Курсовая теория на тему Управление процессами и потоками. Создание процессов и потоков. Модели процессов и потоков. Потоки и их модели.

Содержание:

Введение 3
1. Процессы и потоки в операционной системе: содержание понятий и функции 4
2. Управление и моделирование процессов и потоков в различных ОС 11
2.1. Специфика управления процессами и потоками в ОС Windows и Linux 11
2.2. Модели потоков и процессов операционных систем 21
Заключение 25
Список использованной литературы 27
 

Введение:

Одним из главных элементов функционирования операционной системы, самым прямым образом влияющей на работу компьютера, является подсистема управления процессами. Для каждого вновь создаваемого процесса операционная система создает системные информационные структуры, содержащие информацию о потребностях процесса в ресурсах вычислительной системы, а также о фактически выделенных ему ресурсах. Таким образом, процесс можно также определить как некоторую заявку на потребление системных ресурсов. Чтобы процесс мог быть выполнен, операционная система должна назначить ему область оперативной памяти, в которой будут размещены коды и данные процесса, а также предоставить ему необходимое количество процессорного времени. Кроме того, процессу может понадобиться доступ к таким ресурсам, как файлы и устройства ввода-вывода. Подсистема управления процессами планирует выполнение процессов, то есть распределяет процессорное время между несколькими одновременно существующими в системе процессами, а также занимается созданием и уничтожением процессов, обеспечивает процессы необходимыми системными ресурсами, поддерживает взаимодействие между процессами.
Целью данной работы является изучение основных принципов управление процессами и потоками.
Для достижения поставленной цели необходимо решить ряд задач:
Рассмотреть сущность и функции процессов и потоков в современных операционных системах,
• Изучить специфику управления процессами и потоками в ОС Windows и Linux,
• Рассмотреть различные модели потоков и процессов операционных систем. 

Заключение:

Исходя из рассмотренного в работе материала, можно сделать вывод о том, что процессы и потоки в современных операционных системах тесно связаны друг с другом, но при этом имеют существенные различия.
Процесс — экземпляр программы во время выполнения, независимый объект, которому выделены системные ресурсы (например, процессорное время и память). Каждый процесс выполняется в отдельном адресном пространстве: один процесс не может получить доступ к переменным и структурам данных другого. Если процесс хочет получить доступ к чужим ресурсам, необходимо использовать межпроцессное взаимодействие. Это могут быть конвейеры, файлы, каналы связи между компьютерами и многое другое.
Поток, в свою очередь, использует то же самое пространства стека, что и процесс, а множество потоков совместно используют данные своих состояний. Как правило, каждый поток может работать (читать и писать) с одной и той же областью памяти, в отличие от процессов, которые не могут просто так получить доступ к памяти другого процесса. У каждого потока есть собственные регистры и собственный стек, но другие потоки могут их использовать.
Можно говорить о том, что поток представляет собой определенный способ выполнения процесса. Когда один поток изменяет ресурс процесса, это изменение сразу же становится видно другим потокам этого процесса. Контекст потока содержит все сведения, позволяющие потоку безболезненно возобновить выполнение, в том числе набор регистров процессора и стек потока. Несколько потоков могут выполняться в контексте процесса. Все потоки процесса используют общий диапазон виртуальных адресов. Поток может исполнять любую часть программного кода, включая части, выполняемые в данный момент другим потоком.
Многопоточность позволяет увеличивать скорость реагирования приложения и, если приложение работает в многопроцессорной или многоядерной системе, его пропускную способность.
В Windows gлатформа .NET Framework предоставляет удобный способ управления процессами и потоками, а также возможность изоляции приложений в процессе с помощью доменов приложений. По умолчанию программа .NET запускается с одним потоком, часто называемым основным потоком. Тем не менее она может создавать дополнительные потоки для выполнения кода параллельно или одновременно с основным потоком. Данные потоки часто называются рабочими потоками.
В Linux каждый поток является процессом, и для того, чтобы создать новый поток, нужно создать новый процесс. В многопоточных приложениях Linux для создания дополнительных потоков используются процессы особого типа. Эти процессы представляют собой обычные дочерние процессы главного процесса, но они разделяют с главным процессом адресное пространство, файловые дескрипторы и обработчики сигналов. Для обозначения процессов этого типа, применяется специальный термин – легкие процессы (lightweight processes). Прилагательное «легкий» в названии процессов- потоков вполне оправдано. Поскольку этим процессам не нужно создавать собственную копию адресного пространства (и других ресурсов) своего процесса- родителя, создание нового легкого процесса требует значительно меньших затрат, чем создание полновесного дочернего процесса. Поскольку потоки Linux на самом деле представляют собой процессы, в мире Linux нельзя говорить, что один процесс содержит несколько потоков. 

Фрагмент текста работы:

1. Процессы и потоки в операционной системе: содержание понятий и функции
Процесс, в общем понимании, — это выполняемая на компьютере программа, однако это определение не будет полным. Дело в том, что программа и процесс — это не одно и тоже. Программа представляет собой некоторый код (набор команд и инструкций), который находится на компьютере в виде файлов. А вот процесс — это некоторый набор ресурсов и данных, которые используются при выполнении программы. То есть упрощенно можно сказать, что процесс — это выполняющаяся программа со всеми необходимыми для ее выполнения ресурсами.
Все запускаемые на компьютере программы выполняются в определенных процессах. Некоторые программы используют системные процессы, то есть процессы, запускаемые операционной системой, некоторые создают собственные. При этом программа может создавать множество собственных процессов или запускать системные, а это означает что количество запущенных на компьютере программ и процессов не будет одинаковым — процессов всегда будет намного больше [3, 49 c.].
 
Рисунок 1. Вызов диспетчера задач в Windows 7 и 10
В ОС Microsoft Windows увидеть весь список запущенных в данный момент на компьютере процессов можно через Диспетчер задач. Для этого нужно вызвать контекстное меню на панели задач и из меню выбрать п