Функции операционных систем по управлению ресурсами компьютера. Управление процессами

Функции операционных систем по управлению ресурсами компьютера.

Управление ресурсами вычислительной системы с целью наиболее эффективного их использования является основным назначением любой операционной системы. Основные ресурсы современных вычислительных систем: процессоры и основная память. Ресурсы распределяются между процессами. Процесс (задача) –программа в стадии выполнения. Программа – это статический объект, представляющий собой файл с кодами и данными. Процесс – это динамический объект, который возникает в операционной системе после того, как пользователь или сама операционная система решает «запустить программу на

выполнение», то есть создать новую единицу вычислительной работы.

Основные критерии эффективности, в соответствии с которым ОС организует управление ресурсами компьютера: пропускная способность вычислительной системы и время реакции.

Управление ресурсами включает решение следующих общих, не зависящих от типа ресурса задач:

1 - планирование ресурса – то есть определение, какому процессу, когда и в каком количестве (если ресурс может выделяться частями) следует выделить данный ресурс;

2 - удовлетворение запросов на ресурсы;

3 - отслеживание состояния и учет использования ресурса – то есть поддержание оперативной информации о том, занят или свободен ресурс и какая доля ресурса уже распределена;

4 - разрешение конфликтов между процессами.

Большинство функций управления ресурсами выполняются операционной системой автоматически и прикладному программисту недоступны.

Управление процессами.

Подсистема управления процессами планирует выполнение процессов, то есть распределяет процессорное время между несколькими одновременно существующими в системе процессами, занимается созданием и уничтожением процессов, обеспечивает процессы необходимыми системными ресурсами, поддерживает синхронизацию процессов, а также обеспечивает взаимодействие между процессами.

Для каждого вновь создаваемого процесса ОС генерирует системные информационные структуры процесса, которые содержат данные о потребностях процесса в ресурсах вычислительной системы, а также о фактически выделенных ему ресурсах. Чтобы процесс мог быть выполнен, операционная система должна назначить ему область оперативной памяти, в которой будут размещены коды и данные процесса, а также предоставить ему необходимое количество процессорного времени.

В мультипрограммной операционной системе одновременно может существовать несколько процессов. Часть процессов порождается по инициативе пользователей и их приложений, такие процессы обычно называют пользовательскими. Другие процессы, называемые системными, инициализируются самой операционной системой для выполнения своих функций.

Важной задачей операционной системы является защита ресурсов, выделенных данному процессу, от остальных процессов. Одним из наиболее тщательно защищаемых ресурсов процесса являются области оперативной памяти, в которой хранятся коды и данные процесса. Совокупность всех областей оперативной памяти, выделенных операционной системой процессу, называется его адресным пространством.

На протяжении периода существования процесса его выполнение может быть многократно прервано и продолжено. Для того чтобы возобновить выполнение процесса, необходимо восстановить состояние его контекст. Контекст процесса – состояние операционной среды, которое идентифицируется состоянием регистров и программного счетчика, режимом работы процессора, указателями на открытые файлы, информацией о незавершенных операциях ввода-вывода, кодами ошибок выполняемых данным процессом системных вызовов и т. д.