Hệ điều hành 1 - Chương III: Qúa trình (hay tiến trình) (process)

Chia sẻ: Lê Trinh Vàng | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:27

Thêm vào BST

Báo xấu

68
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Hệ thống bó (Batch system): jobs Time-shared systems: user programs, tasks Các hoạt động là tương tự = gọi là process Quá trình (process) một chương trình đang thực thi Một quá trình bao gồm Text section (program code), data section (chứa global variables – thong tin du lieu di kem) program counter (PC- lưu lại vị trí dòng lệnh đang được thực thi), process status word (PSW- có nhiều trạng thái như ready, running..), stack pointer (SP)con trỏ tới vị trí típ theo, memory management registers,…...

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Hệ điều hành 1 - Chương III: Qúa trình (hay tiến trình) (process)

Chöông III: Quaù trình (hay tieán trình) (Process)  Khaùi nieäm cô baûn  Traïng thaùi quaù trình  Khoái ñieàu khieån quaù trình (Process control block)  Ñònh thôøi quaù trình (Process Scheduling)  Caùc taùc vuï ñoái vôùi quaù trình  Söï coäng taùc giöõa caùc quaù trình  Giao tieáp giöõa caùc quaù trình Khoa KTMT 1
3.1. Khaùi nieäm cô baûn  Caùi gì goïi caùc hoaït ñoäng cuûa CPU? – Heä thoáng boù (Batch system): jobs – Time-shared systems: user programs, tasks – Caùc hoaït ñoäng laø töông töï => goïi laø process  Quaù trình (process) – moät chöông trình ñang thöïc thi  Moät quaù trình bao goàm – Text section (program code), data section (chöùa global variables – thong tin du lieu di kem) – program counter (PC- löu laïi vò trí doøng leänh ñang ñöôïc thöïc thi), process status word (PSW- coù nhieàu traïng thaùi nhö ready, running..), stack pointer (SP)con troû tôùi vò trí típ theo, memory management registers,… Khoa KTMT 2
3.1. Khaùi nieäm cô baûn Caùc böôùc naïp chöông trình vaøo boä nhôù Khoa KTMT 3
3.1. Khaùi nieäm cô baûn chöông trình =>quaù trình  Duøng load module ñeå bieåu dieãn chöông trình thöïc thi ñöôïc  Layout luaän lyù cuûa process image  Stack laø vuøng löu tröõ döõ lieäu taïm Executable binary file Process image in (load module) main memory start address program program code code data data stack Khoa KTMT 4
3.1. Khaùi nieäm cô baûn Khôûi taïo quaù trình  Caùc böôùc heä ñieàu haønh khôûi taïo quaù trình – Caáp phaùt moät ñònh danh duy nhaát (process number hay process identifier, pid) cho quaù trình – Caáp phaùt khoâng gian nhôù ñeå naïp quaù trình – Khôûi taïo khoái döõ lieäu Process Control Block (PCB) cho quaù trình  PCB laø nôi heä ñieàu haønh löu caùc thoâng tin veà quaù trình – Thieát laäp caùc moái lieân heä caàn thieát (vd: saép PCB vaøo haøng ñôïi ñònh thôøi,…) Khoa KTMT 5
3.2.Traïng thaùi quaù trình  Caùc traïng thaùi cuûa quaù trình (process states): – new: quaù trình vöøa ñöôïc taïo – ready: quaù trình ñaõ coù ñuû taøi nguyeân, chæ coøn caàn CPU – running: caùc leänh cuûa quaù trình ñang ñöôïc thöïc thi – waiting: hay laø blocked, quaù trình ñôïi I/O hoaøn taát, tín hieäu. – terminated: quaù trình ñaõ keát thuùc. Khoa KTMT 6
3.2.Traïng thaùi quaù trình  Chuyeån ñoåi giöõa caùc traïng thaùi cuûa quaù trình terminated terminated new new admit dispatch exit ready ready running running interrupt I/O or event I/O or completion event wait waiting waiting Khoa KTMT 7
3.2.Traïng thaùi quaù trình Ví duï  Chuoãi traïng thaùi cuûa /* test.c */ quaù trình test nhö sau int main(int argc, char** argv) { (tröôøng hôïp toát printf(“Hello world\n"); nhaát): exit(0); } – new – ready Bieân dòch chöông trình trong Linux – running gcc test.c –o test – waiting (do chôø I/O khi goïi printf) Thöïc thi chöông trình test ./test – ready – running Trong heä thoáng seõ coù moät – terminated quaù trình test ñöôïc taïo ra, thöïc thi vaø keát thuùc. Khoa KTMT 8
