Самодел 1 (1114716), страница 20

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 20)

Для хранения информации о свободных фрагментах используется битовая маска: каждому фрагменту на диске соответствует ровно 1 бит в этой маске (этот механизм упрощает алгоритм поиска свободных фрагментов и уменьшает «фрагментацию» свободного пространства).

Формат индексного дескриптора аналогичен, используемому в s5fs - в нём в качестве элементов по-прежнему используются блоки, а не фрагменты, но при размещении информации в файлах используется следующее простое правило: все блоки указанные в индексном дескрипторе, кроме последнего, должны использоваться только целиком; блок может использоваться для нескольких файлов только при хранении их последних байт, не занимающих всех фрагментов полного блока (cм. рисунок ниже). Т.о. для хранения информации об использовании последнего блока недостаточно только размера файла, хранимого в дескрипторе System 5, необходимо также хранить информацию, об используемых фрагментах в этом блоке.

Выделение пространства для файла происходит только в момент когда процесс выполняет системный вызов write. Операционная система при этом руководствуется следующим алгоритмом:

1. Если в уже выделенном файлу блоке есть достаточно места, то новые данные помещаются в это свободное пространство.

2. Если последний блок файла использует все фрагменты (т.е. это полный блок) и свободного в нём места не достаточно для записи новых данных, то частью новых данных заполняется всё свободное место. Если остаток данных превышает по размеру один полный блок, то новый выделяется полный блок и записываются данные в этот полный блок. Процесс повторяется до тех пор, пока остаток не окажется меньше чем полный блок. В этом случае ищется блок с необходимыми по размеру фрагментами или выделятся новый полный блок. Остаток данных записывается в этот блок.

3. Файл содержит один или более фрагмент (они естественным образом содержатся в одном блоке) и последний фрагмент недостаточен для записи новых данных. Если размер новых данных в сумме с размером данных, хранимых в неполном блоке, превышает размер полного блока, то выделяется новый полный блок. Содержимое старого неполного блока копируется в начало выделенного блока и остаток заполняется новыми данными. Процесс далее повторяется, как указано в пункте 2 выше. В противном случае (если размер новых данных в сумме с размером данных, хранимых в неполном блоке, не превышает размер полного блока) ищется блок с необходимыми по размеру фрагментами или выделятся новый полный блок. Остаток данных записывается в этот блок.

Структура каталога FFS

Поддержка длинных имен файлов.

Любая запись содержит:

 номер индексного дескриптора;

 длина записи в каталоге;

 длина имени файла;

 имя файла (дополненное до кратности слова).

Структура каталога немного изменяется. К двум содержательным полям добавляется номер индексного дескриптора, размер записи, т.е. записи каталога, тип файла, длина имени и имени разрешается быть длиной до 256 символов. Соответственно может возникнуть некоторое недопонимание, т.к. есть параметр размер записи и длина имени. Суть использования того и другого параметра заключается в том, что при удалении информации (какого-то имени) из каталога свободное пространство присоединяется к предыдущей записи и получается, что размер больше той содержательной информации, которая имеется. Соответственно может появиться внутренняя фрагментация.

Управление процессами

Определение процесса. Основные понятия

Процесс - совокупность машинных команд и данных,которая исполняется в рамках вычислительной системы и обладает правами на владение некоторым набором ресурсов.

Ресурсы могут принадлежать только одному процессу, либо ресурсы могут разделяться между процессами – разделяемые ресурсы

Выделение ресурсов процессу:

-предварительная декларация – до начала выполнения

- динамическое пополнение списка принадлежащих

- процессу ресурсов

Количество допустимых процессов в системе – ресурс ВС.

Рассмотрим типовые этапы обработки процесса в системе, совокупность этих этапов будем назвать жизненным циклом процесса в системе.

Жизненный цикл процесса содержит этапы:

•образование (порождение) процесса;

•обработка (выполнение) процесса;

•ожидание (по тем или иным причинам) постановки на выполнение;

•завершение процесса.

Рассмотрим модельную ОС.

Пусть имеется специальный буфер ввода процессов (БВП) – пространство, в котором размещаются и хранятся сформированные процессы от момента их образования, до момента начала выполнения. На данном этапе происходит формирование всех необходимых структур данных, соответствующих процессу. В частности, на данном этапе ОС формирует информацию о предварительно заказанных данным процессом ресурсах. Основная задача БВП – «подпитка» системы новыми процессами, готовыми к исполнению.

После начала выполнения процесса он попадает в буфер обрабатываемых процессов (БОП). В данном буфере размещаются все процессы, находящиеся в системе в мультипрограммной обработке.

Жизненный цикл процесса.

