ПРОЦЕСТЕРДІ БАСҚАРУ. ПРОЦЕСТЕРДІ ЖОСПАРЛАУ ЖӘНЕ ДИСПЕТЧЕРЛЕУ
Процесс туралы түсінік ОЖ көптеген бағдарламалар кластарын орындайды : Пакеттік жүйе (batch system) – тапсырмалар ( jobs ) Уақытты бөлу жүйесі – пайдаланушы бағдарламалары (тапсырмалар – tasks) Көптеген оқулықтарда терминдер “ тапсырма ” және “ процесс ” – синонимдер дерлік Процесс – оны орындау кезіндегі бағдарлама ; ол дәйекті түрде орындалуы керек Процесс мыналарды қамтиды : Командалық есептегіш ( program counter ) Стек ( stack ) Деректер бөлімі ( data section ) 2
Процесс күйлері Орындау кезінде процесс өзінің күйін келесідей өзгерте алады : Жаңа ( new ) : Процесс жасалады. Орындалатын ( running ) : Процесс командалары орындалады Күтуде ( waiting ) : Процесс қандай да бір оқиғаның болуын күтеді (event) Орындауға дайын ( ready ) : Процесс оны орындау үшін процессор ресурстарын алуды күтеді Аяқталды ( terminated ) : Процестің орындалуы аяқталды. 3
Процесс күйінің диаграммасы 4
Процесті басқару блогы (Process Control Block – PCB) Әр процеске байланысты ақпарат Процесс күйі Командалық есептегіш Процессор регистрлері Процессорды жіберуге арналған ақпарат Жадты басқару туралы ақпарат Статистикалық ақпарат Енгізу-шығару күйі туралы ақпарат 5
Басқару блогы процесін (PCB) 6
Процессорды бір процестен екіншісіне ауыстыру 7
Процесті жіберуге байланысты кезектер Тапсырмалар кезегі ( Job queue ) – жүйедегі барлық процестердің жиынтығы Дайын процестердің кезегі ( Ready queue ) – негізгі жадта орналасқан және орындауға дайын барлық процестердің жиынтығы Енгізу-шығару кезегі күтілуде ( Device queues ) – енгізу-шығару құрылғысының нәтижесін күтетін көптеген процестер Процестер әртүрлі кезектер арасында ауысады 8
Әр түрлі енгізу-шығару құрылғыларына арналған дайын процестер мен кезектер 9
Процесті жіберудің графикалық көрінісі 10
Диспетчерлер Ұзақ мерзімді менеджер (тапсырмалар менеджері) – дайын процестер кезегіне қандай процестерді жылжыту керектігін анықтайды Қысқа мерзімді менеджер (процессор менеджері) – төменде қандай процестер орындалуы керек және процессорлар қандай процестермен қамтамасыз етілуі керек екенін анықтайды. 11
Аралық контроллерді қосу 12
Диспетчерлер (жалғасы) Қысқа диспетчер өте жиі шақырылады (жақын миллисекундтарда) => өте жылдам болуы керек Ұзақ мерзімді диспетчер салыстырмалы түрде сирек шақырылады (минуттар, секундтар) => салыстырмалы түрде баяу болуы мүмкін Бұл ұзақ мерзімді диспетчер анықтайды мультипрограммалау дәрежесі (коэффициенті) Процестерді сипаттауға болады : Енгізу-шығаруға бағытталған ( I/O- bound ) – есептеуге қарағанда енгізу/шығаруға көбірек уақыт жұмсау ; процессор уақытының көптеген қысқа кванттарын жұмсаңыз Процессорды пайдалануға бағытталған ( CPU - bound ) – негізгі уақытты есептеуге жұмсаңыз ; ұзақ мерзімді процессор уақытының аз мөлшерін жұмсаңыз 13
Процесс мәтінмәнін ауыстыру (context switch) Процессор басқа процеске ауысқанда, жүйе ескі процестің күйін сақтауы керек және жаңа процесс үшін сақталған күйді жүктеңіз Мәтінмәнді ауыстыру үстеме шығындарға жатады (overhead); жүйе бір процестен екіншісіне ауысқанда пайдалы әрекеттерді орындамайды Уақыт аппараттық қолдауға байланысты. Мысал : “ Эльбрус ” – мәтінмәндік ауысу – бір команда СМСТЕК (стекті өзгерту, яғни бір жеңіл процестен екіншісіне ауысу) 14
Процесті құру Процесс-ата-ана бала процестерін жасайды, бұл өз кезегінде басқа процестерді тудырады, осылайша қалыптастыру процесс ағашы Ресурстарды бөлу Процесс-ата-ана мен бала процестері барлық ресурстарды бөліседі Еншілес процестер ата-ана процесінің ресурстарының ішкі жиынын бөліседі Процесс-ата-ана мен бала процесі ресурстарды бөліспейді Орындау Процесс-ата-ана мен бала процестері бірлесіп орындалады Процесс-ата-ана бала процестерінің аяқталуын күтеді 15
Процесті құру (жалғасы) Мекенжай кеңістігі Еншілес процесс ата-ана процесінің мекенжай кеңістігін көшіреді Бала процесінде оған жүктелген бағдарлама бар UNIX: fork – жаңа процесті жасайтын жүйелік қоңырау exec (execve) – кейін қолданылатын жүйелік қоңырау fork, процестің жад кеңістігін жаңа бағдарламамен ауыстыру мақсатында 16
Жүйедегі процестер ағашы UNIX 17
Процесті жою Процесті соңғы оператор орындайды және оны жою үшін ОЖ-ға жүгінеді (exit). Бала процесінен ата-ана процесіне деректерді беру (wait). Процесс ресурстарын операциялық жүйе босатады Процесс-ата-ана бала процестерін жоя алады (abort). Бала процесі оған бөлінген ресурстардан асып түсті Еншілес процеске тағайындалған мәселені шешу енді қажет емес Процестен шығу бар -ата-ана ОЖ еншілес процестің орындалуын жалғастыруға рұқсат бермейді, егер оның ата-аналық процесі жойылса “ Каскадты ” процестерді жою 18