3.3.Process control block  Ñaõ thaáy laø moãi quaù trình trong heä thoáng ñeàu ñöôïc caáp phaùt moät Process Control Block (PCB)  PCB laø moät trong caùc caáu truùc döõ lieäu quan troïng nhaát cuûa heä ñieàu haønh vaø goàm: - Traïng thaùi quaù trình: new, ready, running,… - Boä ñeám chöông trình - Caùc thanh ghi - Thoâng tin laäp thôøi bieåu CPU: ñoä öu tieân, … - Thoâng tin quaûn lyù boä nhôù - Thoâng tin taøi khoaûn: löôïng CPU, thôøi gian söû duïng, - Thoâng tin traïng thaùi I/O Khoa KTMT 9
3.3.Process control block Löu ñoà chuyeån CPU töø quaù trình naøy ñeán quaù trình khaùc Khoa KTMT 10
Yeâu caàu ñoái vôùi heä ñieàu haønh veà quaûn lyù quaù trình  Hoã trôï söï thöïc thi luaân phieân giöõa nhieàu quaù trình – Hieäu suaát söû duïng CPU – Thôøi gian ñaùp öùng  Phaân phoái taøi nguyeân heä thoáng hôïp lyù – traùnh deadlock, trì hoaõn voâ haïn ñònh,…  Cung caáp cô cheá giao tieáp vaø ñoàng boä hoaït ñoäng caùc quaù trình  Cung caáp cô cheá hoã trôï user taïo/keát thuùc quaù trình Khoa KTMT 11
Quaûn lyù caùc quaù trình: caùc haøng ñôïi  Ví duï caùc PCB running 7 process number ready 11 4 2 17 waiting 19 11 Coù gì sai trong ví duï? Khoa KTMT 12
3.4. Ñònh thôøi quaù trình (Process Scheduling)  Taïi sao phaûi ñònh thôøi? – Ña chöông (Multiprogramming)  Coù vaøi quaù trình chaïy taïi caùc thôøi ñieåm  Muïc tieâu: taän duïng toái ña CPU – Chia thôøi(Time-sharing)  Users töông taùc vôùi moãi chöông trình ñang thöïc thi  Muïc tieâu: toái thieåu thôøi gian ñaùp öùng  Moät soá khaùi nieäm cô baûn – Caùc boä ñònh thôøi (scheduler) – Caùc haøng ñôïi ñònh thôøi (scheduling queue) Khoa KTMT 13
Caùc haøng ñôïi ñònh thôøi (Scheduling queues)  Haøng ñôïi coâng vieäc- Job queue  Haøng ñôïi saün saøng- Ready queue  Haøng ñôïi thieát bò- Device queues  … Khoa KTMT 14
Caùc haøng ñôïi ñònh thôøi (Scheduling queues) Löu ñoà haøng ñôïi cuûa ñònh thôøi quaù trình Khoa KTMT 15
3.5. Boä ñònh thôøi (Scheduler)  Boä ñònh thôøi coâng vieäc (Job scheduler) hay boä ñònh thôøi daøi (long-term scheduler)  Boä ñònh thôøi CPU hay boä ñònh thôøi ngaén  Caùc quaù trình coù theå moâ taû nhö: – Quaù trình höôùng I/O (I/O bound process) – Quaù trình höôùng CPU (CPU bound process) Thôøi gian thöïc hieän khaùc nhau => keát hôïp haøi hoøa giöõa chuùng Khoa KTMT 16
Boä ñònh thôøi trung gian(mediumterm scheduling)  Ñoâi khi heä ñieàu haønh (nhö time-sharing system) coù theâm medium-term scheduling ñeå ñieàu chænh möùc ñoä ña chöông cuûa heä thoáng  Medium-term scheduler – chuyeån quaù trình töø boä nhôù sang ñóa (swap out) – chuyeån quaù trình töø ñóa vaøo boä nhôù (swap in) Khoa KTMT 17
3.6. Caùc taùc vuï ñoái vôùi quaù trình  Taïo quaù trình môùi (process creation) – Moät quaù trình coù theå taïo nhieàu quaù trình môùi thoâng qua moät lôøi goïi heä thoáng create-process (vd: haøm fork trong Unix)  Ví duï: (Unix) Khi user ñaêng nhaäp heä thoáng, moät command interpreter (shell) seõ ñöôïc taïo ra cho user  Quaù trình ñöôïc taïo laø quaù trình con cuûa quaù trình taïo (quaù trình cha). Quan heä cha-con ñònh nghóa moät caây quaù trình. Khoa KTMT 18
Caây quaù trình trong Linux/Unix  Ví duï Khoa KTMT 19
3.6.Caùc taùc vuï ñoái vôùi quaù trình  Taïo quaù trình môùi – Quaù trình con nhaän taøi nguyeân: töø HÑH hoaëc töø P cha – Chia seû taøi nguyeân cuûa quaù trình cha  Quaù trình cha vaø con chia seû moïi taøi nguyeân  Quaù trình con chia seû moät phaàn taøi nguyeân cuûa cha – Trình töï thöïc thi  Quaù trình cha vaø con thöïc thi ñoàng thôøi (concurrently)  Quaù trình cha ñôïi ñeán khi caùc quaù trình con keát thuùc. Khoa KTMT 20