Свойства, которыми обладают операционные системы, делятся на две группы — машинно независимые и машинно зависимые.
Машинно независимые свойства характеризуют возможности операционной системы по управлению вычислительными ресурсами и особенности организации вычислительных процессов, а также способы организации файловых структур.
К машинно зависимым свойствам современных операционных систем относят многозадачность, возможность одновременной работы нескольких пользователей, возможность многопроцессорной обработки данных, возможность распараллеливания вычислений и многие другие.
Управление ресурсами
Как уже упоминалось ранее, в рамках проблемы управления вычислительными ресурсами необходимо решать две задачи:
1) планирование ресурса — определение, кому, когда и в каком количестве необходимо выделить данный ресурс;
2) отслеживание состояния ресурса, то есть поддержание оперативной информации о том, занят или не занят ресурс, а для делимых ресурсов — какое количество ресурса уже распределено.
Вычислительные ресурсы можно разделить на две категории — выгружаемые и невыгружаемые ресурсы. Ресурс считается выгружаемым, если его можно во время работы процесса-владельца передать другому процессу без ущерба для процесса-владельца. Память является выгружаемым ресурсом. А вот устройство записи компакт-дисков является невыгружаемым ресурсом.
Задача управления ресурсами осложнена проблемой возможной взаимоблокировки процессов. Взаимоблокировка — ситуация, когда одни процессы блокируют доступ другим процессам к различным ресурсам. Она обусловлена тем, что в каждый конкретный момент времени один и тот же ресурс может быть использован только в рамках одной задачи. Это особенно заметно при использовании периферийного оборудования, к примеру в случае сканирования или печати документа или же при работе с файловой системой. Взаимоблокировка выгружаемых ресурсов разрешается путем перераспределения ресурсов между процессами. Взаимоблокировка невыгружаемых ресурсов может быть решена путем блокировки процесса до тех пор, пока не освободится запрошенный ресурс.
Планирование процессов
Одним из важнейших понятий операционных систем является понятие процесса.
Процесс — программа, которая в данный момент выполняется вычислительной машиной.
Каждому процессу выделяется отдельный, изолированный от других, сегмент памяти, который называется адресным пространством процесса. В адресном пространстве процесса, кроме самого процесса, также хранятся входные и выходные данные процесса. В многозадачной операционной системе все процессы выполняются по очереди таким образом, что в каждый момент времени выполняется только один процесс. Для обеспечения корректной работы процессов необходимо отслеживать состояние каждого процесса, чтобы возобновлять его выполнение с того момента, где в последний раз процесс был остановлен. Кроме состояния процесса необходимо также отслеживать информацию об используемых им ресурсах. Вся информация о процессах хранится в таблице процессов — массиве структур данных, записями которого является информация по каждому процессу, запущенному в системе. Таблица процессов представляется обычно в виде дерева, потому что большинство процессов, выполняемых на машине, способно порождать дочерние процессы для решения вспомогательных задач, и для каждого процесса необходимо учитывать не только его собственное состояние, но и состояние всех связанных с ним процессов
Оставить комментарий