Оперативни системи: Опис и контрола на процес

Сите оперативни системи, од едно-кориснички системи, како што се Windows, за крајните корисници, до супер-системи, како што е главниот оперативен систем на IBM, z / OS, кој може да поддржува илјадници корисници, се изградени околу концептот на процесот.Сите оперативни системи, од едно-кориснички системи, како што се Windows, за крајните корисници, до супер-системи, како што е главниот оперативен систем на IBM, z / OS, кој може да поддржува илјадници корисници, се изградени околу концептот на процесот.Сите оперативни системи, од едно-кориснички системи, како што се Windows, за крајните корисници, до супер-системи, како што е главниот оперативен систем на IBM, z / OS, кој може да поддржува илјадници корисници, се изградени околу концептот на процесот.

Што е процес?

Што е процес?

Нема точна дефиниција за процес. Секоја дефиниција опишува еден дел од процесот, па така сите овие дефиниции го опишуваат процесот:

  • Програма во извршување
  • Пример на програма која се извршува на компјутер
  • Ентитетот кој може да биде назначен и извршен на процесор
  • Единица на активност која се карактеризира со извршување на низа инструкции, моментална состојба и придружен сет на системски ресурси

Елементи на процесот

Два основни елементи на процесот се програмски код (кој може да се сподели со други процеси кои ја извршуваат истата програма) и збир на податоци поврзани со тој код.

Кој од овие термини е процес?

  • Програма во извршување
  • Пример на програма која се извршува на компјутер
  • Ентитетот кој може да биде назначен од биосот

Кој од овие термини не го идентификува процесот?

  • Состојба
  • Сметководствени инфромации
  • Режим на процесот

Состојби на процесот

Траги на процесот

За програмата што треба да се изврши, се создава процес или задача, за таа програма. Од гледна точка на процесорот, таа извршува инструкции од својот репертоар во некоја секвенца диктирана од променливите вредности во програмскиот контра регистер. Со текот на времето, програмскиот бројач може да се однесува на код во различни програми кои се дел од различни процеси. Од гледна точка на индивидуална програма, неговото извршување вклучува низа инструкции во рамките на таа програма.

Ние можеме да го карактеризираме однесувањето на индивидуалниот процес со наведување на секвенца на инструкции што се извршуваат за тој процес. Таквиот список се нарекува трага од процесот. Ние можеме да го карактеризираме однесувањето на процесорот со прикажување на тоа како трагите на различните процеси се преплетуваат.

Модел на процес со две состојби

Главна одговорност на оперативниот систем е контролирање на извршувањето на процесите; ова вклучува одредување на шаблонот за преклопување за извршување и распределба на ресурсите на процесите. Првиот чекор во дизајнирањето на ОС за контрола на процесите е да се опише однесувањето кое би сакале процесите да покажат.

Секој процес мора да биде претставен на некој начин, така што оперативниот систем може да ги следи. Тоа е, мора да има некои информации во врска со секој процес, вклучувајќи ја моменталната состојба и локацијата во меморијата; ова е контролниот блок на процесот. Процесите кои не се извршуваат мора да се чуваат во некој вид на ред, чекајќи да го извршат извршувањето. Можеме да го опишеме однесувањето на диспечерот во смисла на овој дијаграм за чекање. Процесот што е прекинат е пренесен во редот на процесите на чекање. Алтернативно, ако процесот е завршен или прекинат, тој се отфрла (излегува од системот). Во секој случај, диспечерот зема друг процес од редот за извршување.

Создавање и прекинување на процесите

Show more

Кога нов процес треба да се додаде на оние кои во моментов се управуваат, оперативниот систем ги гради структурите на податоци кои се користат за управување со процесот и го распределуваат просторот за адреси во главната меморија на процесот. Нов процес може да се создаде на повеќе начини како што се:

  • Креирање на процес од друг процес
  • Креирање не процес од страна на биосот

Секој компјутерски систем мора да обезбеди средства за процес да го означи неговото завршување. Серија работа треба да вклучува инструкција за застанување или експлицитен повик за ОС за престанок. Процесот може да заврши доколку процесорот прекине да работи или се терминира процесот кој го повикал (parent процесот).

Модел со пет состојби

Суспендирани процеси

Еден процес може да влезе во суспендирана состојба (да биде суспендиран) кога процесот чека I/O ресурси, кога чека да дојде на ред, кога е ставен како суспендиран од агент (дали од самиот процес или од неговиот родител процес или пак од Оперативниот систем). Кога процесот е суспендиран, тој се наоѓа во секундарната меморија. Ова се случува кога постојат голем број на процеси и не сите ги собира во главната (примарната) меморија.

