Concetto di Processo Scheduling dei Processi Operazioni sui Processi Processi cooperanti Comunicazione tra processi

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1 Concetto di Processo Scheduling dei Processi Operazioni sui Processi Processi cooperanti Comunicazione tra processi 3.3 Silberschatz, Galvin and Gagne

2 Un SO esegue diversi tipi di programmi Sistema Batch job Sistema Time-shared programmi utente o task In generale job e processo, termini equivalenti Processo un programma in esecuzione; Esecuzione sequenziale Fanno parte di un processo: program counter Stack data section 3.4 Silberschatz, Galvin and Gagne Silberschatz, Galvin and Gagne

3 Durante la propria esecuzione, un processo cambia stato nuovo: Il processo eʼ in fase di creazione attivo: le sue istruzioni sono in esecuzione attesa: Il processo attende un qualche evento pronto: in attesa di essere assegnato ad un processore terminato: il processo non eʼ piuʼ in esecuzione 3.6 Silberschatz, Galvin and Gagne Silberschatz, Galvin and Gagne

4 Informazioni associate ad ogni processo Stato del Processo Program counter Registri della CPU Informazioni relative allo scheduling della CPU Informazioni di gestione della memoria Informazioni di contabilizzazione Informazioni sullo stato dellʼ I/O 3.8 Silberschatz, Galvin and Gagne Silberschatz, Galvin and Gagne

5 3.10 Silberschatz, Galvin and Gagne 2005 Coda dei Lavori (job) insieme dei processi nel sistema Coda di Pronto insieme dei processi attualmente in memoria, pronti ed in attesa di passare in esecuzione Coda di dispositivo insieme dei processi in attesa di I/O dal dispositivo I processi passano da una coda allʼaltra 3.11 Silberschatz, Galvin and Gagne

6 3.12 Silberschatz, Galvin and Gagne Silberschatz, Galvin and Gagne

7 Schedulatore a lungo termine (o schedulatore dei lavori) decide quali processi portare nella coda di pronto Schedulatore a breve termine (o schedulatore di CPU) seleziona il prossimo processo da eseguire ed alloca la CPU 3.14 Silberschatz, Galvin and Gagne Silberschatz, Galvin and Gagne

8 Lo schedulatore di breve termine viene invocato di continuo (ms) (deve essere rapido) Lo schedulatore di lungo termine viene invocato di rado (secondi o minuti) (puoʼ essere piuʼ lento) Schedulatore di lungo termine controlla il grado di multiprogrammazione I processi possono essere classificati come: Processi I/O-bound eseguono principalmente I/O, e poca computazione; costituiti da molto e brevi ʻʼCPU burstʼʼ Processi CPU-bound fanno per lo piuʼ computazione; pochi e lunghi ʻʼCPU burstsʼʼ 3.16 Silberschatz, Galvin and Gagne 2005 Quando la CPU passa (switch) ad un altro processo, il sistema deve salvare lo stato del processo che viene interrotto e caricare lo stato del processo cui la CPU viene assegnata Il tempo di Context-switch eʼ ``overheadʼʼ; il sistema mentre esegue il passaggio non produce computazione utile Il tempo puoʼ dipendere dalle strutture di supporto hardware del sistema 3.17 Silberschatz, Galvin and Gagne

9 Un processo (padre) puoʼ creare nuovi processi (figli), che, a loro volta, possono creare nuovi processi. Risultato: un albero di processi Condivisione delle risorse Padre e figli condividono tutte le risorse I figlio condividono solo parte delle risorse del padre Padre e figli non condividono risorse Esecuzione Padre e figli eseguono concorrentemente Il padre aspetta fino alla terminazione dei figli 3.18 Silberschatz, Galvin and Gagne 2005 Spazio di memoria Il figlio duplica lʼimmagine del padre Il figlio carica un nuovo programma nella memoria assegnata Il caso di UNIX fork (system call) crea un nuovo processo exec (system call, usata dopo fork) sostituisce lo spazio di memoria del processo con un nuovo programma 3.19 Silberschatz, Galvin and Gagne

10 3.20 Silberschatz, Galvin and Gagne 2005 int main() { pid_t pid; /* fork another process */ pid = fork(); if (pid < 0) { /* error occurred */ fprintf(stderr, "Fork Failed"); exit(-1); } else if (pid == 0) { /* child process */ execlp("/bin/ls", "ls", NULL); } else { /* parent process */ /* parent will wait for the child to complete */ wait (NULL); printf ("Child Complete"); exit(0); } } 3.21 Silberschatz, Galvin and Gagne

11 3.22 Silberschatz, Galvin and Gagne 2005 Il Processo esegue la sua ultima istruzione e chiede al sistema operativo di essere eliminato (exit) Generazione di dati di Output data da figlio a padre (via wait) Le risorse del processo vengono deallocate dal SO Il padre puoʼ terminare lʼesecuzione di un processo figlio (abort) Il figlio ha usato piuʼ delle risorse allocate Il compito assegnato al figlio non eʼ piuʼ necessario Se il padre termina Alcuni SO non permettono ad un processo di continuare oltre la terminazione del padre Tutti i figli vengono eliminati - cascading termination 3.23 Silberschatz, Galvin and Gagne

12 Independenza un processo non deve poter inficiare lʼesecuzione di un altro processo Cooperazione I processi possono alterare o venire alterati dallʼesecuzione di altri processi Vantaggi della cooperazione Condivisione dei dati Accelerazione della computazione Modularitaʼ Convenienza 3.24 Silberschatz, Galvin and Gagne 2005 Paradigma di cooperazione tra processi produttore crea fornisce informazioni che sono utilizzate (consumate) dal processo consumatore unbounded-buffer bounded-buffer 3.25 Silberschatz, Galvin and Gagne