Betriebssysteme VO an der Technische Universität Wien

salop: "Ein Programm bei der Ausführung"

Programm: Statischer Code

Wenn wir das Programm ausführen wollen, müssen wir uns mehr Gedanken machen (Kontext, Stack, Puffer) --> Prozess.

Eine Abarbeitungsfolge einzelner Sequenzen.

Running

Prozess ist im Besitz der CPU und wird ausgeführt

Ready

Prozess ist bereit zur Ausführung (wartet nur auf Zuteilung der CPU)

Blocked / Waiting

Prozess wartet auf ein Ereignis (z.B. Beendigung von I/O), ist nicht laufbereit

New

BS hat den Prozess kreiert

der Prozess ist jedoch noch nicht bereit zur Ausführung.

Exit

Zustand wird durch Terminierung erreicht.

Prozess wird nicht mehr weiter ausgeführt

Die Prozessinformationen, -tabellen werden gelöscht, wenn sie nicht mehr benötigt werden.

Durch einen Process Switch kann ich den aktiven Prozess umschalten.

Es gibt folgende 3 Klassen:

• Supervisor Call (expliziter Aufruf durch das Programm (I/O, …)
• Trap (bedingt durch aktuelle Instruktion (z.B. Auftreten eines Fehlers)
• Interrupt (Ursache liegt außerhalb des Prozesses, Kontrolle geht an Interrupt Handler und BS)

Wenn zuviele Prozesse im Hauptspeicher sind, führt dies zu einer schlechteren Performance.
Swapping = Auslagern von Prozessen auf einen Sekundärspeicher.

Dafür muss ich zwei neue Prozesszustände einführen:
Ready, suspend

Blocked, suspend

• User Program
• User Data:
  modifizierbarer Bereich des User Space
• System Stack:
  brauchen wir um System Calls aufzurufen - nicht vom Nutzer veränderbar
• Process Control Block (Execution Context):
  Prozess Identification, Prozess State information -> Pure Information, welche das System über den Prozess hat und bearbeitet.

• Eindeutige Prozessnummer (Process identifier) = Index in der Primary Process Table
• Benutzerkennung (User identifier): Benutzer, dem der Prozess gehört
• Nummer des Prozesses, der den Prozess generiert hat (Parent Process Identifier)

--> wichtig, falls ein Prozess gelöscht wird, man auch alle anderen Prozesse löschen kann. Kontrolle über Teilprozesse.

Prozesszustand wird gespeichert

• Registerinhalte
• Kontroll- und Statusregister
• Stack Pointers

Wir brauchen das, weil nur ein Prozess aktiv ist und die anderen unterbrochen sind. Diese wollen irgendwann fortgesetzt werden und man will sie bei dem aktuellsten Zustand fortsetzen -> Dieser ist gespeichert.

Das ist die Management Information, die das System braucht.

• Scheduling und Zustandsinformation
• Querverweise auf andere Prozesse
• Interprozesskommunikation (IPC):
  Ist das Signal angekommen? Welche Interrputs lasse ich zu?
• Privileges:
  Auf welche Daten darf er zugreifen? Welche Priorität hat er?
• Memory Management
• Ressourcen:
  verwendete Ressourcen, bisher konsumierte (Zeit), ...

Privileged Mode
System Mode, Kernel Mode, supervisor mode, control mode für Zugriffe auf das Kontrollregister, etc.

User Mode

Wird für vom "normalen" User angeregte Prozesse verwendet. Hat weniger Rechte.

Strikte Trennung von Prozessen und Kernel

Prozessbegriff nur für Benutzerprogramme - Verlassen des Prozesskontexts bei BS-Aktivität.

BS arbeitet von Prozessen getrennt im Privileged Mode (eigener Speicherbereich, eigener Stack für BS)

BS Code wird im Kontext des Prozesses aufgerufen und ausgeführt. Verlassen nur bei Aufruf eines neuen Prozesses.

BS ist eine Sammlung von Routinen, die vom Benutzerprogramm aufgerufen werden. Fast alle BS-Routinen laufen im Prozesskontext.

Verlassen des Prozesskontexts nur bei Process Switch.