Дали суспендиран процес припаѓа во моделот со пет состојби?

  • Да
  • Не

Кој ја менува состојбата на процесите?

  • I/O
  • Оперативниот систем

Опис на процесот

Опис на процес

Оперативниот систем ги контролира настаните во рамките на компјутерскиот систем. Ги распоредува и испраќа процеси за извршување од страна на процесорот, ги распределува ресурсите на процесите и одговара на барањата од корисничките процеси за основните услуги. Во основа, можеме да размислуваме за оперативниот систем како оној што управува со користењето на системските ресурси со процеси.

Структури за контрола на оперативниот систем

Ако оперативниот систем управува со процесите и ресурсите, тој мора да ги има информациите за моменталниот статус на секој процес и ресурс. Иако деталите ќе се разликуваат од еден оперативен систем на друг, фундаментално, сите оперативни системи одржуваат информации во овие четири категории:

Структури за контрола на процесот

Постојат 2 структури за контрола на процес:

  • PROCESS LOCATION – Локација на процесот
  • PROCESS ATTRIBUTES – Атрибути на процесот

Show more

Секој процес е поврзан со голем број на атрибути кои се користат од оперативниот систем за контрола на процесот. Типично, собирањето атрибути се нарекува блок за контрола на процесот, познат како process image. Локацијата на сликата на процесот ќе зависи од шемата за управување со меморијата што се користи. оперативниот систем мора да води сметка за тоа кои делови од сликата за секој процес се сѐ уште во главната меморија.

Елементи на process image

  • Кориснички податоци
    • Модифицираниот дел од корисничкиот простор. Може да вклучуваат програмски податоци, област на стек на корисникот и програми кои можат да се менуваат.
  • Корисничка програма
    • Програмата што треба да се изврши.
  • Stack
    • Секој процес има еден или повеќе последни-во-прв-out (LIFO) Купи поврзани со него. Магацинот се користи за складирање параметри и повикување адреси за процедури и системски повици.
  • Блок за контрола на процесот
    • Податоци потребни од оперативниот систем за контрола на процесот

Кои се 2те структури за контрола на процес?

  • Process location
  • Process attributes
  • Process id
  • Process management

Податоци кои се потребни од ОС за контрола на процесот, како дел од елементите од image process се?

  • Блок за контрола на процесот
  • Кориснички податоци

Контрола на процес

Два начина на контрола на процес

Повеќето процесори поддржуваат најмалку два начини на извршување. Одредени инструкции како и одредени региони на меморија може да се пристапат само во повеќе привилегиран режим.

Show more

На помалку привилегиран режим често се нарекува кориснички режим (user mode), бидејќи корисничките програми обично би се извршиле во овој режим. Повеќе привилегиран режим се нарекува системски режим (system mode), режим на контрола (control mode) или режим на кернелот (kernel mode). Овој последен термин се однесува на кернелот на оперативниот систем, кој е оној дел од оперативниот систем кој ги опфаќа важните системски функции.

Причината за користење 2 режима е бидејќи  неопходно е да се заштитат табелите за оперативниот систем и клучните оперативни системи, како што се блокови за контрола на процесот, од пречки од страна на кориснички програми. Во режимот на кернелот, софтверот има целосна контрола на процесорот и сите негови упатства, регистри и меморија. Ова ниво на контрола не е потребно и за безбедност не е пожелно за кориснички програми.

Креација на процес

ОС додава процеси следејќи ги следниве чекори:

  • Доделува уникатен процес идентификатор на новиот процес
  • Дава простор за процесот
  • Го иницијализира блокот за контрола на процесот
  • Ги поставува соодветните врски
  • Креира или проширува други структури на податоци

Менување на процеси

Често се поставува прашањето како да се менуваат процесите и што може да предизвика менување на еден процес?

Постојат повеќе причини зошто ОС ги менува процесите. Тие се:

Show more

  • Прекин поради завршување на времето кое му е доделено на процесот
  • Прекин од I / O
  • Грешка во меморија

Менување на режимот

Процесорот проверува дали има прекини што се очекуваат, означени со присуство на сигнал за прекин. Доколку не се очекуваат прекини, процесорот продолжува до фазата на преземање и ја презема следната инструкција на тековната програма во тековниот процес. Ако прекинот е во постапка, процесорот го прави следново:

Show more

1. Го поставува спротивниот програм на почетната адреса на програма за прекинувач.

