Состояния процессов и потоков.

Важнейшей задачей ОС является защита ресурсов выделенных данному процессу, от остальных процессов. Адресное пространство процесса - совокупность всех областей оперативной памяти, выделенных ОС данному процессу. Процесс - абстракция, описывающая выполняющуюся программу. Процесс с точки зрения ОС - единица работы, заявка на потребление системных ресурсов. Процесс - исполнение последовательности действий в среде, включающий собственно выполняющуюся программу, а так же связанных с ней данных и состояний.

Завершение

На процессоре Зомби

Создание Готовность Ожидание Остановлен

1.На процессоре (выполнение) - активное состояние в котором процесс обладает всеми необходимыми ресурсами, в том числе самим процессором.

2.Готовность – процесс находится в очереди, на выполнение у него есть все ресурсы кроме процессора.

3. Ожидание – процесс ожидает завершение события.

4. Остановлен – процесс остановлен в отладочном режиме.

5. Создание – выполнение действий, необходимых для создания процесса

6. Завершение – выполнение действий, связанных с успешным завершением процесса.

7. Зомби - процесс закончен, но предок не принял его завершения.

Поток – исполнение команд программ в естественном порядке.

1.Ready (готов).Поток в состоянии готовности ожидает выполнения. Выбирая следующий поток для выполнения, диспетчер принимает во внимание только пул потоков, готовых к выполнению.

2.Standby (простаивает) Поток в этом состоянии уже выбран следующим для выполнения на конкретном процессоре. В подходящий момент диспетчер переключает контекст на этот поток. В состоянии Standby может находиться только один поток для каждого процессора в системе. Заметьте, что поток может быть вытеснен даже в этом состоянии (если, например, до начала выполнения потока, который пока находится в состоянии Standby, к выполнению будет готов поток с более высоким приоритетом).

3.Running (выполняется) Поток переходит в это состояние и начинает выполняться сразу после того, как диспетчер переключает на него контекст. Выполнение потока прекращается, как только он завершается, вытесняется потоком с более высоким приоритетом, переключает контекст на другой поток, самостоятельно переходит в состояние ожидания или истекает выделенный ему квант процессорного времени (и другой поток с тем же приоритетом готов к выполнению).

4.Waiting (ожидает) Поток входит в состояние Waiting несколькими способами. Он может самостоятельно начать ожидание на синхронизирующем объекте или его вынуждает к этому подсистема окружения. По окончании ожидания поток — в зависимости от приоритета — либо немедленно начинает выполняться, либо переходит в состояние Ready

5.Transition (переходное состояние) Поток переходит в это состояние, если он готов к выполнению, но его стек ядра выгружен из памяти. Как только этот стек загружается в память, поток переходит в состояние Ready.

6.Terminated (завершен) Заканчивая выполнение, поток переходит в состояние Terminated. После этого блок потока исполнительной системы (структура данных в пуле неподкачиваемой памяти, описывающая данный поток) может быть удален, а может быть и не удален — это уже определяется диспетчером объектов.

 

17.Операционные системы семейства Windows. Основные системные требования. Пользовательский интерфейс. Стандартные программы ОС Windows.

Cемейство операционных систем корпорации Microsoft, базирующихся на основе графического интерфейса пользователя. Появление их явилось решающим шагом в широком продвижении и развитии перспективных способов взаимодействия систем человек-машина и машина-машина, создания дружественной среды для взаимодействия как пользователя с компьютерными приложениями, так и аппаратных средств внутри вычислительного комплекса.

В настоящее время под управлением операционных систем семейства Windows работает около 90% персональных компьютеров.

Первая версия Windows 1.0 вышла 20 ноября 1985 года. Последняя версия Windows 7была выпущена в 2009 году.

Пакет Microsoft Windows включает в себя стандартные приложения, такие как браузер (Internet Explorer), почтовый клиент (Outlook Express или Windows Mail), музыкальный и видео проигрыватель (Windows Media Player). Эти продукты бесплатны, и могут быть свободно скачаны с официального сайта Microsoft, однако для установки некоторых из них необходимо иметь лицензионную версию Microsoft Windows.

Классификация процессоров (CISC и RISC).

