Глава II. ПРОЦЕСИ. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ МЕЖДУ ПРОЦЕСИТЕ

Паралелната обработка лежи в основата на мултипрограмните системи. Каналният процес, изпълняващ входно-изходна операция паралелно с протичането на изчислителния процес в процесора, е пример за паралелна работа в компютърната система. Освен апаратен паралелизъм съществува и логически паралелизъм, реализиран от програмното осигуряване. В тази глава се въвежда концепцията за процес, който е единица работа в модерните ОС. Тези системи, заедно с изпълняваните в тях потребителски задания, могат да се разглеждат като набор от последователни процеси - системни и потребителски, които протичат почти независимо един от друг, кооперират се за изпълнение на обща работа и се състезават за достъп до ресурсите. За да се осигури тяхното правилно изпълнение, системите трябва да предоставят механизми за синхронизация и комуникация.

2.1. ПРОЦЕСИ. ОСНОВНИ ПОНЯТИЯ

Определение за процес. Понятието последователен процес (или само процес) се смята за изходна точка в теорията на ОС. Използват се и други термини, като задача и действие. Едно разпространено, неформално определение на процес е: последователният процес е работа, извършвана от последователен процесор при изпълнението на програмата с нейните данни [23]. Други подобни определения са: програма в етап на изпълнение, програмна единица, изпълняваща независима работа, асинхронна работа. От логическа гледна точка всеки процес има собствен процесор и програма. В действителност няколко процеси могат да делят един и същ процесор (тогава може да се говори за виртуален процесор) или една и съща програма (тогава те се смятат за различни последователности за изпълнение). Процесът не е еквивалентен на програмата - той е активен обект, докато програмата е пасивен обект. Процесът е двойката процесор - програма" при изпълнение. Процесът, за разлика от програмата, още влючва стек, текущите стойности на брояча на команди и другите регистри на процесора, структури от данни, поддържани от ОС за управление на изпълнението му.

Когато пакетно задание постъпи в системата, за неговото изпълнение се създава процес (може и няколко). За изпълнението на програма в интерактивните системи с времеделене също се създава процес. Системна задача, например спулинг, също е процес. В някои системи се позволява на процесите да създават подпроцеси, които се изпълняват паралелно.

Системните и потребителските процеси се изграждат съгласно еднакви принципи, планират се от една и съща програма и имат подобни възможности. Трябва да се отбележи, обаче, че има и някои различия, произтичащи от по-големите права на системните процеси и техните функции (например процесите, управляващи ресурсите, не се състезават за достьп до тях, тъй като ги управляват; за другите системни процеси ресурсите са определени първоначално и еднозначно и т.н.).

Състояния на процеса. По време на съществуването си всеки процес може да преминава през различии състояния. За много ОС са характерни следните три състояния:

Изпълняван - процесорът е предоставен на процеса.

Готов - процесът би могъл да се изпълни, ако му се разпредели процесор.