2. Се префрлува од корисничкиот режим во режим на кернелот, така што кодот за обработка на прекини може да вклучува привилегирани инструкции

Промена на состојбата на процесот

Менување на режимот  може да се случи без промена на состојбата на процесот кој е моментално во состојба на извршување. Меѓутоа, ако тековниот процес треба да се премести во друга состојба (Ready, Blocked, итн.), Оперативниот систем мора да направи значителни промени во неговата околина. Чекорите кои се вклучени во целосното менување на процесот се:

Show more

  • Зачувајте го контекстот на процесорот, вклучително и програмскиот бројач и другите регистри.
  • Ажурирајте го блокот за контрола на процесот на процесот кој моментално е во состојба на трката. Ова вклучува промена на состојбата на процесот во една од другите држави (Ready, Blocked, Ready / Suspend или Exit). Исто така мора да се ажурираат и други релевантни полиња, вклучувајќи ја и причината за напуштање на состојбата во која се извршува и сметководствените информации.
  • Поместете го блокот за контрола на процесот на овој процес во соодветната задача (Ready; Блокиран на Event i; Ready / Suspend)
  • Изберете друг процес за извршување
  • Ажурирајте го контролниот блок на процесот на избраниот процес. Ова вклучува промена на состојбата на овој процес на Вклучување
  • Ажурирајте ги структурите за управување со меморијата. Ова може да биде потребно, во зависност од тоа како се води превод на адреса; оваа тема е истражена во третиот дел.
  • Враќање на контекстот на процесорот на оној што постоел во моментот кога избраниот процес беше последен пат исклучен од состојбата Running, со вчитување на претходните вредности на бројачот на програми и други регистри

Кои се двата начина на извршување на процес?

  • User mode и system mode
  • User mode и OS mode
  • OS mode и admin mode

Кои од овие термини може да го смени процесот?

  • Грешка во меморија
  • Грешка во содржината што се впишува
  • Печатна грешка

Дали ако процесот е започнат може да се смени режимот (mode)?

  • Да
  • Не

Извршување на оперативниот систем

Непроцесно јадро

Извршување во Кориснички процеси

Оперативен систем базиран на процеси

Имплементација на ОС како збирка на системски процеси. Како и кај другите опции, софтверот што е дел од кернелот се извршува во режим на кернел. Во овој случај, сепак, главните функции на кернелот се организирани како посебни процеси. Повторно, може да има мала количина на процесот на пренесување на код кој се извршува надвор од кој било процес. Овој пристап има неколку предности. Таа наметнува дисциплина за дизајнирање програма која ја поттикнува употребата на модуларен оперативен систем со минимални, чисти интерфејси помеѓу модулите.

Јадрото на Оперативниот систем се извршува надвор од било кој процес, е точно за:

  • Непроцесно јадро
  • Извршување во Кориснички процеси
  • ОС базиран на процеси

Кое од следниве извршувања на ОС не е точно?

  • ОС базиран на јадра
  • ОС базиран на процеси
  • Непроцесно јадро

Главните функции на ОС базиран на процеси се организирани како посебни процеси?

  • Да
  • Не

UNIX SVR4 УПРАВУВАЊЕ СО ПРОЦЕСОТ

UNIX SVR4 УПРАВУВАЊЕ СО ПРОЦЕСОТ

UNIX System V го користи едноставниот, но моќен процес објект кој е многу видлив за корисникот. UNIX го следи моделот, во кој повеќето од ОС се извршуваат во рамките на корисничкиот процес. UNIX користи две категории на процеси: системски процеси и кориснички процеси. Системските процеси се извршуваат во режимот на кернелот и извршуваат код на оперативниот систем за извршување на административни и службени функции, како што се распределбата на меморијата и менувањето на процесот. Корисничките процеси работат во кориснички режим за извршување на кориснички програми и комунални услуги и во режим на кернелот за извршување на инструкции кои припаѓаат на кернелот. Процесот на корисникот влегува во режимот на кернелот со издавање на системски повик, кога е генериран исклучок (грешка) или кога се појавува прекин.

Show more

Процес во UNIX е прилично комплексен сет на структури на податоци кои го обезбедуваат оперативниот систем со сите информации потребни за управување и за испраќање на процеси. Елементите на процесот во UNIX системите се организирани во три дела: контекст на корисничко ниво, регистерски контекст и контекст на системско ниво

Кои се двете главни категории на процеси кај UNIX системот?

  • Оперативен процес и останати процеси
  • Системски процеси и кориснички процеси
  • Процеси во running state и процеси во blocked state

Кои елементи на процесот се дел во UNIX системите?

  • Регистерски контекст
  • Контекст на ниво на БИОС
  • Контекст на корисничко ниво