Презентация, доклад по дисциплине Операционные системы и среды на тему Машинно - зависимые свойства операционных систем

для исполнения память или адресное пространство, стеки, используемые файлы и устройства ввода-вывода и т. д.) и текущего момента его выполнения (значения регистров, программного счетчика и переменных), находящаяся под управлением операционной системы.

вычислительными системами.
В некоторых операционных системах для работы определенных программ может организовываться более одного процесса или один и тот же процесс может исполнять последовательно несколько различных программ.

На однопроцессорной компьютерной системе в каждый момент времени может исполняться только один процесс.
Для мультипрограммных вычислительных систем параллельная обработка нескольких процессов достигается с помощью переключения процессора с одного процесса на другой.
Пока один процесс выполняется, остальные ждут своей очереди.

Процесс не исполняется

Процесс исполняется

ВХОД

ВЫХОД

Выбран для исполнения

Приостановка

(например, завершение операции ввода – вывода)
Истек временной интервал, отведенный операционной системой для работы этого процесса

ОС выбирает один из готовых процессов и переводит его в состояние исполнение.
В состоянии исполнение происходит непосредственное выполнение программного кода процесса.
Покинуть это состояние процесс может по трем причинам:

не произойдет некоторое событие, и операционная система переводит его в состояние ожидание;
в результате возникновения прерывания в вычислительной системе его возвращают в состояние готовность.

исполнения

которое загружается программный код процесса;
Ему выделяются системные ресурсы;
Устанавливается начальное значение программного счетчика этого процесса и т. д.
Родившийся процесс переводится в состояние готовность.
При завершении своей деятельности процесс из состояния исполнение попадает в состояние закончил исполнение.

в состояние готовность) - запуск процесса (перевод из состояния готовность в состояние исполнение);
Блокирование процесса (перевод из состояния исполнение в состояние ожидание) - разблокирование процесса (перевод из состояния ожидание в состояние готовность);
Изменение приоритета процесса.

к процессу не более одного раза (некоторые системные процессы никогда не завершаются при работе вычислительной системы).
Все остальные операции, связанные с изменением состояния процессов, являются многоразовыми.

каждый процесс представляется в ней структурой данных.

для него следующей;
содержимое регистров процессора;
данные, необходимые для планирования и управления памятью (приоритет процесса, размер и расположение адресного пространства и т. д.);
учетные данные (идентификационный номер процесса, какой пользователь инициировал его работу, общее время использования процессора данным процессом и т. д.);
информацию об устройствах ввода-вывода, связанных с процессом (например, какие устройства закреплены за процессом, таблицу открытых файлов);

над процессом, вызывает изменения в блоке

остальное - системным контекстом процесса
Код и данные, находящиеся в адресном пространстве процесса, будем называть его пользовательским контекстом.
Совокупность регистрового, системного и пользовательского контекстов процесса для краткости принято называть просто контекстом процесса.

созданный процесс
- процессом-ребенком (child process).

128

ПРОЦЕСС 15

ПРОЦЕСС 23

ПРОЦЕСС 4

ПРОЦЕСС 2

рождение и начинает его заполнение.
Новый процесс получает свой собственный уникальный идентификационный номер.
После завершения какого-либо процесса его освободившийся идентификационный номер может быть повторно использован для другого процесса.

устройств ввода-вывода и т. д.
Существует два подхода к их выделению.
Новый процесс может получить в свое пользование некоторую часть родительских ресурсов
может получить свои ресурсы непосредственно от операционной системы.

программный код, значения данных, установить программный счетчик.
Возможны два решения.
Процесс-ребенок становится дубликатом процесса-родителя по регистровому и пользовательскому контекстам, при этом должен существовать способ определения кто для кого из процессов-двойников является родителем.
Процесс-ребенок загружается новой программой из какого-либо файла.

информация и состояние нового процесса изменяется на готовность.
После рождения процессов – детей, процесс-родитель может продолжать свое выполнение одновременно с выполнением процесса-ребенка, а может ожидать завершения работы некоторых или всех своих детей.

его в состояние закончил исполнение и освобождает все ассоциированные с ним ресурсы, делая соответствующие записи в блоке управления процессом.
При этом сам блок не уничтожается, а остается в системе еще некоторое время. Это связано с тем, что процесс-родитель после завершения процесса-ребенка может запросить операционную систему о причине произошедшей смерти порожденного им процесса или статистическую информацию об его работе.
Подобная информация сохраняется в блоке мертвого процесса до запроса процесса-родителя или до конца его деятельности, после чего все следы умершего процесса окончательно исчезают из системы.
Процессы, находящиеся в состоянии закончил исполнение, принято называть процессами зомби.

всех его детей.
В некоторых процессы-дети продолжают свое существование и после окончания работы процесса-родителя.
Осиротевшие процессы усыновляются одним из системных процессов, который порождается при старте операционной системы, и функционирует все время, пока она работает.

операционной системе и не обязаны быть связанными с выделением или освобождением ресурсов.

процесса

выбирает один процесс для последующего исполнения.
Для избранного процесса операционная система обеспечивает наличие в оперативной памяти информации, необходимой для его дальнейшего выполнения.
Состояние процесса изменяется на исполнение, восстанавливаются значения регистров, и управление передается команде.

результате какого-либо прерывания.
Процессор автоматически сохраняет счетчик команд и передает управление по специальному адресу обработки данного прерывания.
По указанному адресу располагается одна из частей ОС. Она переводит процесс в состояние готовность и приступает к обработке прерывания.

работу, не дождавшись возникновения какого-либо события в вычислительной системе. Для этого он обращается к ОС с помощью определенного системного вызова.
Операционная система обрабатывает системный вызов и переводит процесс из состояния исполнение в состояние ожидание.

определить какое именно событие произошло.
Затем операционная система проверяет: находился ли некоторый процесс в состоянии ожидание для данного события и переводит его в состояние готовность.

различными процессами, и сопровождается переключением процессора с одного процесса на другой.

сигнализирующее об окончании операций на устройстве.
Над выполняющимся процессом производится операция приостановка.
Операционная система разблокирует процесс, инициировавший запрос на ввод-вывод
Осуществляет запуск приостановленного или нового процесса

сохранить контекст исполнявшегося процесса и восстановить контекст процесса, на который будет переключен процессор.
Такая процедура сохранения/восстановления работоспособности процессов называется переключением контекста

совершения полезной работы и представляет собой накладные расходы, снижающие производительность системы. Оно меняется от машины к машине и обычно находится в диапазоне от 1 до 1000 микросекунд.