокупность всех областей ОП, выделенных операционной системой процессу.

Защищаются и другие типы ресурсов, такие как файлы, внешние устройства и т. д. Операционная система может не только защищать ресурсы, выделенные одному процессу, но и организовывать их совместное использование, например, разрешить доступ к некоторой области памяти нескольким процессам.

Во время существования процесса его выполнение может быть многократно прервано и продолжено. Для того чтобы возобновить выполнение процесса, необходимо восстановить состояние его операционной среды, которое идентифицируется:

• · состоянием регистров и программного счетчика;
• · режимом работы процессора;
• · указателем на открытые файлы;
• · информацией о незавершенных операциях ввода — вывода и др.

Такая информация называется контекстом процесса.

Говорят, что при смене процесса происходит переключение контекстов.

Для реализации сложных программных комплексов их работа организуется в виде нескольких параллельных процессов (потоков), которые периодически взаимодействуют друг с другом и обмениваются некоторыми данными. операционный межпроцессорный подсистема диспетчеризация Т.к. операционная система защищает ресурсы процессов и не позволяет одному процессу писать или читать из памяти другого процесса, то для взаимодействия процессов ОС должна предоставлять особые средства, которые называют средствами межпроцессорного взаимодействия.

Итак, подсистема управления процессами планирует выполнение процессов, т. е.- распределяет процессорное время между несколькими одновременно существующими в системе процессами,.

• — занимается созданием и уничтожением процессов,
• — обеспечивает процессы необходимыми системными ресурсами,
• — поддерживает синхронизацию процессов,
• — обеспечивает взаимодействие между процессами.

Как указывалось уже выше, в большинстве операционных систем определены два типа единиц работы — процессы и потоки.

Процесс (задача) — программа, находящаяся в стадии выполнения.

Потоки (нити) возникли как средство распараллеливания вычислений в рамках одного процесса.

Поток — последовательность исполняемых команд.

С каждым процессом связывается его Адресное пространство.

Адресное пространство процесса содержит саму программу, ее данные, стек программы.

Во многих операционных системах информация о каждом процессе, дополнительная к содержимому его собственного адресного пространства, хранится в таблице процессов операционной системы.

В операционных системах, где существуют и процессы, и потоки, процесс рассматривается как заявка на потребление всех видов ресурсов, кроме одного — процессорного времени.

Процессорное время выделяется потокам.

В простейшем случае процесс состоит из одного потока.