Выполнение - это активное состояние, во время которого процесс обладает всеми необходимыми ему ресурсами. В этом состоянии процесс непосредственно выполняется процессором.

Ожидание - это пассивное состояние, во время которого процесс заблокирован, он не может быть выполнен, потому что ожидает какое-то событие, например, ввода данных или освобождения нужного ему устройства.

Готовность - это тоже пассивное состояние, процесс тоже заблокирован, но в отличие от состояния ожидания, он заблокирован не по внутренним причинам (ведь ожидание ввода данных - это внутренняя, "личная" проблема процесса - он может ведь и не ожидать ввода данных и свободно выполняться - никто ему не мешает), а по внешним, независящим от процесса, причинам. Когда процесс может перейти в состояние готовности? Предположим, что наш процесс выполнялся до ввода данных. До этого момента он был в состоянии выполнения, потом перешел в состояние ожидания - ему нужно подождать, пока мы введем нужную для работы процесса информацию. Затем процесс хотел уже перейти в состояние выполнения, так как все необходимые ему данные уже введены, но не тут-то было: так как он не единственный процесс в системе, пока он был в состоянии ожидания, его "место под солнцем" занято - процессор выполняет другой процесс. Тогда нашему процессу ничего не остается как перейти в состояние готовности: ждать ему нечего, а выполняться он тоже не может.

Из состояния готовности процесс может перейти только в состояние выполнения. В состоянии выполнения может находится только один процесс на один процессор. Если у вас n-процессорная машина, у вас одновременно в состоянии выполнения могут быть n процессов.

Из состояния выполнения процесс может перейти либо в состояние ожидания или состояние готовности. Почему процесс может оказаться в состоянии ожидания, мы уже знаем - ему просто нужны дополнительные данные или он ожидает освобождения какого-нибудь ресурса, например, устройства или файла. В состояние готовности процесс может перейти, если во время его выполнения, квант времени выполнения "вышел". Другими словами, в операционной системе есть специальная программа - планировщик, которая следит за тем, чтобы все процессы выполнялись отведенное им время. Например, у нас есть три процесса. Один из них находится в состоянии выполнения. Два других - в состоянии готовности. Планировщик следит за временем выполнения первого процесса, если "время вышло", планировщик переводит процесс 1 в состояние готовности, а процесс 2 - в состояние выполнения. Затем, когда, время отведенное, на выполнение процесса 2, закончится, процесс 2 перейдет в состояние готовности, а процесс 3 - в состояние выполнения.

 

Диаграмма модели трех состояний представлена на рисунке 1.

 

Создание процессов

Когда операционная система собирается добавить новый процесс к тем, которые уже состоят на учете, она создает структуры данных, использующиеся при управлении этим процессом (как описано в разделе 3.2), и размещает его адресное пространство в основной памяти. С помощью этих действий и создается новый процесс.

К созданию процесса могут привести четыре события, перечисленные в табл. 3.1. В среде пакетной обработки процесс создается в ответ на поступление задания; в интерактивной среде процесс создается при попытке нового пользователя войти в систему. В обоих случаях ответственность за создание нового процесса лежит на операционной системе. Кроме того, операционная система может создавать процесс по требованию приложения. Например, если пользователь отправляет запрос на распечатку файла, операционная система может создать процесс, управляющий печатью. Затем процесс, производивший запрос, может продолжить свою работу, независимо от того, сколько времени понадобится для печати.

Традиционно операционная система создает все процессы незаметно для пользователя или приложения; такой способ принят во многих современных операционных системах. Однако иногда требуется, чтобы один процесс мог послужить причиной создания другого процесса. Например, процесс приложения может сгенерировать другой процесс, который будет получать данные от первого процесса и приводить их к виду, удобному для дальнейшего анализа. Новый процесс будет работать параллельно с приложением и время от времени активизироваться для получения новых данных. Такая организация может быть очень полезна для структурирования приложений. В качестве другого примера можно привести ситуацию, в которой процесс-сервер (например, сервер печати или файловый сервер) может генерировать новый процесс для каждого обрабатываемого им запроса. Создание операционной системой процесса по явному запросу другого процесса называется порождением процесса (process spawning).

Когда один процесс порождает другой, то порождающий процесс называется родительским, или предком (parent), а порождаемый процесс — дочерним, или потомком (child). Обычно "родственные" процессы обмениваются между собой информацией и взаимодействуют друг с другом. Организация такого взаимодействия является достаточно трудной задачей для программиста (эта тема рассматривается в главе 5, "Параллельные вычисления: взаимоисключения и многозадачность").

Завершение процессов

типичные причины завершения процессов:……тетрадь. В любой компьютерной системе должны быть средства, позволяющие определить, закончилось выполнение процесса или нет. Пакетное задание должно включать в себя команду типа Halt (останов) или какой-то явный вызов службы операционной системы, приводящий к завершению процесса. В первом случае генерируется прерывание для извещения операционной системы о завершении процесса. Например, в системе с разделением времени процесс пользователя должен быть завершен, когда пользователь выходит из системы или выключает терминал. На персональном компьютере или рабочей станции пользователь может выйти из приложения (например, закрыть программу обработки текста или электронную таблицу). Все эти действия в конечном счете приведут к тому, что будет вызвана служба операционной системы, завершающая процесс.

Параллельные вычисления. Основные понятия.

Основная цель параллельных выислений- уменьшение времени решения задачи. Многие необходимые для нужд задачи требуется решить в реальном времени или для их решения требуется очень большой объем вычислений.

Параллельные задания- задания,допускающие одновременное выполнение