Блок управления процессом, системные очереди презентация

Презентация: Блок управления процессом, системные очереди.

Понятие процесса ОС исполняет множество классов программ: Пакетная система (batch system) – задания (jobs) Система с разделением времени – пользовательские программы (задачи – tasks) Во многих учебниках термины “задание” и “процесс” – почти синонимы Процесс – программа при ее выполнении; он должен выполняться последовательно Процесс включает: Счетчик команд (program counter) Стек (stack) Секцию данных (data section)

Блок управления процессом (Process Control Block – PCB) Информация, ассоциируемая с каждым процессом Состояние процесса Счетчик команд Регистры процессора Информация для диспетчеризации процессора Информация для управления памятью Статистическая информация Информация о состоянии ввода-вывода

Блок управления процессом (PCB)

Переключение процессора с одного процесса на другой

Очереди, связанные с диспетчеризацией процессов Очередь заданий (Job queue) – множество всех процессов в системе Очередь готовых процессов (Ready queue) – множество всех процессов, находящихся в основной памяти и готовых к выполнению Очередь ожидающих ввода-вывода (Device queues) – множество процессов, ожидающих результата работы устройства ввода-вывода Процессы мигрируют между различными очередями

Очередь готовых процессов и очереди к различным устройствам ввода-вывода

Графическое представление диспетчеризации процессов

Планировщики Долговременный планировщик (планировщик заданий) – определяет, какие процессы должны быть перемещены в очередь готовых процессов Кратковременный планировщик (планировщик процессора) – определяет, какие процессы должны быть выполнены следующими и каким процессам должны быть предоставлены процессоры.

Добавление планировщика откачки и подкачки процессов

Особенности планировщиков и процессов Кратковременный планировщик вызывается очень часто (в течение ближайших миллисекунд) => должен быть очень быстрым Долговременный планировщик вызывается относительно редко (минуты, секунды) => может быть сравнительно медленным Именно долговременный планировщик определяет степень (коэффициент) мультипрограммирования Процессы можно описать как: Ориентированные на ввод-вывод (I/O-bound) – тратят больше времени на ввод-вывод, чем на вычисления; расходуют много коротких квантов процессорного времени Ориентированные на использование процессора (CPU-bound) – тратят основное время на вычисления; расходуют небольшое число долговременных квантов процессорного времени

Переключение контекста процесса (context switch) Когда процессор переключается на другой процесс, система должна сохранить состояние старого процесса и загрузить сохраненное состояние для нового процесса Переключение контекста относится к накладным расходам (overhead); система не выполняет никаких полезных действий при переключении с одного процесса на другой Время зависит от аппаратной поддержки. Пример: “Эльбрус” – контекстное переключение – одна команда СМСТЕК (сменить стек, т.е. переключиться с одного облегченного процесса на другой)