KHÁI NiỆM QUÁ TRÌNH Khoa Cơng Nghệ Thơng Tin

Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại Học Công Nghiệp TP Hồ Chi Minh I.3 Các trạng thái của process Mô hình hai trạng thái – running – not running, có thể được giữ trong hàng... Khoa Công Nghệ

Trang 1

Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại Học Công Nghiệp TP

Hồ Chi Minh

Chương 2

KHÁI NiỆM QUÁ TRÌNH

Trang 2

Trang 3

Hồ Chi Minh

Nội dung

I Quá trình (Process)

II Định thời process(CPU scheduling)

III Các tác vụ trên process(tạo và kết thúc process)

IV Process hợp tác

(Cooperating Process)

V Giao tiếp liên process

Interprocess Communication (IPC)

Trang 4

Hồ Chi Minh

I Khái niệm quá trình(process)

 Os thực thi nhiều loại chương trinh khác nhau

• Batch system : thực hiện các job

• Time-sharing systems :thực hiện user programs or tasks

 Các thuật ngữ Job và process là tương tự hau

Trang 5

Hồ Chi Minh

Yêu cầu đối với Os

Trang 6

Hồ Chi Minh

I.2 Process Control Block (PCB)

Mỗi process trong hệ thống được diễn tả bởi một PCB:

Trang 7

Hồ Chi Minh

PCB

• Mỗi PCB

Trang 8

Hồ Chi Minh

CÁC BƯỚC NẠP PROCESS VÀO BỘ NHỚ

Trang 9

Hồ Chi Minh

Loader

Trang 10

Hồ Chi Minh

I.3 Các trạng thái của process

Mô hình hai trạng thái

– running

– not running, có thể được giữ trong hàng

Trang 11

Hồ Chi Minh

Mô hình 5 trạng thái (t.t)

Khi process thực thi nó có thể

thay đổi trạng thái (state)

• New: process được khởi tạo

• Running: process ở trong CPU

các lệnh đang được thực hiện

• Ready: process đang chờ đến

lượt để được thực thi.

• Blocked: process đang chờ

một sự khiện nào đó xuất hiện

• Exit: completed/error exit

Chỉ có 1 process ở running trên

mỗi procesor tại một thời điểm

Có nhiều process ờ ready và

blocked tại một thời điểm

Trang 12

Hồ Chi Minh

Ví dụ về trạng thái của process

Trang 13

Hồ Chi Minh

Các trạng thái của process(t.t)

Trang 14

Hồ Chi Minh

Trang 15

Hồ Chi Minh

Trang 16

Hồ Chi Minh

Lưu đồ 7-trạng thái của process

Trang 17

• Có nhiều process phải thực thi luân phiên nhau

• Cưc đại hiệu suất của CPU

– Time Sharing :

• Cho phép users tương tác khi program đang chạy

• Tối thiểu thời gian đáp ứng

Trang 18

Hồ Chi Minh

Các hàng đợi định thời

Trang 19

Hồ Chi Minh

Hàng đợi Ready & I/O Device

Trang 20

Hồ Chi Minh

Định thời Process

Trang 21

Hồ Chi Minh

Các bộ định thời(schedulers)

Trang 22

Hồ Chi Minh

Các bộ định thời(t.t)

Trang 23

Hồ Chi Minh

Chuyển ngữ cảnh (context switch) (CPU chuyển giữa các process)

Trang 24

Hồ Chi Minh

Chuyển ngữ cảnh (t.t)

Trang 25

Hồ Chi Minh

Các bước chuyển ngữ cảnh

Trang 26

Hồ Chi Minh

Chuyển ngữ cảnh xẩy ra khi nào

Trang 27

Hồ Chi Minh

Các ví dụ về Interrupt

Trang 28

Hồ Chi Minh

Medium Term Scheduling

Trang 29

Hồ Chi Minh

III Các tác vụ lên process

 Các process trong hệ thống có thể được thực thi đồng thời và chúng phải được tạo và xóa một cách năng

động.

 vì vậy Os phải cung cấp cơ cấu để tạo (process

creation) và kết thúc (process Termination)

Trang 30

Hồ Chi Minh

III.1 Tạo process (process creation)

Trang 31

Hồ Chi Minh

Mối quan hệ cha/con

Trang 32

Hồ Chi Minh

Cây process trong UNIX

Trang 33

Hồ Chi Minh

Mối quan hệ cha/con(t.t)

Trang 34

Hồ Chi Minh

III.2 Kết thúc thực thi process

(process Termination)

Trang 35

Hồ Chi Minh

Kết thúc thực thi process(t.t)

Trang 36

Hồ Chi Minh

IV Các Process hợp tác

 Process độc lập (Independent process):

• không thể tác động hay chịu tác động bởi sự thực hiện của process khác.

 Process hợp tác (cooperating process):

• Có thể tác động hoặc chịu sự tác động bởi sự thực hiện của process khác.

