В. Столлингс - Операционные системы (1114679), страница 27
Текст из файла (страница 27)
СТРУКТУРЫ УПРаВЛЕНИЯ ПрОцЕССаМИ Рассмотрим вопрос о том, какими сведениями должна располагать опе онная система, чтобы она могла управлять процессом, Во-первых, она до знать, где находится этот процесс, а во-вторых, ей должны быть известны ходимые для управления атрибуты процесса (такие, как его идентификаторр стояние и размещение в памяти). Часть 2. Проц Допускающая изменения часть пользовательского адресного пространства. Сюда могут входить данные программы, пользо- вательский стек и модифицируемый код данные пользователя Программа, которую нужно выполнить Пользовательская программа С каждым процессом связаны один или несколько системных стеков, Стек используется для хранения параметров, адресов вызова процедур н системных служб Данные, необходимые операционной системе для управления процессом (см.
табл. 3.6) Системный стек Управляющий блок процесса Местонахождение образа процесса зависит от используемой схемы управления памятью (в простейшем случае образ процесса имеет вид непрерывного блока памяти, который расположен но вторичной памяти, обычно на диске). Чтобы операционная система могла управлять процессом, по крайней мере небольшая часть его образа должна находиться в основной памяти. Чтобы можно было запустить процесс, его образ необходимо полностью загрузить в основную (или в виртуальную) память. Таким образом, операционной системе нужно знать местонахождение каждого процесса на диске, а для тех процессов, которые загружены в основную память — их местонахождение в основной памяти.
В главе 2, ведем ~зор операционных систем", мы рассматривали несколько более сложную мод"Фикзцию этой схемы„использующуюся в системах СТяя, где при свопинге "Роцесс может выгружаться из основной памяти только частично. При этом опеРационная система должна следить за тем, какая часть образов каждого из процессов осталась в основной памяти. большинстве современных операционных систем используется схема У"Рзэления памятью, в которой образ процесса состоит из набора блоков, не "ззтельно расположенных последовательно.
В занисимости от используемой И рдзггла используются другие назвпнил этой структуры данных — блок уираеле кия зн ~зе~н~еи, дескриптор процесса, дескриптор задачи. Глав йв" 3. Описание процессов и управление ими местоположение процесса П ред тем как перейти к рассмотрению вопроса о размещении процесса или о атрибутах, зададим себе еще более фундаментальный вопрос: в чем заклю,' „ега ат д фиммеонне нроив н проны~~в К мин мрм, в прон оо входеп прояздотся ,ма или набор программ которые нужна выполнить.
С этими программами грамм~ ~ зн набор ячеек памяти, в которых хранятся локальные и глобальные пересвязз" ны и константы. Таким образом, процессу должен быть выделен такой объменные и мяти, н котором поместились бы программа и данные, принадлежащие ем "зм процессу.
цессу. Кроме того, при работе программы обычно используется стек„с помощью ко -оторого реализуются вызовы процедур и передача параметров. Наконец, с каждыь ~м процессом связано несколько атрибутов, которые испрльзуются операционно онпой системой для управления этим процессом. Обычно такой набор атрибутон на называется управляющим блоком процесса (ргосезн соп1го1 Ыос)г).з Множество, во н которое входят программа, данные, стек и атрибуты, называется образом процесса (ргосенн ипаае) (табл. 3.4). ~ Таблица 3.4. Типичные элементы образа процесса .авьзм вти алоки могУт Оыть пеРеменной Длицы (в этом слУчае ани на гментами), фиксированной длины (в этом случае они называются стра ' ьи представлять собой комбинацию тех и других.
Любая из этих схем операционной системе загружать в память лишь часть процесса. Такими~ м, в любой момент времени часть образа процесса может находиться в"' ~й памяти, в та время как остальная его часть остается во вторичной и ээтаму таблицы процессов, поддерживаемые операционной систем й тема, да держать сведения а местонахождении каждого сегмента и/или каждой з всех образов процессов.
Структура сведений о расположении процессов, изображенная н, ная на.рн ганизована следующим образом. Имеется первичная таблица проц ца процессов "., рой каждому процессу соответствует одна запись. Все записи должны-' ьть по крайней мере указатель на образ процесса.
Если образ процес нескольких блоков, то эта информация либо непосредственно с д на содер этветствующей записи первичной таблицы, либо может быть получе мощи ссылок на записи в таблицах памяти. Конечно же это опи еь щий характер; в каждой операционной системе используется собствен з организации информации о расположении процессов. Атрибуты процессов Сложная многозадачная система должна располагать обширными све ' о каждом процессе. Как было сказано ранее, можно считать, что эта ция находится в управляющем блоке процесса.
Различные системы емы ор "' эту информацию па-разному; в конце настоящей и следующей глав пр несколько примеров такой организации. А пока чта рассмотрим вопрос о фармация какого типа может понадобиться операционной системе, не: ьливаясь на схеме организации этой информации. В табл. 3.5 перечислены типичные виды информации, требующейся энной системе для каждого процесса. Возможно, читателя несколько .ем требуемой информации, однако этот список будет выглядеть горев .'ельнее после более полного знакомства с функциями операционной сиате элица З.б.
Типичные элементы управляющего блока процесса Идентификация процессов ,ятифнкаторы :лавые идентификаторы, которые могут храниться в управляющем блоке проц Идентификатор данного процесса Идеитификатар родительского процесса Идентификатор пользователя :ф д В "з.' В атон кратком обсуждении опущены некоторые детали. Например. в а эи системе с использованием вирпьуальнои памяти все образы активных пра эдятея ва вт аричнай памяти. Когда в основную память загружаетея часть не переносится туда, а копируетея. Таким образом, во вторичной памяти ос :опии всех сегментов иlили всех страниц. Одььака если часть образа в оенавн ьь ц ру ея, копия на диске становится устаревшей да тех пор„пака' ьая часть основной памяти не будет скопирована обратно на диск.
