Загрузил Anna Sokolova

ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ ОС

реклама
ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ ОС
Что такое жизненный цикл процесса в ОС?
Жизненный цикл процесса в операционной системе относится к
различным состояниям, через которые проходит процесс во время его
выполнения. Жизненный цикл процесса можно разделить на пять основных
состояний:
Список состояний процесса
Новое: В
этом
состоянии
процесс
создается,
а
его
ресурсы
распределяются операционной системой.
Состояние готовности: В операционной системе состояние готовности
- это состояние процесса, в котором процесс ожидает назначения процессору
планировщиком операционной системы. В этом состоянии процесс загружен
в основную память и готов к выполнению, но он ожидает, когда центральный
процессор станет доступным.
Когда процесс находится в состоянии готовности, он обычно ожидает в
очереди
других
процессов,
выполнению. Планировщик
которые
операционной
также
системы
готовы
определяет,
к
какой
процесс должен быть выполнен следующим, на основе множества факторов,
таких как приоритет, доступные ресурсы и алгоритмы планирования.
Как только планировщик операционной системы выбирает процесс из
очереди готовности, процесс переходит в состояние выполнения, в котором он
фактически выполняется на CPU.
Запущенный: в
этом
состоянии
процесс
активно
выполняется
процессором. Процесс использует центральный процессор для выполнения
своей задачи.
Состояние
ожидания: Состояние
ожидания,
также
известное
как заблокированное состояние, - это состояние, в котором процесс в данный
момент не может быть запущен либо потому, что он ожидает наступления
некоторого события, либо потому, что он был приостановлен операционной
системой. Когда процесс переходит в состояние ожидания, он удаляется из
очереди запущенных процессов центрального процессора и перемещается в
очередь ожидающих процессов.
Находясь в состоянии ожидания, процесс остается неактивным до тех
пор, пока не произойдет событие, которого он ожидает. Как только событие
произойдет, процесс переводится обратно в состояние готовности, где его
можно запланировать для выполнения операционной системой.
Состояние завершения: Завершенное состояние является конечным
состоянием в жизненном цикле процесса. Когда процесс завершил свое
выполнение или был прекращен операционной системой, он переходит в
завершенное состояние. В этом состоянии ресурсы процесса, такие как память
и процессорное время, высвобождаются обратно в систему для использования
другими процессами.
Как только процесс переходит в завершенное состояние, операционная
система больше не может планировать его выполнение. Однако статус
завершения процесса (значение, указывающее, успешно завершился процесс
или нет) может быть получен родительским процессом с помощью системных
вызовов.
Завершенное состояние может возникать для процесса несколькими
способами, в том числе:
Нормальное завершение: процесс завершает свое выполнение без
каких-либо ошибок.
Ненормальное завершение: процесс завершается из-за некоторой
ошибки или исключения, такого как ошибка сегментации или необработанное
исключение.
Завершается
операционной
системой: операционная
система
завершает процесс по какой-либо причине, например, из-за превышения
выделенных ресурсов или нарушения какой-либо политики безопасности.
В любом случае, как только процесс переходит в завершенное
состояние, он завершает свой жизненный цикл в операционной системе.
Модели состояний процесса
Всякий раз, когда пользователь пытается выполнить процесс, он
проходит множество этапов, прежде чем перейти в состояние завершения. Но
эти
этапы
могут
варьироваться
в
зависимости
от
операционной
системы. Существует несколько общих жизненных циклов процесса, таких
как модель с двумя, пятью и семью состояниями.
Модель с двумя состояниями:
Модель с двумя состояниями - это обычная модель, используемая для
описания жизненного цикла процесса в операционной системе. В этой модели
процесс может находиться в одном из двух состояний: запущенном состоянии
или состоянии ожидания.
Состояние выполнения: процесс активно выполняется и использует
ресурсы процессора.
Состояние ожидания: процесс ожидает наступления определенного
события, прежде чем сможет продолжить выполнение. Это может быть
ожидание завершения операций ввода-вывода или ожидание определенного
сигнала или события.