0. Поступление процесса в очередь на начало обработки ЦП

(процесс попадает в БВП).

1. Начало обработки процесса на ЦП (из БВП в БОП).

2. Приостановка обработки процесса на ЦП по той или инойпричине (попадает в БОП). Переход в состояние ожидания дальнейшего выполнения.

3. Возобновление выполнения процесса на ЦП.

4. Завершение выполнения процесса, освобождение системных ресурсов.

Модель пакетной однопроцессной системы

Обработка ЦП

Завершение

Ожидание

начала

обработки

2

1

0

0 Поступление процесса в очередь на начало обработки ЦП

(процесс попадает в БВП).

1. Начало обработки процесса на ЦП (из БВП в БОП).

2. Завершение выполнения процесса, освобождение системных ресурсов.

Модель пакетной мультипроцессной системы

0. Поступление процесса в очередь на начало обработки ЦП (процесс попадает в БВП)

1. Начало обработки процесса на ЦП (из БВП в ВОП)

2. Процесс прекращает обработку ЦП по причине ожидания операции в/в, поступает в очередь завершения операции обмена (БОП).

3. Операция обмена завершена и процесс поступает в очередь ожидания продолжения выполнения ЦП (БОП).

4. Выбирается процесс для выполнения на ЦП.

6. Завершение выполнения процесса, освобождение системных ресурсов.

5. Процесс прекращает обработку ЦП, но в любой момент может

быть продолжен(истек квант времени ЦП, выделенный

процессу). Поступает в очередь процессов, ожидающих

продолжения выполнения центральным процессором (БОП).

БОП

Обработка ЦП

БВП

Завершение

6

0

1

Ожидание

начала

обработки

4

2

5

Очередь

на выполнение

Ожидания

операции в/в

3

Заблокированный процесс может быть перекачен (своппирован) на внешний носитель, а на освободившееся место может быть подкачен процесс со внешнего носителя, который был откачен ранее, либо взят новый.

Типы процессов.

В мультипрограммной среде управление такими процессами тесно связано с управлением и защитой памяти, поэтому переключение процессора с выполнения одного процесса на выполнение другого является достаточно дорогой операцией.

«Полновесные процессы» - это процессы, выполняющиеся внутри защищенных участков памяти операционной системы, то есть имеющие собственные виртуальные адресные пространства для статических и динамических данных. ОС берет на себя функцию разделения ресурсов между конкурирующими процессами.

В дальнейшем, используя термин процесс будем подразумевать полновесный процесс.

Легковесные процессы, называемые еще как нити или сопрограммы, не имеют собственных защищенных областей памяти. Они работают в мультипрограммном режиме одновременно с активировавшей их задачей и используют ее виртуальное адресное пространство, в котором им при создании выделяется участок памяти под динамические данные (стек), то есть они могут обладать собственными локальными данными. Нить описывается как обычная функция, которая может использовать статические данные программы. Для одних операционных систем можно сказать, что нити являются некоторым аналогом процесса, а в других нити представляют собой части процессов.

Однонитевая организация процесса – «один процесс – одна нить»:

одному процессу соответствует одна нить. Управление планированием там происходит по одной ниточке

Многонитевая организация процесса:

много нитевая модель организации процессов, т.е. когда есть процесс, процессу принадлежат ресурсы, в частности ОП. И внутри процесса реализована относительно произвольное количество нитей и в этом случае нити друг с другом могут взаимодействовать через соответствующие интерфейсы (интерфейсы взаимодействия параллельных процессов) и соответственно планирование выполнения это может являться одной из функций ОС, т.о. ОС может планировать как выполнение процессов, так и выполнение нитей внутри процессов. Однако существуют решения, в которых много нитевая модель организуется так, когда процесс сам устанавливает стратегию управления нитями, в этом случае в функции ОС входит порождение нитей внутри процесса и обеспечение взаимодействия нитей (взаимодействие может быть не по модели вызова подпрограммы, а через передачу каких-то воздействий, событий, сигналов).

Понятие процесса может включать в себя понятие исполняемой нити, т. е. однонитевую организацию – «один процесс – одна нить». В данном случае понятие процесса жестко связано с понятием отдельной и недоступной для других процессов виртуальной памяти.

С другой стороны, в процессе может несколько нитей, т.е. процесс может представлять собой многонитевую организацию.

Ос планирует выполнение нитей внутри процесса.

В функции ОС входят обеспечение взаимодействия нитей.

Понятие «процесс».

Понятие «процесс » включает в себя следующее:

• исполняемый код;

•собственное адресное пространство, которое представляет собой совокупность виртуальных адресов, которые может использовать процесс;

• ресурсы системы, которые назначены процессу ОС;

Характеристики

Список файлов лекций