Часть 2. Про 1ьРоаалжение пиюл- в.а Ияфармация о састаяякя процесса доступные пользователю аегььот ,,пиый пользователю регистр — это регистр, к которому можно обратиться с помомпшиниых камаил, выполняющихся процессорам. Обычно имеется от 8 до 3 таегистров, хотя з некоторых реализациях В1ЯС (процессоров с ограниченным наборегистров, хотя з пенат р вььд) встречается сзьппе 100 регистров. и комвь п виляю ющие регистры и регистры состояния уар ются ля В „Ра1ессаре имеетс ется несколько раэиовидиостеи регистров, которые использу д прззлеиия р работой процессора.
К иим относятся следующие. ,~ Счетчик кал9~ нд. В этом регистре хранится адрес очередной извлекающейся камацды. ,ь- ~адкь условия. Ра . От жают результат выполнения последней арифметической или логической операции (например, знак, равенство нулю, наличие переноса, равенство, переполнение). о состоянии. Сюда входят флаги разрешения прерываний и ннформа° ' Иньььормация о а цин о режиме выполнения.
указатели на стеьу 'Р С каждым ььрацеас ам связаны один или несколько системных стеков. В стеке хранятся параметры и здр и адреса вызовов процедур и системиых служб. Указатель стека указывает на его Вершииу. Управляющая информация процесса Ивформация по планированию и состоянию Эта информация нужна операционной системе для выполнения планирования и обычно включает следующее. ° Саепьояние процесса.
Определяет готовность планируемого процесса к выполнению (т.е. выполняющийся, готовый к выполнению, ожидающий какого-то собььтня или ььриоствиавлеииый). ° Приоритет. Одно или несколько полей могут использоваться для описания приоритета процесса. В некоторых системах могут требоваться несколько значений (такие, как приоритет по умолчанию, текупцьй приоритет, максимальна возможный приоритет).
Оыьрормация, евязаыььая с планированием. Эта информация зависит от используемого алгоритма планирования. В качестве примера можно привести такие показатели, как время ожидания или время, в течение которого процесс выполнялся при последнем запуске. ОььФармация о са6ытиях. Идентификация события, наступление которого позволит продолжить выполнение процесса, находящегося в состоянии ожидания. Структурирование даииых Процесс может быть связав с другими процессами посредством очереди, кольца или какай-лььба другой структуры. Например, все процессы и состоянии ожидания, "меющие один и тот же приоритет, могут находиться в одной очереди.
Процессы ~агу* иметь родственные отношения (быть родительскими или дочерними по отпою""ю друг к другу). Для поддержания этих структур управляющий блок процесса ожет гадержать указатели на другие процессы. моя информацией между процессами Р ззли*ьикье флаги, сигналы и сообщения могут иметь отношение к обмену информацией ду двумя независимыми процессами. Некоторая часть этой информации, или вся мажет храниться в управляющем блоке процесса.
лава З. Описание процессов и управление ими Окончание та эилегии процессов цессы имеют Р привилегии, которые могут выражаться в предоставлении права Опрелелеанор 1 области памяти кли возможности выполнять определенные видмт л. Кроме того, о, привилегии могут определять возможность непользования раз емных утилит к служб ~явление памятью г Раздел может содержать указатели на таблицы сегментов и/или страниц, в кот " сыэаетея распределение процесса э виртуальной памяти. пление ресурсамн и их использование сь могут быть указаны ресурсы, которыми управляет процесс (например, пе ф лов).
Кроме того в данный раздел могут быть включены сведения п(~~ Э кн использования процессора н других ресурсов; эта информация может пот прк планировании. Информацию, которая находится в управляющем блоке процесса, збить на три основные категории: информация по идентификации процесса; в информация по состоянию процесса; ° информация, используемая при управлении процессом. Что касается идентификации процесса (ргосеээ н(епИйса(зоп), то ех операционных системах каждому процессу присваивается числовой ккатор, который может быть просто индексом в первичной таблице ис. 3.8).
В любом случае должно иметься некоторое отображение, поз т .е ационной системе найти по идентификатору процесса соответствую х. В, зблицы Идентификаторы могут использоваться в разных ситуациях. ги, они используются для реализации перекрестных ссылок на таблицы зв из других таблиц, находящихся под управлением операционной с 1апример, таблицы памяти могут предоставлять информацию об осно " гяти с указанием всех областей, выделенных каждому из процессов, юму посредством его идентификатора. Аналогичные ссылки могут б аблицах ввода-вывода или таблицах файлов.
Если процессы обмени иду собой информацией, их идентификаторы указывают операционн ионной' гчастников такого обмена. При создании нового процесса идентифика ~ывают родительский и дочерние процессы. Кроме того, процессу может быть присвоен идентификатор по который указывает, кто из пользователей отвечает за данное задание. Информация о состоянии процессора (ргосевэог вт,ате 1п1огптаь(оп) кзсо держимого его регистров. Во время выполнения процесса эта ин конечно же„находится в регистрах. Прерывая процесс, всю содержа гистрах информацию необходимо сохранить, чтобы восстановить ее прв~ новлении выполнения этого процесса. Характер и количество участвую хранении регистров зависит от устройства процессора.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
