Операционные системы 09.02.03 2 курс. Автономной некоммерческой образовательной организации профессионального образования

• Название: Автономной некоммерческой образовательной организации профессионального образования
• Дата: 17.02.2021
• Размер: 0.57 Mb.
• Имя файла: Операционные системы 09.02.03 2 курс.doc
• Тип: Лекция; #177186
• страница: 4 из 20

Cash-ирование данных

Содержимое cash-памяти представляет из себя совокупность записей обо всех загруженных в неё элементов данных. Каждая запись об элементе включает в себя адрес, который этот элемент данных имеет в АЗУ. Каждая загрузка к АЗУ в системе, где есть cash-память, выполняется в соответствии со следующим алгоритмом:

• 
  Просматривается содержимое cash-памяти с целью определения, не находятся ли нужные данные в cash. Поскольку cash-память не адресуема, поэтому поиск данных осуществляется по значению поля адреса в АЗУ.
  

Объективные свойства:

• 
  Пространственная локальность: если производится обращение по некоторому адресу, то с высокой степенью вероятности можно сказать, что в ближайшее время произойдет обращение к соседним адресам.
  
• 
  Временная локальность: если производится обращение по некоторому адресу, то с высокой степенью вероятности можно сказать, что следующее обращение по тому же адресу произойдет в ближайшее время.
  

Понятие процесса. Управление процессами. Синхронизация процессов. Тупики и способы борьбы с ними.

Процесс – это абстракция, описывающаяся и выполняющаяся программой.

В каждой ОС есть система управления процессами, которая занимается созданием, распространением и удалением процессов, обеспечивает взаимодействие между процессами.

В многозадачной системе процесс может находиться в одном из трех основных состояний:

• 
  Выполнение – активное состояние процесса, во время которого процесс обладает всеми необходимыми ресурсами и непосредственно выполняется процессором.
  
• 
  Ожидание – пассивное состояние процесса, процесс заблокирован и не может выполняться по своим внутренним причинам. В данном состоянии он ожидает каких-либо действий (завершение ввода-вывода, получение сообщения от другого процессора, в процессе отсутствует ресурс).
  
• 
  Готовность – пассивное состояние процесса; процесс заблокирован в связи с внешними по отношению к нему условиями. У процесса есть все ресурсы, он готов к выполнению, но процессор занят выполнением другого процесса.
  

В ходе жизненного цикла процесс может переходить из одного состояния в другое в связи с алгоритмом планирования выполнения процессов.

Жизненный цикл процесса начинается с состояния готовности. При активизации переходит в состояние выполнения и находится там, пока либо сам не перейдет в ожидание, либо пока система сама не вытеснит его, и он будет в состоянии готовности.

На протяжении существования процесса его выполнения может быть многократно прервано и продолжено.

Чтобы возобновить выполнение процесса, необходимо восстановить его состояние:

• 
  Восстановить содержимое регистров и программного счетчика.
  
• 
  Указатели на открытые файлы.
  
• 
  Состояние об ошибках и т.д.
  

Соответствующая информация называется контекстом. Кроме того, системе для организации планирования процесса требуется определенная дополнительная информация:

• 
  Идентификатор
  
• 
  Состояние
  
• 
  Данные о степени привилегированности
  
• 
  Место нахождения кодового сегмента
  

Данная информация называется дескриптором процесса. Т.е. дескриптор содержит более оперативную информацию, которая доступна системе планирования процесса, по сравнению с контекстом. После того, как система решила, какой выполнять процесс, используется контекст.

Очередь процесса представляет из себя дескрипторы отдельных процессов, организованных в списке. Программный код начинает выполняться только после того, как создается процесс. Создать процесс – это значит создать информационную структуру, которая описывает данный контекст (дескриптор и контекст); включить дескриптор нового процесса в очередь готовых процессов; загрузить кодовый сегмент процесса в оперативную память.

Лекция №4

Алгоритмы планирования процессов

Задачи:

1. 
   Определение момента времени для смены процесса (решается программным способом)
   
2. 
   Выбор процесса на выполнение из очереди готовых процессов (решается программным способом).
   
3. 
   Переключение контекстов для старого и нового процессов (решается операторным способом).
   

Алгоритмы, основанные на:

• 
  Квантовании: смена активного процесса происходит в случае, если:
  
  • 
    Процесс завершился
    
  • 
    Произошла ошибка
    
  • 
    Процесс перешел в состояние ожидания
    
  • 
    Исчерпан квант времени, отведенный данному процессу. Процесс тогда переходит в состояние ожидания, ждет квант времени от системы. Квант может быть произвольным.
    
• 
  Приоритете: число, характеризующее степень привилегированности процессов при использовании ресурсов – приоритетное число. Может быть положительным, отрицательным и т.д. Приоритет может быть и постоянным, и изменяющимся.
  

Алгоритмы, использующие:

• 
  Абсолютный приоритет (ОС может прервать выполнение процесса, выбрав другой)
  
• 
  Относительный приоритет (процесс будет выполняться до конца)
  

На выполнение будет выбираться процесс с наивысшим приоритетом.

Планирование:

1. 
   невытесняющая многозадачность – процесс выполняется до тех пор, пока не отдаст свое управление.
   
2. 
   вытесняющее многозадачность – способ, когда решение о переключении процессора с одного процесса на другой выполняется разработчиком, а не системой; механизм выполнения задач целиком зависит от системы, в то время, как при невытесняющей многозадачности решение принимает программист.