Wolna encyklopedia
Proces - jedno z najbardziej podstawowych pojęć w informatyce, definiowane jako egzemplarz wykonywanego programu; może istnieć wiele różnych procesów wykonujących ten sam program.
Za zarządzanie procesami odpowiada jądro systemu operacyjnego, sposób ich obsługi jest różny dla różnych systemów operacyjnych. W systemie operacyjnym każdy proces posiada proces nadrzędny, z kolei każdy proces może, poprzez wywołanie funkcji systemu operacyjnego, utworzyć swoje procesy potomne; w ten sposób tworzy się swego rodzaju drzewo procesów. Każdy proces otrzymuje od systemu operacyjnego odrębne zasoby, w tym odrębną przestrzeń adresową, listę otwartych plików, urządzeń itp.
Specjalnym rodzajem procesów są wątki, które współdzielą zasoby systemowe, w szczególności przestrzeń adresową. Schemat działania programów używających wątków wygląda następująco: system operacyjny uruchamia nowy proces w obrębie którego działa jeden wątek, dopiero ten wątek, poprzez wywołanie funkcji systemowych, tworzy inne, potrzebne do realizacji programu wątki.
Spis treści |
Skład i zasoby procesu
W skład procesu wchodzi:
Każdemu procesowi przydzielone zostają zasoby, takie jak:
Tworzenie procesów
- Użytkownik za pomocą powłoki zleca uruchomienie programu, proces wywołujący wykonuje polecenie fork, lub jego pochodną.
- System operacyjny tworzy przestrzeń adresową dla procesu oraz strukturę opisującą nowy proces w następujący sposób:
- wypełnia strukturę opisującą proces,
- kopiuje do przestrzeni adresowej procesu dane i kod, zawarte w pliku wykonywalnym,
- ustawia stan procesu na działający,
- dołącza nowy proces do kolejki procesów oczekujących na procesor (ustala jego priorytet),
- zwraca sterowanie do powłoki użytkownika.
Wykonywanie procesów
Dany proces rozpoczyna wykonywanie w momencie przełączenia przez Jądro systemu operacyjnego przestrzeni adresowej na przestrzeń adresową danego procesu oraz takie zaprogramowanie procesora, by wykonywał kod procesu. Wykonujący się proces może żądać pewnych zasobów, np. większej ilości pamięci. Zlecenia takie są na bieżąco realizowane przez system operacyjny.
Wykonanie procesu musi przebiegać sekwencyjnie. Może przyjmować kilka stanów:
- działający,
- czekający na udostępnienie przez system operacyjny zasobów,
- przeznaczony do zniszczenia,
- proces zombie,
- właśnie tworzony itd.
Kończenie procesów
- Proces wykonuje ostatnią instrukcję - zwraca do systemu operacyjnego kod zakończenia. Jeśli proces zakończył się poprawnie zwraca wartość 0, w przeciwnym wypadku zwraca wartość kodu błędu.
- W momencie zwrotu do systemu operacyjnego kodu zakończenia, system operacyjny ustawia stan procesu na przeznaczony do zniszczenia i rozpoczyna zwalnianie wszystkich zasobów, które w czasie działania procesu zostały temu procesowi przydzielone.
- System operacyjny po kolei kończy wszystkie procesy potomne w stosunku do procesu macierzystego.
- System operacyjny zwalnia przestrzeń adresową procesu. Jest to dosłowna śmierć procesu.
- System operacyjny usuwa proces z kolejki procesów gotowych do uruchomienia i szereguje zadania. Jest to ostatnia czynność wykonywana na rzecz procesu.
- Procesor zostaje przydzielony innemu procesowi.