Үрдісті басқару

Жоспар
Кіріспе

Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..3
1.Үрдістің атрибуттары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 4
1.1 «Үрдіс» терминінің анықтамасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .4
1.2 Үрдістің қалып.күйі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...4.5
1.3 Үрдістің бір күйден басқа күйге өтуі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...5.6
1.4 Үрдісті басқару блогі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .6.7
1.5 Үрдістерге жасалатын операциялар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .7.9
1.6 Тоқтату және қайта құру ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .9.10
2. Үзулерді өңдеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .10
2.1 Үзулердің түрлері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...11
2.2 Контекстінің ауысуы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..11.13
3. Операциялық жүйенің ядросы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .13
3.1 Ядроның негізгі функциялары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...13
3.2 Үзулерге рұқсат ету және тыйым салу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 13.14
3.3 Жүйенің иерархиялық структурасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..14
3.4 Микрокод көмегімен ядро пайда болуы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...14
Қорытынды ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..15

Осы бөлімде біз қазіргі көпабонентті есептеу машиналарының жұмысы жайында мағлұмат алуда өте маңызды болып келетін үрдіс ұғымын енгіземіз. Мұнда үрдістің бірнеше ең көп таралған анықтамалары берілген, бірақ әдебиетте үрдістің нақты анықтамасы әлі жоқ.
Біз үрдістің дискреттік қалыптағы концепциясын көрсетеміз, сонымен қатар үрдістердің бір күйден екінші күйге өтуін қарастырамыз. Бұдан басқа, үрдістермен бірге орындалатын негізгі операциялар сипатталады.
Біз бұл баяндамада үрдіс ұғымы және үрдісті басқарудағы ядро жұмысы жайлы толық түсінік аламыз. Үрдісті басқару блогі және үрдістермен жасалатын операциялар туралы түсінік береміз. Сонымен қатар үзулер және оларды өңдеу үрдістері сипатталады.
Ядро – негізгі жадыда орналасатын және ең көп қолданылатын операциялық жүйенің жүрегі. Осы операциялық жүйенің кішкене бөлігінің үрдісті басқарудағы атқаратын функциялары жайлы да анықтама беріледі.

Пән: Информатика, Программалау, Мәліметтер қоры
Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 14 бет
Таңдаулыға:

Мазмұны

Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 3
1.Үрдістің атрибуттары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .4
1.1 Үрдіс терминінің анықтамасы ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .4
1.2 Үрдістің қалып-күйі ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...4-5
1.3 Үрдістің бір күйден басқа күйге өтуі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 5-6
1.4 Үрдісті басқару блогі ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 6-7
1.5 Үрдістерге жасалатын операциялар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..7-9
1.6 Тоқтату және қайта құру ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...9-10
2. Үзулерді өңдеу ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 10
2.1 Үзулердің түрлері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 11
2.2 Контекстінің ауысуы ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..11-13
3. Операциялық жүйенің ядросы ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .13
3.1 Ядроның негізгі функциялары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 13
3.2 Үзулерге рұқсат ету және тыйым салу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .13-14
3.3 Жүйенің иерархиялық структурасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...14
3.4 Микрокод көмегімен ядро пайда болуы ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... .14
Қорытынды ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..15

Кіріспе

Осы бөлімде біз қазіргі көпабонентті есептеу машиналарының жұмысы жайында мағлұмат алуда өте маңызды болып келетін үрдіс ұғымын енгіземіз. Мұнда үрдістің бірнеше ең көп таралған анықтамалары берілген, бірақ әдебиетте үрдістің нақты анықтамасы әлі жоқ.
Біз үрдістің дискреттік қалыптағы концепциясын көрсетеміз, сонымен қатар үрдістердің бір күйден екінші күйге өтуін қарастырамыз. Бұдан басқа, үрдістермен бірге орындалатын негізгі операциялар сипатталады.
Біз бұл баяндамада үрдіс ұғымы және үрдісті басқарудағы ядро жұмысы жайлы толық түсінік аламыз. Үрдісті басқару блогі және үрдістермен жасалатын операциялар туралы түсінік береміз. Сонымен қатар үзулер және оларды өңдеу үрдістері сипатталады.
Ядро – негізгі жадыда орналасатын және ең көп қолданылатын операциялық жүйенің жүрегі. Осы операциялық жүйенің кішкене бөлігінің үрдісті басқарудағы атқаратын функциялары жайлы да анықтама беріледі.

