Управление процессами в ОС. Граф существования и трасса процесса

Свойства и классификация процессов

По динамическим свойствам процессы разделяются:

- реального времени (для них необходимо обеспечивать завершение к определённому времени)

- интерактивные (должны планироваться таким образом, чтобы интервал существования не превышал заданного времени реакции системы)

- пакетные (все остальные процессы, никаких требований к интервалу существования не определяется)

По варианту организации процессов:

Между процессами могут устанавливаться связи в результате их порождения

соответственно процесс, создающий другой процесс — родительский, а порождаемый — дочерний.

В общем случае основной процесс каждой программы является дочерним по отношению к планировщику ОС:

- порождающий (родительский)

- порождённый (дочерний)

По результатам работы:

Два процесса, которые имеют одинаковый конечный результат обработки одних и тех же данных по одной и той же или различных программах, на одном и том же или различных процессорах, считаются эквивалентными.

Трассы эквивалентных процессов в общем случае не совпадают. Если в эквивалентном процессе обработки данных происходит по одной и той же программе, но трассы не совпадают, такие процессы называют тождественными.

Если у тождественных процессов совпадают трассы, то они считаются равными.

В остальных случаях процессы различные.

По взаимодействию

В общем случае трассы процессов непредсказуемы, однако для управлением процессами необходимо учитывать относительное расположение интервалов существования на оси времени.

Если интервалы существования не пересекаются во времени, то такие процессы считаются последовательными относительно друг друга

Если на выбранном участке времени существуют оба процесса, то они считаются параллельными.

Если на выбранном интервале времени существуют оба процесса и точка где есть только один, такие процессы относятся друг другу как комбинированные.

Если процессы полностью не зависимые, то они считаются изолированными. При организации каких-либо связей (информационных, управляющих, временных, пространственных) процессы являются взаимосвязанными.

Если между процессами установлена информационная связь, то они считаются взаимосвязывающими.

Если процессы используют одни и те же ресурсы, то они считаются конкурирующими.

Управление процессами в ОС. Граф существования и трасса процесса

Процесс — некоторая деятельность, связанная с исполнением программы процессором.

За время существования процесса, он может прибывать в одном из следующих состояний:

Порождение — подготовка всех первоначальных условий для первоначального запуска подпрограммы

Активное («счёт») - процесс выполняется.

Ожидание — процесс не может выполняться за счёт того, что не выполнены какие-либо условия

Готовность — все условия для выполнения процесса соблюдены, но процесс не выполняется из-за занятости процессора.

Завершение — окончание работы процесса.

В общем случае последовательность перехода между состояниями и длительностью пребывания в каждом состоянии не предсказуемо, но с другой стороны, фактические нахождения процесса в допустимом состоянии определяется как трасса процесса.

Трасса — это последовательность и длительность прохождения процесса в каждом из состояний

Интервал времени между началом и этапом порождения и окончанием этапа завершения называется интервал существования процесса.

3. Свойства и классификация ресурсов. Критический ресурс.

Ресурс — средство вычислительной системы, может быть выделено процессу на определённый интервал времени.

Одним из важнейших свойств ресурса является "реальность существования". В этом смысле ресурсы разделяют на физические и виртуальные (мнимые). Под физическим понимают ресурс, который реально существует и при распределении его между пользователями обладает всеми присущими ему физическими характеристиками. Виртуальный ресурс схож многими своими характеристиками с некоторым физическим, но по многим свойствам и отличен. По сути - это некоторая модель физического ресурса. Виртуальный ресурс не существует в том виде, в котором он проявляет себя пользователю.

Свойство виртуализации ресурсов — одной из важнейших при построении систем управления ресурсами. По значимости — это одна из важнейших концепций при построении современных ОС.

Построение каждого виртуального ресурса проводится на базе некоторого физического. Имея всего один физический ресурс, можно построить на его основе несколько виртуальных. Это дает возможность существенно экономичнее использовать соответствующий физический ресурс, а также увеличивать гибкость политики распределения ресурсов, исключая в большинстве случаев конфликтные ситуации.

В зависимости от того, допускает ли физический ресурс виртуализацию, то есть построение на его основе виртуального ресурса, ресурсы можно разделить на эластичные и жесткие. Жесткий - физический ресурс, который по своим внутренним свойствам не допускает виртуализации.

В соответствии с признаком "степень активности" различают активные и пассивные ресурсы. Активный ресурс способен выполнять действия по отношению к другим ресурсам (или в отношении самого себя). ЦП - пример активного ресурса. Область памяти - пример пассивного. Очевидно, что логика распределения активных ресурсов должна отличаться от логики распределения пассивных.

Динамика ресурсов в отношении процессов позволяет выделить ресурсы постоянные, существующие до порождения процесса и на всем протяжении его существования и ресурсы временные, появляющиеся динамически в течение времени существования рассматриваемого процесса. Создание и уничтожение может производиться как самим процессом, так и другими процессами -системными или пользовательскими.

По «наличию структуры»: простые (ресурс, который определяется как единое целое) и сложные (ресурс, имеющий структуру, состоящую из одних и тех же составных частей).

По "степени важности" можно выделить ресурсы главные и второстепенные. Главные - без которых данный процесс принципиально не может выполняться (ЦП, память). Второстепенные ресурсы допускают некоторое альтернативное развитие процесса при их отсутствии. Например процесс временно может обходиться без записи результатов на диск в случае неисправности последнего.