 |
|
Классификация пакетных процессов
По принадлежности к ЦП:
- внутренние
- внешние
По принадлежности к ОС:
- системные
- пользовательские
По генеалогическому признаку:
- порождающие
- порождаемые
По результативности:
- различные
- эквивалентные
- тождественные
- равные
По динамическому признаку:
- последовательные
- параллельные
- комбинированные
По связности:
- изолированные
- информационно-независимые
- взаимодействующие
- конкурирующие
В любой ОС по требованию существующего или существовавшего процесса проводится работа по порождению процессов. Процесс, задающий данное требование, называется порождающим, а создаваемый по требованию - порожденным. Если порожденный процесс на интервале своего существования в свою очередь выдает требование на порождение другого процесса, то он одновременно становится и порождающим.
При управлении процессами важно обеспечить воспроизводимость результатов работы каждого процесса, учитывать и управлять той ситуацией, которая складывалась при развитии процесса. С этих позиций ОС должна быть способна сравнивать процессы по динамическим свойствам. Сравнение можно производить, используя понятие «трасса» - порядок и длительность пребывания процесса в допустимых состояниях на интервале существования.
Два процесса, которые имеют одинаковый конечный результат обработки одних и тех же исходных данных по одной и той же или даже различным программам на одном и том же или даже различных процессорах называют тождественными. При совпадении трасс у тождественных процессов их называют равными. Во всех остальных случаях процессы всегда различны.
Проблематичность управления процессами заключается в том, что в момент порождения процессов их трассы неизвестны. Кроме того, требуется учитывать, каким образом соотносятся во времени интервалы существования процессов. Если интервалы двух процессов не пересекаются во времени, то такие процессы носят название последовательные друг относительно друга. Если на рассматриваемом интервале времени существуют одновременно два процесса, то они на этом интервале являются параллельными друг относительно друга. Если на рассматриваемом интервале времени найдется хотя бы одна точка, в которой существуют оба процесса одновременно, то такие процессы называются комбинированными.
В ОС принято различать процессы не только по времени, но и по месту их развития, т.е. на каком из процессоров исполняется программа процесса. Точкой отсчета принято считать центральный процессор, на котором развиваются процессы, называемые программными или внутренними. Такое название указывает на возможность существования в системе процессов, называемых внешними. Эти процессы, развитие которых происходит под контролем или управлением ОС на процессорах, отличных от центрального. Ими могут быть, например, процессы ввода-вывода. Деятельность пользователя, который вводит посредством ОС информацию, также можно рассматривать как внешний процесс.
Программные процессы принято делить на системные и пользовательские. При развитии системного процесса исполняется программа из состава ОС. При развитии пользовательского процесса исполняется пользовательская (прикладная) программа.
Процессы независимо от их вида могут быть взаимосвязанными или изолированными друг от друга. Два процесса являются взаимосвязанными, если между ними поддерживаются с помощью системы управления процессами какого-либо рода связи: функциональные, пространственно-временные, управляющие, информационные и т.д. В противном случае они являются изолированными. Более точно последний вид процесса следует называть процессами со слабыми связями, т.к. при отсутствии связей они могут быть связаны косвенно и определенным образом влиять на развитие друг друга.
При наличии между процессами управляющей связи устанавливается отношение вида «порождающий-порождаемый». Если два процесса при развитии используют совместно некоторые ресурсы, но информационно между собой не связаны, т.е. не обмениваются информацией, то такие процессы называются информационно-независимыми. Связь между ними может быть либо функциональной, либо пространственно-временной. При наличии информационных связей между двумя процессами их называют взаимодействующими, причем схемы, а следовательно, механизмы установления таких связей могут быть различными. Особенность, во-первых, устанавливается динамикой процессов (т.е. являются ли взаимодействующие процессы последовательными, параллельными или комбинированными); во-вторых, выбранным способом связи (явным, с помощью явного обмена сообщениями между процессами, или неявным, с помощью разделяемых структур данных). Когда необходимо подчеркнуть связь между развивающимися процессами по ресурсам, их называют конкурирующими.
Управление взаимосвязанными процессами в составе ОС основано на контроле и удовлетворении определенных ограничений, которые накладываются на порядок выполнения таких процессов. Данные ограничения определяют вид отношений, которые допустимы между процессами, и составляют в совокупности синхронизирующие правила.
Отношение предшествования. Для двух процессов это отношение означает, что первый процесс должен переходить в активное состояние всегда раньше второго.
Отношение приоритетности. Процесс с приоритетом Р может быть переведен в активное состояние только при соблюдении двух условий: в состоянии готовности к рассматриваемому процессу нет процессов с большим приоритетом: процессор либо свободен, либо используется процессом с меньшим, чем Р, приоритетом.
Отношение взаимного исключения. Два процесса используют обобщенный ресурс. При этом совокупность действий над этим ресурсом в составе одного процесса называется критической областью. Критическая область одного процесса не должна выполняться одновременно с критической областью над этим же ресурсом в составе другого процесса.
Трудность в реализации синхронизирующих правил в составе системы управления процессами обусловлена динамикой процессов, неопределенностью и непредсказуемостью порядка и частотой перехода процессов из состояния в состояние по мере их развития. Причем в отношении каждой совокупности взаимосвязанных процессов приходится решать собственную задачу синхронизации, которая требует определенного порядка выполнения процессов с целью установления требуемого взаимодействия.