zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Công Nghệ Thông Tin

» Hệ điều hành

Bài giảng Hệ điều hành: Chương 3 - Trần Công Án (ĐH Cần Thơ)

Chia sẻ: Thanh Hoa | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:39

Báo xấu

82
lượt xem 7
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Hệ điều hành - Chương 3: Tiến trình (Process)" cung cấp cho người đọc các kiến thức: Các khái niệm cơ bản, định thời cho tiến trình (Process Scheduling), các thao tác trên tiến trình, hợp tác tiến trình (Cooperating process), giao tiếp trong hệ thống Client–Server. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Hệ điều hành: Chương 3 - Trần Công Án (ĐH Cần Thơ)

CT107. Hệ Điều Hành Chương 3. Tiến Trình (Process) Giảng viên: Trần Công Án (tcan@cit.ctu.edu.vn) https://sites.google.com/site/tcanvn/ Bộ môn Mạng máy tính & Truyền thông Khoa Công Nghệ Thông Tin & Truyền Thông Đại học Cần Thơ 2014
[CT107] Ch3. Tiến trình Mục Tiêu Giới thiệu các khái niệm về Tiến trình và những thao tác cơ bản trong quản lý Tiến trình như tạo, định thời và kết thúc tiến trình. Các phương thức giao tiếp liên tiến trình cũng sẽ được trình bày. TS. Trần Công Án (Khoa CNTT&TT) [CT107] Ch3. Tiến trình 2
[CT107] Ch3. Tiến trình Nội Dung Các khái niệm cơ bản Định thời cho Tiến trình (Process Scheduling) Các thao tác trên Tiến trình Hợp tác Tiến trình (Cooperating process) Giao tiếp trong hệ thống Client–Server TS. Trần Công Án (Khoa CNTT&TT) [CT107] Ch3. Tiến trình 3
[CT107] Ch3. Tiến trình Các khái niệm cơ bản Khái niệm Tiến trình Khái Niệm Tiến Trình I Tiến trình là thể hiện (instance) của một chương trình máy tính trong bộ nhớ, đang thực thi hoặc chờ thực thi. I Mỗi tiến trình thường được gán 1 số định danh tiến trình (process identifier, pid), dùng để định danh các tiến trình. I Một tiến trình bao gồm: I Mã lệnh chương trình (program code) I Bộ đếm chương trình (program counter) và các thanh ghi của CPU I Ngăn xếp (stack) I Phần dữ liệu (data section) I Có thể gồm phần bộ nhớ cấp phát động khi tiến trình thực thi (heap) TS. Trần Công Án (Khoa CNTT&TT) [CT107] Ch3. Tiến trình 4
[CT107] Ch3. Tiến trình Các khái niệm cơ bản Khái niệm Tiến trình Chương Trình & Tiến Trình max stack I Chương trình là một thực thể bị động, được lưu trữ trên đĩa. I Tiến trình là một thực thể chủ động, lưu trú trên bộ nhớ chính. I Khi một chương trình được kích hoạt (nhấp chuột, CLI, . . . ), một thể hiện của chương trình heap sẽ được nạp lên bộ nhớ, tạo ra 1 tiến trình. data I Một chương trình có thể có vài tiến trình trong bộ nhớ. text 0 TS. Trần Công Án (Khoa CNTT&TT) [CT107] Ch3. Tiến trình 5
[CT107] Ch3. Tiến trình Các khái niệm cơ bản Trạng thái của Tiến trình (Process state) Trạng Thái Của Tiến Trình (Process State) I Một tiến trình có thể có một trong các trạng thái sau: I new: tiến trình đang được khởi tạo. I running: các chỉ thị của tiến trình đang được thực thi. I waiting: tiến trình đang chờ đợi một sự kiện nào đó xảy ra (hoàn thành I/O, tín hiệu từ tiến trình khác, . . . ). I ready: tiến trình sẵn sàng để thực thi (đang đợi để được sử dụng CPU). I terminated: tiến trình đã kết thúc. TS. Trần Công Án (Khoa CNTT&TT) [CT107] Ch3. Tiến trình 6
[CT107] Ch3. Tiến trình Các khái niệm cơ bản Trạng thái của Tiến trình (Process state) Sơ Đồ Chuyển Trạng Thái Của Tiến Trình new admitted interrupt exit terminated ready running scheduler dispatch I/O or event completion I/O or event wait waiting TS. Trần Công Án (Khoa CNTT&TT) [CT107] Ch3. Tiến trình 7
