Дескриптор процесса в ОС UNIX. Контекст процесса. (5-2)

Структура процесса

Состояние системы

Структура процесса ОС UNIX. Состояние системы и виды взаимодействия в ОС UNIX. (25-2)

В каждый момент времени процессор компьютера может находиться в одном из трех состояний:

· Система – если выполняется команда ядра ОС.

· Процесс [1]– если выполняется команда пользовательского процесса.

· Ожидание – если в системе нет процессов, готовых к выполнению.

Переход «Система» -> «Процесс» осуществляется, когда запускается пользовательский процесс.

Переход «Процесс» -> «Система» может быть вызван одной из следующих причин:

· Прерывание по таймеру.

· Прерывание от устройств ввода/вывода.

· Обработка системного вызова.

Переход «Процесс» -> «Ожидание» когда нет потоков, готовых к выполнению.

Переход «Ожидание» -> «Процесс» при запуске программы.

Переход «Ожидание» -> «Система» НЕВОЗМОЖЕН!!

Таймер регулярно с определенной частотой формирует прерывания, после которого управление автоматически передается специальной программе ядра, которая его обслуживает.

Для готовых к выполнению процессов активизируется процесс, имеющий наивысший приоритет.

Прерывание от устройств ввода/вывода возникает в момент окончания обмена информацией между ОП и периферийным устройством, т.е. когда устройство сообщает системе о завершении операции ввода/вывода.

Пользовательский процесс может обращаться к ядру ОС для выполнения системных вызовов. Выполнение ядром системного вызова завершается или возвратом управления вызывающему процессу, или активизацией нового процесса.

Часто объем основной памяти не позволяет разместить в ней все имеющиеся процессы, часть располагается на внешней памяти в области свопинга.

Структуру процесса в момент нахождения его в ОП можно представить следующим образом:

1. Контекст процесса – таблица, в которой храниться системная информация о процессе, при его нахождении в ОП.

2. Процедурный сегмент – машинные команды и константы.

3. Сегмент данных – проинициализированные данные, которые могут изменяться в процессе работы.

4. Динамический сегмент – выделяется при загрузке исполняемого файла в ОП и содержит данные, не инициализируемые при компиляции.

Процедурный сегмент и сегмент данных составляют область процесса, которая формируется при трансляции.

Контекст процесса – таблица, в которой храниться системная информация о процессе, при его нахождении в ОП.

Доступ к контексту процесса имеет только ядро ОС. Область контекста не относиться к адресному пространству процесса, однако контекст подвергается свопингу совместно с процедурным сегментом и сегментом данных.

В целом контекст процесса – структура данных, включающая

· Машинные регистры.

· Состояние системного вызова – информация о текущем системном вызове, включающая параметры и результат.

· Таблица пользовательских дескрипторов файлов – вся информация о файлах, открытых в данном процессе.

· Учетная информация – указатель на таблицу, учитывающую процессорное время, использованное процессом.

· Стек ядра – фиксированный стек для работы процесса в режиме ядра.

Кроме контекстов процессов ядро поддерживает также таблицу процессов, являющуюся резидентной (т.е. постоянно находиться в памяти), в которой отслеживаются все активные процессы. Некоторые из них инициируются ядром и являются системными процессами, остальные связаны с пользователями, называются пользовательскими процессами.

В таблице процессов содержатся дескрипторы процессов.

Дескриптор процесса в ОС UNIX содержит следующую информацию:

· Идентификатор (PID).

· Состояние.

· Идентификатор родительского процесса (PPID).

· Идентификатор пользователя (UID).

· Идентификатор группы (GID).

· События, ожидаемые процессом (если есть).

· Время до истечения интервала будильника.

· Маска сигналов, указывающая, какие сигналы [2]игнорируются, какие перехватываются и какие заблокированы.

· Приоритеты (3 поля).

· Временной интервал, в течение которого процессу было выделено время ЦП.

· Указатели на процедурный сегмент, сегмент данных и динамический сегмент (если используется страничная организация памяти, то указатели на соответствующие этим сегментам таблицы страниц).

· Указатель внешней памяти (указатели как найти процесс во внешней памяти, если его нет в ОП).

Дата добавления: 2014-01-20