CISC‑архитектура	RISC-архитектура
Многобайтовые команды	Однобайтовые команды
Малое количество регистров	Большое количество регистров
Сложные команды	Простые команды
Одна или менее команд за один цикл процессора	Несколько команд за один цикл процессора
Традиционно одно исполнительное устройство	Несколько исполнительных устройств

Архитектура набора команд служит границей между аппаратурой и программным обеспечением и представляет ту часть системы, которая видна программисту или разработчику.

В широком смысле архитектура охватывает понятия организации системы, включающая высокоуровневые аспекты разработки ПК: структуру системной шины, организацию ввода/вывода и т.д.

Двумя основными архитектурами набора команд используемого промышленностью на современном этапе развития вычислительной техники, являются архитектуры CISC и RISC.

Лидером в разработке микропроцессоров с полным набором команд CISC(Complete instruction Set Computer) считается компания Intel. Для CISC процессоров характерно: сравнительно небольшое число регистров общего назначения; большое количество машинных команд, некоторые из которых нагружены семантически аналогично оператору высокоуровневых языков программированию и выполняются за много тактов; большое количество методов адресации; большое количество форматов команд различной разрядности; преобладание двух адресного формата команд; наличие команд обработки типа «регистр-память».

Основой архитектуры современных рабочих станций и серверов является архитектура ПК с сокращенным набором команд RISC (Reduced Instruction Set Computer). Зачатки этой архитектуры уходят своими корнями к ПК CDS 6600 разработчики которых Порнтон и Крей. Окончательное понятие RISC в современном его понимании сформировалось на базе трех исследовательских проектов ПК: процессора 801 компании Intel, процессора RIS- университет Беркли и процессора MIPS Стенфордского универа.

Разработка экспериментального проекта компании IBM началось в конце 70х годов, но его результаты никогда не публиковались и ПК на его основе в промышленных масштабах не изготавливался.

В 1980г. Паттерсон со своими коллегами из Берклинского университета начали свой проект и изготовили 2 машины с названиями RISC I и RISC II – главными идеями этих машин было отделение медленной памяти от высокоскоростных регистров и изготовление регистровых окон.

В 1981г. Хеннеси со своими коллегами опубликовали описание Стенфордской машины MIPS, основным аспектом разработки которой была эффективная реализация конвейерной обработки посредством тщательного планирования компилятора его загрузки.

Особенности RISC архитектур следует отметить наличие достаточно большого регистров файла (в типовых RISC процессоров реализуется 32 и, более число регистров по сравнению с 8-16 регистрами в CISC архитектуры), что позволяет большому объему данных хранится в регистрах на процессорном кристалле большее время и упрощает работу ПК по распределению регистров под переменные.

Развитие архитектуры RISC в значительной степени определялось прогрессом в области создания оптимизирующих компиляторов. Современные компиляторы используют также преимущественно другой оптимизированной техники для повышения производительности, обычно применяемых в процессорах RISC: реализацию задержанных переходов и суперскалярной обработки, позволяющий в один и тот же момент времени выдавать на выполнении нескольких команд.

На сегодняшний день CISC процессоры почти монопольно занимают на ПК рынке сектор ПК. Однако RISC процессора нет равных в секторе высокопроизводительных серверов и рабочих станций. Одним из важных преимуществ RISC архитектуры является высокая скорость арифметических вычислений; RISC процессоры первыми достигли планки наиболее распространенного стандарта IEEE754.

Организация реестровой строки- основное достоинство и основная проблема RISC. Практически любая реализация RISC архитектуры использует трех местную операции обработки в которых результат и 2 операнда имеет самостоятельную адресацию. Это позволяет без существенных затрат времени, выбрать операнды из адресуемых оперативных регистров и записать в регистр результат операции. Архитектура СISC использует типовые двух местные операции формата «регистр-память». В сочетании с быстродействующей арифметикой RISC-операции типов «регистр-регистр» становится очень мощным средством повышения производительности процессора.

Вместе с тем опора на регистры являются «ахиллесовой пятой» RISC архитектуры. Проблема в том, что в процессе выполнения задачи RISC система неоднократно вынуждена обновлять содержимое регистров процессора, при чем за мин время, чтобы не вызывать длительных простоев арифметического устройства. Для СISC систем подобной проблемы не существует, поскольку модификация регистров может происходить на фоне обработки команд формата «память- память»