[CT107] Ch3. Tiến trình Các khái niệm cơ bản Khối điều khiển Tiến trình (Process Control Block – PCB) Khối Điều Khiển Tiến Trình (PBC) I Chứa thông tin của tiến trình trong Hệ điều hành: process state I Trạng thái của quá trình: ready, running, . . . process number program counter I Bộ đếm chương trình: chỉ thị kế tiếp sẽ được thực thi I Các thanh ghi: phụ thuộc vào k/trúc máy tính registers I Thông tin về định thời sử dụng CPU memory limits I Thông tin về quản lý bộ nhớ list of open files I Thông tin về chi phí: t/gian sử dụng CPU, pid, . . . • • • I Thông tin về trạng thái nhập/xuất: các thiết bị đang được cấp phát, danh sách tập tin đang mở, . . . TS. Trần Công Án (Khoa CNTT&TT) [CT107] Ch3. Tiến trình 8
[CT107] Ch3. Tiến trình Các khái niệm cơ bản Chuyển CPU giữa các Tiến trình Chuyển CPU Giữa Các Tiến Trình process P0 operating system process P1 I PCB là nơi lưu giữ trạng thái của tiến interrupt or system call executing trình save state into PCB0 I Trạng thái của tiến • idle • trình phải được lưu trữ • vào PCB khi một reload state from PCB1 interrupt xuất hiện, nhằm cho phép tiến idle interrupt or system call executing trình có thể tiếp tục chính xác về sau. save state into PCB1 • I Tác vụ chuyển CPU • idle • còn được gọi là chuyển reload state from PCB0 ngữ cảnh (context executing switch). TS. Trần Công Án (Khoa CNTT&TT) [CT107] Ch3. Tiến trình 9
[CT107] Ch3. Tiến trình Định thời cho Tiến trình (Process Scheduling) Định Thời Tiến trình (Process Scheduling) I Là một tác vụ của hệ điều hành trong các hệ thống đa chương dựa trên phân chia thời gian (time-sharing) nhằm lựa chọn một tiến trình được phép sử dụng CPU và phân bổ thời gian sử dụng CPU của tiến trình. I Thành phần lựa chọn/định thời cho các tiến trình được gọi là bộ định thời tiến trình (process scheduler). I Bộ định thời tiến trình dùng 1 hệ thống các hàng đợi (queue) để sắp xếp và định thời cho các tiến trình. TS. Trần Công Án (Khoa CNTT&TT) [CT107] Ch3. Tiến trình 10
[CT107] Ch3. Tiến trình Định thời cho Tiến trình (Process Scheduling) Hàng đợi Tiến trình (Process queues) Hàng Đợi Tiến Trình (Process Queues) I Các hàng đợi dùng cho việc định thời tiến trình: I Hàng đợi công việc (job queue): tập hợp tất cả các tiến trình trong hệ thống. I Hàng đợi sẵn sàng (ready queue): tập hợp tất cả các tiến trình đang nằm trong bộ nhớ, sẵn sàng và đang chờ để thực thi. I Hàng đợi thiết bị (device queue): tập hợp các tiến trình đang đợi sử dụng một thiết bị vào ra. I Tiến trình có thể di chuyển giữa các hàng đợi khác nhau. TS. Trần Công Án (Khoa CNTT&TT) [CT107] Ch3. Tiến trình 11
[CT107] Ch3. Tiến trình Định thời cho Tiến trình (Process Scheduling) Hàng đợi Tiến trình (Process queues) Hàng Đợi Sẵn Sàng & Hàng Đợi Thiết Bị queue header PCB7 PCB2 ready head queue tail registers registers • • • • • • mag head tape unit 0 tail mag head tape PCB3 PCB14 PCB6 unit 1 tail disk head unit 0 tail PCB5 terminal head unit 0 tail • • • TS. Trần Công Án (Khoa CNTT&TT) [CT107] Ch3. Tiến trình 12
[CT107] Ch3. Tiến trình Định thời cho Tiến trình (Process Scheduling) Hàng đợi Tiến trình (Process queues) Sơ Đồ Định Thời Tiến Trình ready queue CPU I/O I/O queue I/O request time slice expired child fork a executes child interrupt wait for an occurs interrupt TS. Trần Công Án (Khoa CNTT&TT) [CT107] Ch3. Tiến trình 13
