Лекция: Понятие вычислительного процесса и ресурса

Последовательный процесс («задача») – выполнение отдельной программы с ее

данными на последовательном процессоре. Процессор имеет два аспекта:

— носитель данных;

— исполнитель операций, связанных с обработкой данных.

С процессом связано понятие ресурса. Термин ресурсотносится к используемым,

относительно стабильным и часто недостающим объектам, которые запрашиваются,

используются и освобождаются процессами в период их активности.

Ресурсы могут быть:

— разделяемыми;

— неделимыми.

Разделяемые ресурсы могут использоваться:

— одновременно (в один и тот же момент времени);

— параллельно (в течение некоторого отрезка времени процессы используют

ресурс попеременно).

Мультипрограммный режим работы вычислительной системы заключается в том,

что пока одна программа (процесс, задача) ожидает завершения очередной операции

ввода/вывода, другая программа (задача) может быть поставлена на выполнение.

При мультипрограммировании повышается пропускная способность системы, но

отдельный процесс никогда не может быть выполнен быстрее, чем, если бы он

выполнялся в однопрограммном режиме.

ОС поддерживает мультипрограммирование (многопроцессность) и старается

эффективно использовать ресурсы путем организации очередей запросов.

При необходимости использовать какой-либо ресурс процесс обращается к

супервизору ОС и сообщает ему свои требования (вид ресурса, объем и т.д.). Эта

директива переводит процессор в привилегированный режим, если он есть.

Ресурс будет выделен обратившемуся за ним процессу, если:

— он свободен и нет задач с более высоким приоритетом, обратившимся за этим

ресурсом;

— текущий запрос и ранее выданные запросы допускают совместное

использование ресурсов;

— ресурс используется задачей с более низким приоритетом и может быть

временно отобран.

Если ресурс занят, ОС ставит задачу в очередь к ресурсу, переводя ее в состояние

ожидания. Очередь к ресурсу может быть организована u1088 различными способами, но

обычно с помощью списковой структуры.

После завершения работы с ресурсом задача с помощью системного вызова

супервизора сообщает ОС об отказе от ресурса.

Супервизор ОС, получив управление, освобождает ресурс и проверяет, есть ли

очередь к этому ресурсу. Если очередь есть, то в зависимости от дисциплины

обслуживанияи приоритетов задач, ожидающих данный ресурс, супервизор выбирает

задачу и переводит ее в состояние готовности к выполнению. Управление будет передано

либо этой выбранной задаче, либо той, которая только что освободила ресурс.

При выдаче запроса задача может указать, хочет ли она владеть ресурсом

монопольно или совместно с другими задачами (файл).

При организации управления ресурсами требуется принять решение о том, что в

данной ситуации выгоднее:

— быстро обслуживать отдельные наиболее важные запросы;

— предоставлять всем процессам равные возможности;

— обслуживать максимально возможное количество процессов;

— наиболее полно использовать ресурсы.

-