Пять основных действий операционной системы в отношении управления процессами

Существует пять основных действий, которые операционная система должна поддерживать для управления запущенными процессами. Без этих пяти действий операционная система не сможет оставаться стабильной в течение длительного времени.

Создание процесса

Когда вы впервые включаете компьютер, операционная система открывает процессы для запуска служб для всего, от диспетчера очереди печати до компьютерной безопасности. Когда вы входите в компьютер и запускаете программы, программы создают зависимые процессы. Процесс — это не сама программа, а скорее инструкции, которые ЦП использует для выполнения программы. Процесс принадлежит либо Windows, либо какой-либо другой программе, которую вы установили.

Состояние обработки

Состояние процесса может быть «создан», «выполняется», «ожидает» или «заблокировано». Можно сказать, что процесс «ждет» момента после того, как вы запустите его родительскую программу, и до того, как он будет обработан процессором. Процесс «выполняется», когда ЦП обрабатывает его. Вы можете считать процесс «заблокированным», если на компьютере недостаточно памяти для его обработки или если файлы, связанные с процессом, не могут быть найдены. Во всех операционных системах есть какая-то система управления процессами, хотя у них разные имена для каждого состояния.

Синхронизация процессов

Когда процессы запущены, операционной системе нужен способ гарантировать, что никакие два процесса не получат доступ к одним и тем же ресурсам в одно и то же время. В частности, никакие два процесса не могут пытаться выполнить одну и ту же область кода одновременно. Если два процесса попытаются выполнить этот код одновременно, может произойти сбой, поскольку они попытаются вызвать одни и те же файлы и отправить одни и те же инструкции в ЦП в одно и то же время. Если двум процессам необходимо выполнить один и тот же код, один из них должен дождаться завершения другого, прежде чем продолжить.

Коммуникация процесса

Компьютер должен гарантировать, что процессы могут взаимодействовать с ЦП и друг с другом. Например, в программе может быть много процессов, и у каждого процесса может быть свой уровень разрешений. Уровень разрешений — это просто показатель уровня доступа, который процесс должен иметь к системе. Взаимодействие процессов гарантирует, что компьютер может определять разрешения каждого процесса. Это очень важно для предотвращения удаления системных файлов вредоносными программами или добавления инструкций в саму операционную систему.

Предотвращение взаимоблокировок

Наконец, у компьютера должен быть способ предотвратить блокировку процессов. Тупик возникает, когда каждому из двух процессов требуется ресурс, который в данный момент использует другой, и поэтому ни один из процессов не может завершить то, что он делает. Ресурсы не могут быть освобождены, и программы блокируются. Вы также можете назвать эту ситуацию «циклическим ожиданием». Операционные системы предотвращают взаимоблокировку по-разному, но наиболее распространенный метод — заставить процесс объявить ресурсы, которые ему потребуются, прежде чем он сможет запуститься. В качестве альтернативы процесс может быть вынужден запрашивать ресурсы блоками, а затем освобождать ресурсы по мере их обработки.