Ферганский филиал ташкентского университета информационных технологий имени мухаммада аль-хорезми

Практическая работа № 8. Работа с процессорами. Управление процессором ОС

Основным компонентом, на уровне которого происходит управление выполнением программ со стороны ОС в режиме мультипрограммирования, является процесс.

Процессом называется прикладная или системная программа (команда) находящаяся в стадии выполнения, с которой связаны определенное состояние памяти, значения общих регистров процессора, состояние открытых файлов, текущий каталог и другая информация, необходимая для ее работы.
С каждым процессом связывается также его адресное пространство - список адресов в памяти, которые процесс может прочесть и в которые он может писать. Адресное пространство содержит саму программу, данные и стек. Со всяким процессом связывается некий набор регистров, включая счетчик команд, указатель стека и другие аппаратные регистры, плюс вся остальная информация, необходимая для запуска программы. Основные действия ОС по управлению процессами – создание и окончание процесса, выделение или освобождение памяти, ожидание завершения дочерних процессов т.д. Понятие процесса используется в ОС для поддержки концепции владения ресурсами.
Общим свойством устройств ввода-вывода и хранения данных является то, что они обычно являются электромеханическими и обладают существенно меньшим быстродействием, чем процессор или основная память. Поэтому основной задачей аппаратуры и ОС является освобождение процессора от функций непосредственного управления этими устройствами.
Кроме того, как устройства ввода-вывода, так и хранения данных могут существенно различаются разнообразными конструктивными особенностями и могут быть как электронными, так и электромеханическими. Даже устройства одного класса и назначения, выпущенные различными производителями, могут заметно отличаться в деталях схемы управления. Таким образом, ОС должна обеспечить эффективную работу комплекса разнородных устройств с различными принципами управления.
При работе компьютера в многозадачном режиме проблема еще более усложняется, поскольку ОС должна не только управлять устройствами, но и обеспечить согласованный доступ к ним независимо выполняющихся программ.
Часто используется многоуровневая схема управления, которая позволяет не только освободить процессор, но и унифицировать работу ОС с устройствами.