Магистерская диссертация на тему: Современные операционные системы. Процессы и потоки

Введение

Основным понятием, связанным с операционными системами, является процесс - абстрактное понятие, описывающее работу программы. Все остальное базируется на этом понятии [1-5].

Все современные компьютеры могут делать одновременно несколько дел. Например, одновременно с запущенной пользователем программой может выполняться чтение с диска и вывод текста на экран монитора или на принтер. В многозадачной системе процессор переключается между программами, предоставляя каждой от десятков до сотен миллисекунд. При этом в каждый конкретный момент времени процессор занят только одной программой, но за секунду он успевает поработать с несколькими программами, создавая у пользователей иллюзию параллельной работы со всеми программами. Иногда в этом контексте говорят о псевдопараллельности, в отличие от настоящей параллельности в многопроцессорных системах (в которых установлено два и более процессора, разделяющих между собой общую физическую память). Следить за работой псевдопараллельно идущих процессов достаточно трудно, поэтому со временем разработчики операционных систем разработали концептуальную модель последовательных процессов, упрощающую эту работу.

Далее мы рассмотрим содержание и применение этой модели, а также некоторые результаты ее применения.

Оглавление

- Введение 3

- Модель последовательных процессов

- Создание процесса

- Состояния процессов

- Реализация процессов

- Завершение процесса

- Потоки

- Состояния потоков

- Уровни потоков

- Планирование

- Виды планирования

- Алгоритмы планирования

- Различные схемы планирования

- Заключение 18

- Литература 20

Заключение

В заключении хотелось бы отметить, почему потоки так необходимы. Основной причиной является выполнение большинством приложений существенного числа действий, некоторые из них могут время от времени блокироваться. Схему программы можно существенно упростить, если разбить приложение на несколько последовательных потоков, запущенных в квазипараллельном режиме.

С этим рассуждением мы уже сталкивались - оно являлось аргументом в пользу существования процессов, не так ли? Мы можем рассуждать на языке параллельных процессов вместо прерываний, таймеров и переключателей контекста. В случае потоков придется добавить еще один элемент: возможность совместного использования параллельными объектами адресного пространства и всех содержащихся в нем данных. Для определенных приложений эта возможность является существенной, и в таких случаях схема параллельных процессов (с разными адресными пространствами) не подходит.

Еще одним аргументом в пользу потоков является легкость их создания и уничтожения (поскольку с потоком не связаны никакие ресурсы). В большинстве систем на создание потока уходит примерно в 100 раз меньше времени, чем на создание процесса. Это свойство особенно полезно, если необходимо динамическое и быстрое изменение числа потоков.

Третьим аргументом является производительность. Концепция потоков не дает увеличения производительности, если все они ограничены возможностями процессора. Но когда имеется одновременная потребность в выполнении большого объема вычислений и операций ввода-вывода, наличие потоков позволяет совмещать эти виды деятельности во времени, тем самым увеличивая общую скорость работы приложения.

И наконец, концепция потоков полезна в системах с несколькими процессорами, где возможен настоящий параллелизм.

Список литературы

1. Таненбаум Э. Современные операционные системы. - СПб.: Питер, 2010, 1120 с.

2. Иртегов Д.В. Введение в операционные системы.- СПб.: БХВ-Петербург, 2002. 624 с.

3. Олифер В. Г., Олифер Н. А. Сетевые операционные системы.: Учебник. - СПб.: Питер, 2001. 544 с.

4. Столлингс В. Операционные системы. 4-е изд. / Пер. с англ. - М.: Издательский дом "Вильяме", 2002. 848 с.

5. Гордеев А. В., Молчанов А. Ю. Системное программное обеспечение: Учебник. - СПб.: Питер, 2002. 736 с.