1. Үрдістің атрибуттары
1.1 Үрдіс терминінің анықтамасы

Үрдіс терминін 60-жылдары ең алғаш рет MULTICS жүйесінің негізін қалаған адамдар қолдана бастады. Осы уақыттын бері кейбір кезде есептің синонимі ретінде қолданылатын үрдіс термині көптеген әр түрлі анықтамаларға ие болды. Төменде үрдістің бірнеше анықтамасы келтірілген:
орындалу кезіндегі программа;
асинхронды жұмыс;
процедураның тірі жаны;
орындалатын процедура үшін басқару құрылғыларының концентрациясы;
операциялық жүйеде үрдісті басқару блогі ретінде көрсетілген құбылыс;
диспетчерленетін модуль;

Көптеген басқа да анықтамалар кездеседі. Сонымен қабылданған анықтамасы әлі жоқ, алайда, әсіресе орындалу кезіндегі программа анықтамасы қолданылады.

1.2 Үрдістің қалып-күйі

Өзінің өмір сүру периодында үрдіс бірқатар дискреттік қалып-кұйден өтеді. Әр түрлі құбылыстар үрдіс қалып-күйінің өзгеруін туғыза алады.
Егер берілген уақытта үрдіске орталық санашық (ОС) бөлінген болса, онда үрдіс орындалуда (орындалу қалып-күйінде) деп айтады. Егер үрдіс оған берілген орталық санашықты бірден қолдана алатын болса, онда үрдіс дайын (дайын қалып-күйінде) деп айтады. Егер үрдіс орындалуды әрі қарай жалғастыруға мүмкіндік алу үшін білгілі бір құбылыстың пайда болуын күтуде болса (мысалы, енгізу-шығару операциясының аяқталуын), онда үрдіс бұғатталған (бұғатталу қалып-күйінде) деп айтады. Үрдістің басқа да қалып-күйлері бар.
Жеңіл болу үшін бір орталық санашығы бар машинаны қарастырайық. Бірсанашықты машинада әрбір белгелі бір уақытта тек бір ғана үрдіс орындалады, бірақ бірнеше үрдіс дайын қалып-күйінде, тағы бірнешеуі бұғатталу қалып-күйінде бола алады. Сондықтан біз орындалуға дайын үрдістердің және бұғатталған үрдістердің тізімін құра аламыз. Дайын үрдістердің тізімі приоритет бойынша реттелген, сондықтан орталық санашықты алатын келесі үрдіс осы тізімнің бірінші үрдісі болып табылады. Бұғатталған үрдістердің тізімі реттелмеген – үрдістердің бұғатталуын жоюдың приоритетті реті жоқ (яғни оларды дайын күйіне ауыстыру), құбылыстар қай реттілікпен орындалса, үрдістердің бұғатталуын жою да сол реттілікпен орындалады.

1.3 Үрдістің бір күйден басқа күйге өтуі

Жүйеге белгілі бір тапсырма келгенде, ол дайын үрдістер тізімінің аяғына іске қосылатын үрдіс құрады. Бұл үрдіс алдыңғы үрдістердің орындалуының аяқталуына қарай тізімнің бас бөлігіне жылжиды. Үрдіс дайын үрдістер тізімінде бірінші болғанда және орталық санашық босағанда осы үрдіске орталық санашық бөлінеді де, үрдіс күйінің ауысуы орындалады – ол дайын күйінен орындалу күйіне өтеді (1.1 сурет). Орталық санашықты дайын үрдістер тізімінің бірінші үрдісіне беру іске қосу немесе орындалу үшін үрдісті таңдау деп аталады және бұл диспетчер деп аталатын жүйелік программаның көмегімен орындалады.

1.1 сурет. Үрдістердің бір күйден екінші күйге өту диаграммасы.

