Краткие итоги

Процесс – программа пользователя при ее выполнении. Различаются пакетные и интерактивные процессы. Процесс включает счетчик команд, стек и секцию данных. Процесс может находиться в следующих состояниях: новый, готовый к выполнению, ожидающий, исполняемый, завершенный.

Для управления процессом ОС создает блок управления процессом (PCB), содержащий состояние процессора, счетчик команд, регистры процессора, информацию для его диспетчеризации, информацию для управления памятью, статистику, информацию о состоянии ввода-вывода. PCB используется для сохранения и восстановления этой информации о процессах при переключении с одного процесса на другой.

Для управления процессами ОС использует следующие очереди: очередь заданий (всех процессов в системе), очередь готовых к выполнению процессов, очереди (к каждому устройству) процессов, ожидающих ввода-вывода.

Планировщики ОС планируют поочередное выделение процессам квантов процессорного времени. Долговременный планировщик определяет, какие процессы должны быть перемещены в очередь готовых процессов. Кратковременный планировщик определяет, какие процессы должны быть выполнены следующими на процессорах компьютерной системы. Планировщик откачки и подкачки определяет, какие процессы должны быть откачаны на диск или подкачаны в память. Кратковременный планировщик вызывается чаще всего и должен быть максимально эффективным. Долговременный, вызываемый реже, может быть относительно медленным. Именно долговременный планировщик определяет коэффициент мультипрограммирования.

По их поведению процессы можно классифицировать как ориентированные на ввод-вывод и ориентированные на вычисления (использование процессора).

Переключение контекста (время, расходуемое ОС при переключении с одного процесса на другой) относится к накладным расходам системы. Оно зависит от аппаратной поддержки.

При создании процессов процессы-родители создают дочерние процессы, которые затем создают свои дочерние процессы, и т.д. В результате формируется дерево процессов в системе. При создании процесса процесс-родитель и дочерний процесс могут разделять все ресурсы, разделять подмножество ресурсов или не иметь общих ресурсов. Процесс-родитель может исполняться совместно с дочерним процессом или ожидать завершения дочернего процесса. При создании дочернего процесса может создаваться новое адресное пространство, копируемое с процесса-родителя; облегченный дочерний процесс работает в том же адресном пространстве, что и процесс-родитель. В системе UNIX эти действия реализуются системными вызовами fork и exec.

Уничтожение процесса происходит, когда его программа завершается системным вызовом exit, либо он как дочерний процесс автоматически уничтожается при завершении или уничтожении процесса-родителя (каскадное уничтожение процессов). Дочерний процесс может быть уничтожен, если он превысил выделенные ему ресурсы, превысил свой квант времени, либо его выполнение больше не требуется.