Когда процесс создан, он запускается в состоянии ожидания. Затем
операционная система планирует запуск процесса на центральном процессоре,
и он переходит в состояние выполнения. Во время выполнения процесса он
может использовать ресурсы ЦП для выполнения своих инструкций.
Если процесс сталкивается с операцией ввода-вывода или другим
событием, требующим от него ожидания, он переходит обратно в состояние
ожидания. Затем операционная система планирует запуск других процессов на
центральном процессоре до тех пор, пока ожидающий процесс не сможет
продолжить выполнение.
Этот цикл перехода между запущенным состоянием и состоянием
ожидания продолжается до тех пор, пока процесс не завершит свою задачу и
не будет завершен операционной системой.
Модель с двумя состояниями представляет собой упрощенное
представление жизненного цикла процесса, и многие операционные системы
используют более сложные модели, которые включают дополнительные
состояния, такие как приостановленное состояние или заблокированное
состояние. Однако модель с двумя состояниями обеспечивает полезную
основу для понимания базового поведения процессов в операционной системе.
Модель с пятью состояниями:
Модель с пятью состояниями - это модель жизненного цикла процесса,
используемая в операционных системах. Она также известна как модель
процесса с пятью состояниями и была впервые представлена Дэвидом Д.
Кларком в его статье 1973 года “Структура Multics Supervisor”.
Модель с пятью состояниями определяет различные состояния, в
которых процесс может находиться в течение своего срока службы в
операционной системе. Этими состояниями являются:
Новое: это состояние, когда процесс впервые создан, но еще не был
допущен в систему.
Готовность: в
этом
состоянии
процесс
ожидает
назначения
процессору. У него есть все необходимые ресурсы для запуска, но он ожидает
своей очереди использовать центральный процессор.
Запущенный: процесс в данный момент выполняется на центральном
процессоре.
Состояние ожидания: процесс ожидает наступления определенного
события, прежде чем сможет продолжить выполнение. Это может быть
ожидание завершения операций ввода-вывода или ожидание определенного
сигнала или события.
Завершено: процесс завершил свое выполнение и больше не активен.
Переходы между этими состояниями контролируются планировщиком
операционной системы. Когда процесс создан, он переходит в новое
состояние, а затем переходит в состояние готовности, когда он готов к
выполнению. Затем
планировщик
назначает
процессу
центральный
процессор, и он переходит в состояние выполнения. Когда процесс
блокируется, он переходит в заблокированное состояние и ожидает, когда
необходимый ему ресурс станет доступным. Наконец, когда процесс
завершает свое выполнение, он переходит в завершенное состояние.
Модель с семью состояниями:
Модель жизненного цикла процесса из семи состояний в операционной
системе (ОС) является широко используемой моделью для описания
различных состояний, в которых процесс может находиться во время своего
выполнения. Семь состояний следующие:
Новое: Это начальное состояние процесса при его первом создании. В
этом состоянии ОС выделила память и другие ресурсы для процесса, но он еще
не начал выполняться.
Готовность: В этом состоянии процесс ожидает назначения процессору
операционной системой. Он находится в очереди вместе с другими
процессами, которые готовы к выполнению.
Выполнение: Когда ОС назначает процессор процессу, он переходит в
состояние выполнения. В этом состоянии процесс активно выполняет
инструкции на процессоре.
Заблокировано: иногда процессу необходимо дождаться наступления
некоторого события, такого как завершение ввода-вывода (I / O) или
доступность ресурса. В таких случаях процесс переходит в заблокированное
состояние и временно приостанавливается.
Приостановленное ожидание: это состояние ожидания, в котором
процесс был удален из памяти и ожидает наступления события. Когда событие
происходит, процесс может быть перемещен обратно в память.
Приостановленная готовность: это состояние готовности, в котором
процесс был удален из памяти, но ожидает назначения процессора
операционной системой.
Завершенный: когда
процесс
завершает
свое
выполнение
или
прекращается операционной системой, он переходит в завершенное
состояние. В этом состоянии ОС освобождает память и ресурсы, которые были
выделены процессу.
Модель с семью состояниями является полезным инструментом для
понимания поведения процессов в операционной системе и для разработки
эффективных алгоритмов планирования процессов.
Скачать