• Vd: process này chia sẻ data với process kia

Trang 37

Hồ Chi Minh

Các process hợp tác (tiếp)

 Ưu điểm:

• Chia sẻ thông tin -information sharing

• Tăng tốc độ tính toán - computation speed-up

• Mô-dun hóa -Modularity

• Sự tiện lợi – converience (vd user cùng thực hiệ soạn thảo, in ấn, biên dịch song song).

Trang 38

Hồ Chi Minh

Bài tóan Producer-Consumer

• Mô hình cho các process hợp tác, quá trình sản xuất (producer

process) tạo ra các thông tin để các quá trình tiêu thụ (consumer producer) sử dụng Sự trao đổi thông tin thực hiện qua buffer

– Unbounded-buffer: giả thiết kích thước buffer vô hạn

– Bounded-buffer: thừa nhận có một kích thước buferr cố định

– Producer và consumer phải được đồng bộ họat động

• Consumer không thể sử dụng một data mà producer chưa kịp tạo ra

– Producer không được tạo thêm sản phẩm khi buffer đã đầy (bounded buffer)

 Hiện thực buffer

– Shared memory

– Interprocess communcation facility(IPC)

Trang 39

Hồ Chi Minh

Ví dụ Shared Bounded-Buffer

Trang 40

Hồ Chi Minh

Shared Bounded-Buffer(t.t)

Trang 41

 Khả năng IPC cung cấp 2 họat động:

• send(message):- kích thước của message cố định hoặc biến đổi

• receive(massage)

 Nếu các quá trình P và Q muốn giao tiếp chúng cần phải:

• thiết lập một liên kết giao tiếp (communication link) giữa chúng

• trao đổi các message qua các họat động send/receive

 Sự thực hiện của communication link

• physical (vd shared memory, hardware bus)

• logical (vd : logical properties)

Trang 42

Hồ Chi Minh

Hiện thực IPC?

Trang 43

Hồ Chi Minh

Direct Communication

 Các quá trình phải xác định rõ tên của nhau:

• Send(P,message):- gửi 1 message tới quá trình P.

• Receiver(Q,message):- nhận 1 message từ quá trình Q

 Các đặc tính của communication link:

• Các liên kết được thiết lập tự động

• Mối liên kết được gắn với duy nhất một cặp process giao tiếp với nhau.

• Giữa mỗi cặp process tồn tại duy nhất 1 liên kết

• Liên kết thường là 2 chiều (bi-directional) hoặc có thể có 2 liên kết một chiều (undirectional) P to Q, Q to P.

Trang 44

Hồ Chi Minh

Indirect Communication

 Các message được gửi và nhận từ các mailbox (còn được gọi là port)

• Mỗi mailbox có duy nhất một id

• Các process chỉ có thể giao tiếp nếu chúng chia sẻ một mailbox

 Các đặc tính của communication link:

• Các liên kết được thiết lập chỉ khi nào process chia sẻ một mailbox

chung

• Một liên kết có thể được gắn với nhiều process

• Mỗi cặp process có thể chia sẻ một số communication link

• Liên kết có thể là 2 chiều hoặc 1 chiều

Trang 45

Hồ Chi Minh

Indirect Communication (tiếp)

 Các họat động

• Tạo/xóa một mailbox

• Send(A,message)- gửi 1 message tới mailbox A

• Receiver(A,message)- nhận 1 message từ mailbox A

Trang 46

Hồ Chi Minh

Indirect Communication (tiếp)

 Giải pháp:

• 1 liên kết được gắn tối đa 2 process

• Cho phép tại 1 thời điểm chỉ 1 process thực hiện

Trang 47

Hồ Chi Minh

Sự đồng bộ hóa(Synchronization)

 Message passing có thể là khóa (blocking) hoặc không khóa blocking).

(non- Blocking được coi là đồng bộ (synchronous)

• Blocking send: process gởi bị khóa đến khi message được nhận bởi process nhận hoặc bởi mailbox

• Blocking receive: process nhận/mailbox khóa đến khi nhận xong

message

 Non-blocking: được coi là không đồng bộ (asynchronous)

• Non-blocking send: process-gửi gửi message rồi lại tiếp tục không quan tâm tới message có được nhận hay không

• Non-blocking receive: process-nhận /mailbox nhận message đúng hoặc

vô dụng

Trang 48

Hồ Chi Minh

Bộ đệm(buffering)

Trang 49

Hồ Chi Minh

Câu hỏi và bài tập

• Miêu tả sư khác nhau giữa các bộ định thời ngắn, trung gian và

dài.

• Miêu tả các hành động diễn ra chuyển ngữ cảnh giữa các quá

trình bởi “Kernel”

Tiêu đề	Khái Niệm Quá Trình
Trường học	Đại Học Công Nghiệp TP Hồ Chí Minh
Chuyên ngành	Khoa Công Nghệ Thông Tin
Thành phố	TP Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	49
Dung lượng	545 KB