Διαχείριση διεργασιών στο λειτουργικό σύστημα: PCB in Operating System

Τι είναι μια Διαδικασία;

A διαδικασια μας είναι η εκτέλεση ενός προγράμματος που εκτελεί τις ενέργειες που καθορίζονται σε αυτό το πρόγραμμα. Μπορεί να οριστεί ως μια μονάδα εκτέλεσης όπου εκτελείται ένα πρόγραμμα. Το λειτουργικό σύστημα σας βοηθά να δημιουργείτε, να προγραμματίζετε και να τερματίζετε τις διεργασίες που χρησιμοποιούνται από την CPU. Μια διεργασία που δημιουργείται από την κύρια διεργασία ονομάζεται θυγατρική διεργασία.

Οι λειτουργίες της διεργασίας μπορούν να ελεγχθούν εύκολα με τη βοήθεια μιας πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος (PCB - Process Control Block). Μπορείτε να τη θεωρήσετε ως τον εγκέφαλο της διεργασίας, επειδή περιέχει όλες τις κρίσιμες πληροφορίες που σχετίζονται με την επεξεργασία, όπως το αναγνωριστικό διεργασίας, την προτεραιότητα, την κατάσταση και τα μητρώα CPU.

Τι είναι η Διαχείριση Διαδικασιών;

Η διαχείριση διεργασιών περιλαμβάνει διάφορες εργασίες όπως η δημιουργία, ο προγραμματισμός και ο τερματισμός διεργασιών, και χειρίζεται επίσης αδιέξοδοΜια διεργασία είναι ένα πρόγραμμα υπό εκτέλεση, το οποίο αποτελεί σημαντικό μέρος των σύγχρονων λειτουργικών συστημάτων. Το λειτουργικό σύστημα πρέπει να διαθέσει πόρους που επιτρέπουν στις διεργασίες να μοιράζονται και να ανταλλάσσουν πληροφορίες. Επίσης, προστατεύει τους πόρους κάθε διεργασίας από άλλες διεργασίες και επιτρέπει τον συγχρονισμό μεταξύ τους.

Είναι δουλειά του λειτουργικού συστήματος να διαχειρίζεται όλες τις διεργασίες που εκτελούνται στο σύστημα. Χειρίζεται λειτουργίες εκτελώντας εργασίες όπως ο προγραμματισμός διεργασιών και η κατανομή πόρων. Η αποτελεσματική διαχείριση διεργασιών διατηρεί την CPU απασχολημένη και βελτιώνει συνολικά την απόδοση. Προγραμματισμός CPU.

Διαδικασία Archiδομή

Αρχιτεκτονική διαδικασίας Εικόνα

Ακολουθεί ένα διάγραμμα αρχιτεκτονικής της διαδικασίας. Η διαδικασία χωρίζεται σε τέσσερα κύρια τμήματα στη μνήμη:

• Stack: Η στοίβα αποθηκεύει προσωρινά δεδομένα όπως παραμέτρους συνάρτησης, διευθύνσεις επιστροφής και τοπικές μεταβλητές.
• Σωρός: Αυτό εκχωρεί μνήμη που μπορεί να υποβληθεί σε επεξεργασία κατά τη διάρκεια εκτέλεσης της διεργασίας.
• Δεδομένα: Αυτή η ενότητα περιέχει τις καθολικές και τις στατικές μεταβλητές.
• Κείμενο: Η ενότητα κειμένου περιλαμβάνει την τρέχουσα δραστηριότητα, η οποία αντιπροσωπεύεται από την τιμή του μετρητή προγράμματος.

Μπλοκ ελέγχου διαδικασίας

Το PCB σημαίνει Process Control Block (Μπλοκ Ελέγχου Διαδικασίας). Είναι μια δομή δεδομένων που διατηρείται από το λειτουργικό σύστημα για κάθε διεργασία. Το PCB αναγνωρίζεται από ένα ακέραιο αναγνωριστικό διεργασίας (PID). Σας βοηθά να αποθηκεύετε όλες τις πληροφορίες που απαιτούνται για τη διατήρηση... track όλων των διεργασιών που εκτελούνται.

Είναι επίσης υπεύθυνο για την αποθήκευση του περιεχομένου των καταχωρητών του επεξεργαστή. Αυτά αποθηκεύονται όταν η διεργασία βγαίνει από την κατάσταση εκτέλεσης και αποκαθίστανται όταν επιστρέφει. Οι πληροφορίες ενημερώνονται γρήγορα στην πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος (PCB) από το λειτουργικό σύστημα μόλις η διεργασία πραγματοποιήσει μια μετάβαση σε κατάσταση.