Қалып-күйлердің осындай ауысуын төмендегіндей белгілейміз:

іске қосу (үрдіс аты): дайын ----- орындалуда

Өзінің орталық санашығы бар үрдіс орындалып жатқан үрдіс деп аталады. Белгілі бір үрдістің машинаның ресурстарын басып алудын алдын алу үшін, операциялық жүйе арнайы аппараттық үзілу таймерінде белгілі бір мән орнатады. Бұл мән берілген үрдіске орталық санашықты алу мүмкіндігі бар уақыт интервалын немесе уақыт квантын анықтайды. Егер үрдіс өз қалауынша орталық санашықты осы уақыт аралығында босатпаса, онда таймер үзілу сигналын жасайды. Сол сигнал бойынша басқару операциялық жүйеге ауысады. Бұдан кейін операциялық жүйе алдынала орындалған үрдісті дайын күйіне ауыстырады, ал дайындар тізімінің бірінші үрдісін – орындалу күйіне. Бұл қалып-күйлердің ауысуы төмендегіндей белгіленеді:

квант ағыны (үрдіс аты): орындалуда ------ дайын
және
іске қосу (үрдіс аты): дайын ------ орындалуда

Егер орындалып жатқан үрдіс оған берілген уақыт квантының аяғына дейін енгізу-шығару операциясын инициализацияласа, осы үрдіс өз қалауынша орталық санашықты босатады (яғни өз-өзін көрсетілген енгізу-шығару операциясының аяқталуын күткен күйде бұғаттайды). Осы күй ауысуы былай белгіленеді:
бұғаттау (үрдіс аты): орындалуда ------ бұғатталған

Біздің модельде қалып-күй ауысуының үш түрімен қатар тағы бір күй орын ала алады – енгізу-шығару операциясы аяқталған кезде. Бұл кезде үрдіс бұғаттау күйінен дайын күйіне ауысады. Осы күй ауысуы былай белгіленеді:

Ашылу (үрдіс аты): бұғатталған ------ дайын

Сөйтіп, біз үрдіс қалып-күйінің ауысуының төрт әдісін анықтадық:

іске қосу (үрдіс аты): дайын ------ орындалуда
квант ағыны (үрдіс аты): орындалуда ------ дайын
бұғатталу (үрдіс аты): орындалуда ------ бұғатталған
ашылу(үрдіс аты): бұғатталған ------ дайын

Қолданушының үрдісімен инициализацияланатын жалғыз қалып-күй ауысуы – бұғатталу, ал қалған үш қалып-күй ауысулары берілген үрдіске қатысты сыртқы болып табылатын объектілермен инициализацияланады.

1.4 Үрдісті басқару блогі

Үрдісті басқару блогі (ҮББ) операциялық жүйеде үрдістің өкілі болып табылады. Бұл құрамында үрдіс жайында маңызды ақпараты бар берілгендер құрылымы, оның ішінде:
үрдістің ағымдағы күйі;
үрдістің уникальный идентификаторы;
үрдістің приоритеті;
үрдіс жадының көрсеткіштері;
үрдіске бөлінген ресурстар көрсеткіштері;
регистрлердің сақталу аймағы.

Үрдісті басқару блогі операциялық жүйенің үрдіс жайындағы барлық ақпаратты сақтайтын орталық пункті болып табылады. Операциялық жүйе орталық санашықты бір үрдістен басқа үрдіске ауыстырғанда, ол әр үрдісті қайта іске қосу үшін қажетті ақпаратты есте сақтап алу үшін регистрлердің сақталу аймақтарын пайдаланады.
Сөйтіп, үрдісті басқару блогі – бұл операциялық жүйе үшін үрдісті анықтайтын объект. Операциялық жүйе әр түрлі үрдісті басқару блоктарымен операцияларды тез орындау мүмкіндігіне ие болуға тиіс, сондықтан көптеген есептеу машиналарында орындалып жатқан үрдістің үрдісті басқару блогын көрсететін арнайы аппараттық регистр алдыныла қарастырылады. Сонымен қатар көбінесе қалып-күй ақпаратын үрдісті басқару блогына тез жүктеуді және кейінгі осы ақпараттың тез қалпына келтірілуін жүзеге асыратын командалар бар.

1.5 Үрдістерге жасалатын операциялар

Үрдістерді басқаратын жүйелер үрдістермен белгілі бір операцияларды орындау мүмкіндігіне ие болу керек, оның ішінде:
үрдісті құру (үрдістің пайда болуы);
үрдісті жою;
үрдісті жаңарту;
үрдіс приоритетін өзгерту;
үрдісті бұғаттау;
үрдісті ашу;
үрдісті іске қосу (таңдау).

Үрдістің құрылуы көптеген операциялардан тұрады:

үрдіске ат меншіктеу;
осы атты жүйеге белгілі үрдістер аттарының тізіміне қосу;
үрдістің бастапқы приоритетін анықтау;
үрдісті басқару блогінің құрылуы;
үрдіске бастапқы ресурстардың бөлінуі.

