Il Sistema Operativo Thread

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1 ISTITUTO TECNICO SECONDO BIENNIO GIORGIO PORCU Sommario Processo e Immagine LightWeight Process Realizzazione di Implementazione di Multitasking e Multithreading Stati di un 2

2 3 Processo e Immagine Processo Programma in esecuzione (su un processore o CPU) cui è associato: 1. Un descrittore di processo (PCB). 2. Un'area di memoria RAM contenente istruzioni e dati detta spazio di indirizzamento del processo. 3. Un insieme di risorse HW e SW da esso utilizzate. L'insieme dei dati contenuti nel PCB e nello spazio di indirizzamento prende il nome di immagine del processo. 4

3 Immagine del Processo Risorsa 1 Risorsa 2 Processo PID Stato PC Risorsa N Risorse Istruzioni Dati Spazio di indirizzamento Altre Info PCB Immagine 5 Porzione di processo parallelizzabile. Segmento di codice eseguibile in parallelo con altri thread dello stesso processo e dichiarato come tale dal programmatore. A ogni thread sono associati: Una struttura dati detta descrittore di thread (TCB, Control Block) simile al PCB. Uno spazio di indirizzamento e un insieme di risorse condivise con gli altri thread dello stesso processo. 6

4 LightWeight Process LightWeight Process Un thread è detto anche processo leggero (LightWeight Process) perché meno oneroso da gestire per il sistema rispetto a un processo standard. Infatti: Il thread è molto più veloce da eseguire. La memoria RAM e le risorse associate sono condivise con altri thread mentre processi diversi necessitano di memoria e risorse specifiche. L'operazione di context switching per il passaggio a un nuovo thread è più semplice perché i dati da salvare e ripristinare sono minori e condivisi. 7 e Processo Codice Processo Processo 1 2 n 1 2 n 8

5 e Risorse Risorsa 1 Risorsa 2 1 TID Altre Info Risorsa N Risorse Istruzioni Dati Spazio di indirizzamento Condivise da nello stesso processo TCB 2 3 n 9 Realizzazione di 10

6 Implementazione di Un thread può essere realizzato in due modalità: User level (livello utente) Il è gestito direttamente dal processo che lo ha creato e il kernel ne ignora l esistenza. Kernel level (livello kernel) Il è gestito dal kernel utilizzando lo Scheduler. 11 User-Level User-Level Il processo gestisce i thread utilizzando librerie SW (thread package) contenti le funzioni per la loro gestione. + Efficienza di gestione: tempi di switching ridotti perché non si richiama il kernel + Implementabili su qualunque Sistema Operativo - Se un effettua una System Call blocca se stesso, il processo e tutti gli altri thread perché visti come entità unica dal kernel - Non eseguibile in vero parallelismo 12

7 Kernel-Level Kernel-Level Il kernel utilizza uno Scheduler che riconosce e gestisce opportunamente i assieme ai processi con un modello a stati e opportuni algoritmi. + Eseguibile in parallelismo reale su architetture multiprocessore + Una System Call non blocca il processo - Efficienza di gestione: tempi di switching maggiori e schedulazione più complessa per la compresenza di e processi 13 Multitasking e Multithreading (1) Un Sistema operativo, in base al supporto di processi e si definisce: Multitasking Può eseguire più processi in contemporanea. Multithreading Può eseguire più in contemporanea all interno dello stesso processo. Non è detto che Processi e in contemporanea siano eseguiti fisicamente in parallelo: dipende dalle caratteristiche HW e SW del PC e dalla sua gestione. 14

8 Multitasking e Multithreading (2) 15 Stati di un 16