Καταστάσεις διαδικασίας

Μόλις δημιουργηθεί μια διεργασία, δεν παραμένει σε μία κατάσταση. Μετακινείται μεταξύ πολλών καταστάσεων καθώς το λειτουργικό σύστημα την προγραμματίζει και καθώς οι πόροι γίνονται διαθέσιμοι.

Διάγραμμα καταστάσεων διαδικασίας

Μια κατάσταση διεργασίας είναι η συνθήκη της διεργασίας σε μια συγκεκριμένη χρονική στιγμή. Ορίζει επίσης την τρέχουσα θέση της διεργασίας. Υπάρχουν κυρίως επτά στάδια μιας διεργασίας:

• Νέα: Η νέα διεργασία δημιουργείται όταν ένα συγκεκριμένο πρόγραμμα καλείται από τη δευτερεύουσα μνήμη (σκληρό δίσκο) στην κύρια μνήμη (RAM).
• Ετοιμος: Στην κατάσταση ετοιμότητας, η διεργασία φορτώνεται στην κύρια μνήμη και είναι έτοιμη για εκτέλεση.
• Αναμονή: Η διεργασία περιμένει την κατανομή χρόνου CPU και άλλων πόρων για εκτέλεση.
• Εκτέλεση: Η διεργασία βρίσκεται σε κατάσταση εκτέλεσης, εκτελείται στην CPU.
• Αποκλείστηκε: Αυτό είναι ένα χρονικό διάστημα κατά το οποίο μια διεργασία περιμένει την ολοκλήρωση ενός συμβάντος, όπως μια λειτουργία εισόδου/εξόδου.
• Ανασταλεί: Η κατάσταση αναστολής ορίζει τον χρόνο κατά τον οποίο μια διεργασία είναι έτοιμη για εκτέλεση αλλά δεν έχει τοποθετηθεί στην ουρά ετοιμότητας από το λειτουργικό σύστημα.
• Τερματίστηκε: Η κατάσταση τερματισμού καθορίζει την ώρα που ολοκληρώνεται μια διεργασία.

Μετά την ολοκλήρωση κάθε βήματος, όλοι οι πόροι που χρησιμοποιούνται από μια διεργασία απελευθερώνονται και η μνήμη ελευθερώνεται.

Μπλοκ ελέγχου διαδικασίας (PCB)

Κάθε διεργασία αναπαρίσταται στο λειτουργικό σύστημα από ένα μπλοκ ελέγχου διεργασιών, το οποίο ονομάζεται επίσης μπλοκ ελέγχου εργασιών. Ακολουθούν τα σημαντικά στοιχεία μιας πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος (PCB):

Μπλοκ ελέγχου διαδικασίας (PCB)

• Κατάσταση διαδικασίας: Μια διεργασία μπορεί να είναι νέα, έτοιμη, εκτελούμενη ή σε αναμονή.
• Μετρητής προγράμματος: Ο μετρητής προγράμματος περιέχει τη διεύθυνση της επόμενης εντολής που πρέπει να εκτελεστεί για αυτήν τη διεργασία.
• Εγγραφές CPU: Αυτό το στοιχείο περιλαμβάνει συσσωρευτές, καταχωρητές ευρετηρίου και γενικής χρήσης, καθώς και πληροφορίες κωδικού συνθήκης.
• Πληροφορίες προγραμματισμού CPU: Αυτό το στοιχείο περιλαμβάνει την προτεραιότητα της διεργασίας, δείκτες σε ουρές προγραμματισμού και άλλες παραμέτρους προγραμματισμού.
• Λογιστικές και επιχειρηματικές πληροφορίες: Αυτό περιλαμβάνει την ποσότητα της CPU που χρησιμοποιείται, τα βοηθητικά προγράμματα χρόνου, όπως ο πραγματικός χρόνος που χρησιμοποιείται, και τους αριθμούς εργασιών ή διεργασιών.
• Πληροφορίες διαχείρισης μνήμης: Αυτό περιλαμβάνει την τιμή των βασικών και οριακών καταχωρητών και τους πίνακες σελίδων ή τμημάτων, ανάλογα με το σύστημα μνήμης που χρησιμοποιείται από το λειτουργικό σύστημα.
• Πληροφορίες κατάστασης I/O: Αυτό το μπλοκ περιλαμβάνει τη λίστα των ανοιχτών αρχείων και τη λίστα των συσκευών εισόδου/εξόδου που έχουν εκχωρηθεί στη διεργασία.

Συχνές Ερωτήσεις