Үрдіс жаңа үрдісті туғызуы мүмкін. Мұндай кезде бірінші, туғызатын үрдіс ата-аналық үрдіс деп аталады, ал екінші, пайда болған үрдіс еншілес үрдіс деп аталады. Еншілес үрдісті құру үшін бір ғана ата-аналық үрдіс қажет. Мұндайда 1.2 –суретте көрсетілгендей үрдістердің иерархиялық құрылымы құрылады. Еншілік үрдісте тек бір ғана ата-аналық үрдіс болады, бірақ әрбір ата-аналық үрдісте бірнеше еншілік үрдістер бола алады.

1.2-сурет. Үрдістердің құрылу иерархиясы.

Үрдісті жою оны жүйеден алып тастау дегенді білдіреді. Осы үрдіске бөлінген ресурстар жүйеге қайтып келеді, үрдістің аты кез-келген жүйелік тізімдерде немесе кестелерде өшіріледі, және үрдісті басқару блогі босатылады.
Тоқтатылған үрдіс оны басқа бір үрдіс активизациялағанға дейін өзінің орындалуын жалғастыра алмайды. Тоқтату – көптеген әр түрлі жүйелерде әр түрлі жолмен жүзеге асырылатын маңызды операция. Тоқтатулар, әсіресе, аз уақытқа созылады. Егер тоқтатулар ұзақ уақытқа созылса, оның ресурстары босатылу керек. Белгілі бір ресурсты босату қажеттілігі туралы шешім осы ресурстың табиғатына байланысты. Үрдісті тоқтату кезінде негізгі жады дереу босатылу керек
Үрдістің қайта құрылуы (немесе активация) – үрдісті ол тоқтатылған нүктеден қайта іске қосуға дайындау операциясы.
Егер бұл ата-аналық үрдіс болса, онда үрдісті жою қиындай түседі. Кейбір жүйелерде егер ата-аналық үрдіс жойылса, онда еншілес үрдіс автоматты түрде жойылады. Ал басқа жүйелерде еншілес үрдістер өзінің ата-аналық үрдістерден тәуелсіз өмір сүреді, сондықтан ата-аналық үрдісті жою оның ұрпақтарына әсер етпейді.

1.6 Тоқтату және қайта құру

Алдыңғы бөлімде үрдістерді тоқтату және қайта құру ұғымдары енгізілген. Осы операциялар бірнеше себептерге байланысты маңызды рөл атқарады:
Егер жүйе жұмысы күмән келтірсе , онда қателерді жөндегеннен кейін оны қайта активизациялау үшін ағымдағы үрдістерді тоқтатуға болады.
Қолданушы үрдістің күмән келтірген жұмыс нәтижелерін үрдіс жұмысының дұрыстығына көзі жеткенше уақытша тоқтата алады.
Кейбір үрдістерді жүйеге шамадан тыс жүк түскен кезде де уақытша тоқтатуға болады. Оны жүйе қалыпты күйге өткеннен кейін қайта құруға болады.

1.3-суретте тоқтату және қайта құру операцияларын ескеріп модификацияланған үрдіс қалып-күйлерінің диаграммасы көрсетілген. Диаграммаға екі жаңа қалып-күйлер енгізілген. Дәлірек айтсақ тоқтатылғандайын және тоқтатылғанбұғатталған, ал тоқтатылған орындалуда деген күй жоқ. Суретте штрихталған сызығынан жоғары активті қалып-күйлер бейнеленген, одан төмен – тоқтату қалып-күйі.
Тоқтатудың инициаторы не үрдістің өзі, не басқа бір үрдіс бола алады. Бірпроцессорлық машинада орындалып жатқан үрдіс тек өз-өзін тоқтата алады, ешқандай басқа үрдіс онымен бір уақытта жұмыс істей алмайды. Мультипроцессорлық машинада орындалып жатқан үрдісті басқа бір санашықта орындалып жатқан үрдіс те тоқтата алады.
Дайын күйінде тұрған үрдісті тек басқа бір үрдіс тоқтата алады. Мұндайда мынадай күй өзгеруі орындалады:

тоқтату(үрдіс аты): дайын ------ тоқтатылғандайын

Тоқтатылғандайын күйіндегі үрдісті басқа бір үрдіс дайын күйіне ауыстыра алады. Күй ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.