шпаргалка

Понятия вычислительного процесса, треда, ресурса. Прерывания.

[ Назад ]

Объяснить понятия task, process, thread

Понятие вычислительного процесса и ресурса является основными при

рассмотрении ОС. Последовательный процесс (задача) – выполнение отдельной

программы. Процессор, являющийся носителем данных выполняет операции

связанные с их обработкой. примеры процессов задач (прикладные программы

пользователей, утилиты). Процессом может быть редактирование текста,

трансляция исходной программы, её компоновка, исполнение.

Thread (поток, тред) 0 легковесный процесс.

У каждого процесса имеется свое адресное пространство и выделенные

ресурсы. Такая обособленность нужна для того, чтобы защитить один процесс

от другого. поскольку они совместно используют все ресурсы вычислительной

системы, конкурируют друг с другом. В общем случае процессы никак не

связаны между собой и могут принадлежать даже различным пользователям. ОС

считает процессы несвязанными и независимыми при этом ОС берет на себя

роль арбитра в конкуренции по поводу ресурсов.

Треды или потоки легковесными эти задачи называют потому, что ОС не

должна для них организовывать полноценную виртуальную машину. Эти задачи не

имеют собственных ресурсов. Они развиваются в том же виртуальном адресном

пространстве, могут пользоваться теми же файлами, виртуальными устройствами

и иными ресурсами, что и данный процесс. Единственное, что необходимо треду

– процессорный ресурс. В однопроцессорной системе треды разделяют между

собой процессорное время также, как это делают обычные процессы. В

мультипроцессорной системе треды могут выполняться одновременно если не

встречают конкуренции из-за обращения к другим ресурсам.

Прерывания представляют собой механизм позволяющий координировать

параллельное функционирование отдельных устройств вычислительной системы и

реагировать на особые состояния возникающие при работе процессора.

Прерывания – это принудительная передача управления от выполняющейся

программы к системе, а через неё к соответствующей программе обработки

прерываний, происходящая при определенном событии. Основная цель введения

прерываний – реализация асинхронного режима работы и распараллеливания

работы отдельных устройств вычислительного комплекса. Механизм прерываний

реализуется аппаратно-программными средствами.

Структуры систем прерываний могут быть самыми различными, но все они

имеют общую особенность – прерывание непременно ведет за собой изменение

порядка выполнения команд процессором. Механизм обработки прерываний

включает в себя следующие элементы:

1. Установление факта прерывания (прием и идентификация сигнала на

прерывание).

2. Запоминание состояния прерванного процесса (состояние процесса

определяется значением счетчика команд, содержимым регистра

процессора, спецификацией режима: пользовательский или

привилегированный)

3. Управление аппаратно передается программе обработки прерывания. В этом

случае, в счетчик команд заносится начальный адрес подпрограммы

обработки прерывания, а в соответствующие регистры из слова

состояния.???

4. Сохранение информации прерванной программе, которую не удалось спасти

с помощью действий аппаратуры.

5. Обработка прерывания. Работа может быть выполнена той же

подпрограммой, которой было передано управление на 3-ем шаге, но в ОС

чаще всего эта обработка реализуется путем вызова соотв. подпрограммы.

6. восстановление информации относящейся к прерванному процессу.

7. Возврат в прерванную программу.

Первые 3 шага реализуются аппаратными средствами, а остальные –

программно.

Главные функции механизма прерывания:

1. Распознавание или классификация прерывания.

2. Передача управления обработчику прерывания.

3. Корректное возвращение к прерванной программе

Прерывания возникающие при работе выч. системы можно разделить на

внешние и внутренние. Внешние прерывания вызываются асинхронными событиями,

которые происходят вне прерываемого процесса. Пример – прерывание от

таймера, прерывание от внешних устройств, прерывание по вводу/выводу,

прерывание по нарушению питания, прерывание с пульта оператора, прерывание

от другого процессора или другой ОС.

Внутренние прерывания вызываются событиями, которые связаны с работой

процессора и являются синхронными с его операциями. Например: при нарушении

адресации (когда указан запрещенный или несуществующий адрес) либо

обращение к отсутствующему сегменту или странице при организации

виртуальной памяти; при наличии в поле кода операции незадействованной

2ичной комбинации; при делении на 0; при переполнении или исчезновения

порядка; при обнаружении ошибок четности, ошибок в работе различных

устройств аппаратуры средствами контроля.

Программные прерывания. Эти прерывания происходят по соответствующей

команде прерывания т. е. по этой команде процессор осуществляет те же

действия, что и при обычных внутренних прерываниях. Данный механизм был

специально введен для того, чтобы переключение на системные программные

модули происходило не просто как переход на подпрограмму, а точно таким же

образом как и в обычных прерываниях. Этим обеспечивается автоматическое

переключения процессора в привилегированный режим с возможностью

исполнения любых команд. Сигналы, вызывающие прерывания, формируются вне

процессора или в самом процессоре, при этом возникать они могут

одновременно. Выбор одного из них для обработки осуществляется на основе

приоритета, приписанных к каждому типу прерывания. Учет приоритета

прерывания может быть встроен в технические средства, а также определяться

ОС.



КАТЕГОРИИ:

Network | английский | архитектура эвм | астрономия | аудит | биология | вычислительная математика | география | Гражданское право | демография | дискретная математика | законодательство | история | квантовая физика | компиляторы | КСЕ - Концепция современного естествознания | культурология | линейная алгебра | литература | математическая статистика | математический анализ | Международный стандарт финансовой отчетности МСФО | менеджмент | метрология | механика | немецкий | неорганическая химия | ОБЖ | общая физика | операционные системы | оптимизация в сапр | органическая химия | педагогика | политология | правоведение | прочие дисциплины | психология (методы) | радиоэлектроника | религия | русский | сертификация | сопромат | социология | теория вероятностей | управление в технических системах | физкультура | философия | фотография | французский | школьная математика | экология | экономика | экономика (словарь) | язык Assembler | язык Basic, VB | язык Pascal | язык Си, Си++ |