[CT107] Ch3. Tiến trình Định thời cho Tiến trình (Process Scheduling) Các loại bộ định thời (Schedulers) Các Loại Bộ Định Thời (Shcedulers) I Bộ định thời dài kỳ (long-term scheduler/job scheduler): I chọn tiến trình nào sẽ được đặt vào hàng đợi sẵn sàng (nạp vào bộ nhớ) I được gọi rất không thường xuyên (seconds, minutes) ⇒ có thể chậm I khống chế cấp độ đa chương (degree of multiprogramming) I Bộ định thời ngắn kỳ (short-term scheduler/CPU scheduler): I chọn ra tiến trình sẽ được thực thi kế tiếp và cấp CPU cho nó. I được gọi rất thường xuyên (milliseconds) ⇒ phải nhanh TS. Trần Công Án (Khoa CNTT&TT) [CT107] Ch3. Tiến trình 14
[CT107] Ch3. Tiến trình Định thời cho Tiến trình (Process Scheduling) Các loại bộ định thời (Schedulers) Bộ Định Thời Trung Kỳ (Medium-term) I là mức trung gian giữa bộ định thời ngắn và dài kỳ I thực hiện hoán vị (swapping) các tiến trình ra/vào bộ nhớ/đĩa do cạnh tranh CPU, bộ nhớ I thường được sử dụng trong các hệ thống phân chia thời gian. swap in partially executed swap out swapped-out processes ready queue CPU end I/O waiting I/O queues TS. Trần Công Án (Khoa CNTT&TT) [CT107] Ch3. Tiến trình 15
[CT107] Ch3. Tiến trình Các thao tác trên Tiến trình Các Thao Tác Cơ Bản Trên Tiến Trình I Có 2 thao tác cơ bản trên tiến trình: I Tạo tiến trình I Kết thúc tiến trình TS. Trần Công Án (Khoa CNTT&TT) [CT107] Ch3. Tiến trình 16
[CT107] Ch3. Tiến trình Các thao tác trên Tiến trình Tạo Tiến trình Tạo Tiến Trình I Một tiến trình (cha) có thể tạo những tiến trình khác (con) . . . I Quan hệ “cha–con” của các tiến trình tạo nên cây tiến trình. init! pid = 1! login! kthreadd! sshd! pid = 2234! pid = 2! pid = 2244! bash! khelper! khelper! sshd! pid = 8111! pid = 6! pid = 6! pid = 2244! ... ... ... ... TS. Trần Công Án (Khoa CNTT&TT) [CT107] Ch3. Tiến trình 17
[CT107] Ch3. Tiến trình Các thao tác trên Tiến trình Tạo Tiến trình Một Số Vấn Đề Giữa Tiến Trình Cha – Con I Chia sẻ tài nguyên: I Tiến trình cha và con chia sẻ tất cả các tài nguyên I Tiến trình cha chia sẻ một phần tài nguyên cho tiến trình con I Tiến trình cha và con không chia sẻ gì cả I Dữ liệu khởi tạo: được chuyển từ tiến trình cha sang con. I Thực thi: song song hoặc tuần tự theo thứ tự cha – con. I Không gian địa chỉ: I Tiến trình con sao chép từ tiến trình cha (cả code và dữ liệu) I Tiến trình con tự nạp chương trình riêng. TS. Trần Công Án (Khoa CNTT&TT) [CT107] Ch3. Tiến trình 18
[CT107] Ch3. Tiến trình Các thao tác trên Tiến trình Tạo Tiến trình Tạo Tiến Trình Trên UNIX & Windows NT I UNIX: I fork(): lời gọi hệ thống để tạo tiến trình mới. I execlp(): thay thế không gian địa chỉ của tiến trình gọi bằng một tiến trình mới. I Windows NT: I CreateProcess(...): lời gọi hệ thống để tạo 1 tiến trình con và thay thế không gian địa chỉ tiến trình con bằng 1 tiến trình mới. I Tiến trình mới được chỉ định trong đối số của lời gọi hệ thống. TS. Trần Công Án (Khoa CNTT&TT) [CT107] Ch3. Tiến trình 19
[CT107] Ch3. Tiến trình Các thao tác trên Tiến trình Tạo Tiến trình Ví Dụ Tạo Tiến Trình Trên UNIX #include #include int main() { int pid; /* fork another process */ pid = fork(); if (pid < 0) { /* error occurred */ fprintf(stderr, “Fork failed”); exit(-1); } else if (pid ==0) { /* child process */ execlp(“/bin/ls”, “ls”, NULL); } else { /*parent waits for the child to complete*/ wait(NULL); printf(“Child completed”); exit (0); } } TS. Trần Công Án (Khoa CNTT&TT) [CT107] Ch3. Tiến trình 20

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.