Понятие процессов и потоков. Управление ими.

Процесс — одно из фундаментальных понятий в любой ОС. К со­жалению, однозначного определения этого термина не существует до сих пор. В большинстве случаев достаточно считать, что процесс — это единица работы системы, которая описывается в системе в виде специальной структуры, часто называемой дескриптором процесса, и которой распределяются системные ресурсы. Программный код только тогда начнёт выполняться, когда для него операционной системой будет создан процесс. Создать про­цесс — это значит: - создать информационные структуры, описывающие данный процесс, то есть его дескриптор и контекст; - включить дескриптор нового процесса в очередь готовых про­цессов; - загрузить кодовый сегмент процесса в оперативную память или в область свопинга. В современных ОС в рамках одного процесса может выполняться несколько потоков.

Поток — диспетчеризуемая единица работы, включающая кон­текст процессора (куда входит содержимое программного счётчика и указателя вершины стека), а также свою собственную область стека (для организации вызова подпрограмм и хранения локальных дан­ных). Команды потока выполняются последовательно; поток может быть прерван при переключении процессора на обработку другого потока. Важно понимать, что все потоки в рамках одного процесса ис­пользуют общие ресурсы системы, выделенные данному процессу. Можно даже сказать, что процессы конкурируют за все ресурсы си­стемы, кроме процессорного времени, в то время как потоки конку­рируют только за процессорное время. В многозадачной (многопроцессной) системе процесс (или поток, если процесс состоит из нескольких потоков) может находиться в од­ном из трёх основных состояний: АКТИВЕН — процесс (поток) обладает всеми необходимыми ре­сурсами и непосредственно выполняется процессором; БЛОКИРОВАН — процесс не может выполняться по своим вну­тренним причинам, он ждёт осуществления некоторого события, на­пример, завершения операции ввода-вывода, получения сообщения от другого процесса, освобождения какого-либо необходимого ему ресурса. Граф состояния процессов ГОТОВ — процесс (поток) обладает всеми необходимыми ресур­сами для продолжения работы и ожидает освобождения процессора, который занят выполнением другого процесса (потока)

8) У правление файлами и внешними устройствами

Способность операционной системы к сокрытию от пользователей или программистов сложностей реальной аппаратуры особенно хорошо проявляется в подсистеме управления файлами и внешними устройствами. Подсистема управления файлами также называется файловой системой, а подсистема управления внешними устройствами — подсистемой ввода-вывода. Операционная система виртуализирует отдельный набор данных, хранящихся на внешнем накопителе, в виде файла — простой неструктурированной последовательности байтов, имеющих символьное имя. Для удобства работы файлы группируются в каталоги, а те, в свою очередь, в каталоги более высокого уровня. С помощью операционной системы пользователь или программист может выполнять над файлами и каталогами различные действия, например: создание, копирование, удаление, запись, чтение и т.д. При выполнении своих функций файловая система тесно взаимодействует с подсистемой ввода-вывода, которая по запросам файловой системы осуществляет передачу данных между оперативной памятью и дисками. Подсистема ввода-вывода выполняет роль интерфейса ко всем устройствам, подключенным к компьютеру. Управление устройствами осуществляется с помощью специальных программ, называемых драйверами. Для каждого устройства существует своя программа управления — драйвер. Для пользователей важно, чтобы операционная система включала как можно больше разнообразных драйверов, так как это позволит подключить к компьютеру большое количество внешних устройств различных производителей

Интерфейс в большинстве операционной системы строится на основе концепции файлового доступа. Эта концепция заключается в том, что обмен с любым внешним устройством выглядит как обмен с файлом, имеющим как обмен с файлом, имеющим имя и представляющим собой неструктурированную последовательность байтов. В качестве файла может выступать как реальный файл на диске, так и печатающее устройство или сетевой адаптер.

Здесь мы имеем дело со свойством операционной системы, подменить реальную аппаратуру удобными для пользователя и программиста абстракциями.