ແນະນຳກ່ຽວກັບລະບົບປະຕິບັດການ

Hey Habr! ຂ້າພະເຈົ້າຢາກຈະເອົາມາໃຫ້ຄວາມສົນໃຈຂອງທ່ານຊຸດຂອງບົດຄວາມ - ການແປຂອງວັນນະຄະດີທີ່ຫນ້າສົນໃຈໃນຄວາມຄິດເຫັນຂອງຂ້າພະເຈົ້າ - OSTEP. ເອກະສານນີ້ສົນທະນາຢ່າງເລິກເຊິ່ງກ່ຽວກັບການເຮັດວຽກຂອງລະບົບປະຕິບັດການທີ່ຄ້າຍຄື unix, ຄື, ເຮັດວຽກກັບຂະບວນການ, ຕາຕະລາງຕ່າງໆ, ຫນ່ວຍຄວາມຈໍາ, ແລະອົງປະກອບທີ່ຄ້າຍຄືກັນອື່ນໆທີ່ປະກອບເປັນ OS ທີ່ທັນສະໄຫມ. ທ່ານສາມາດເບິ່ງຕົ້ນສະບັບຂອງວັດສະດຸທັງຫມົດທີ່ນີ້ ທີ່ນີ້. ກະລຸນາຮັບຊາບວ່າການແປແມ່ນເຮັດບໍ່ໄດ້ເປັນມືອາຊີບ (ຂ້ອນຂ້າງເສລີ), ແຕ່ຂ້ອຍຫວັງວ່າຂ້ອຍຈະຮັກສາຄວາມຫມາຍທົ່ວໄປ.

ວຽກງານຫ້ອງທົດລອງກ່ຽວກັບເລື່ອງນີ້ສາມາດພົບໄດ້ທີ່ນີ້:

• ຕົ້ນສະບັບ: pages.cs.wisc.edu/~remzi/OSTEP/Homework/homework.html
• ຕົ້ນສະບັບ: github.com/remzi-arpacidusseau/ostep-code
• ການປັບຕົວສ່ວນຕົວຂອງຂ້ອຍ: github.com/bykvaadm/OS/tree/master/ostep

ພາກສ່ວນອື່ນໆ:

• ສ່ວນທີ 1: ແນະນຳ

ທ່ານຍັງສາມາດກວດເບິ່ງຊ່ອງທາງຂອງຂ້ອຍໄດ້ທີ່ ໂທລະເລກ =)

ຂໍໃຫ້ເບິ່ງສິ່ງທີ່ບໍ່ມີຕົວຕົນພື້ນຖານທີ່ສຸດທີ່ OS ສະຫນອງໃຫ້ແກ່ຜູ້ໃຊ້: ຂະບວນການ. ຄໍານິຍາມຂອງຂະບວນການແມ່ນຂ້ອນຂ້າງງ່າຍດາຍ - ມັນແມ່ນ ແລ່ນໂຄງການ. ໂປລແກລມຕົວມັນເອງເປັນສິ່ງທີ່ບໍ່ມີຊີວິດທີ່ຕັ້ງຢູ່ໃນແຜ່ນ - ມັນເປັນຊຸດຂອງຄໍາແນະນໍາແລະບາງຂໍ້ມູນຄົງທີ່ລໍຖ້າການເປີດຕົວ. ມັນເປັນ OS ທີ່ເອົາ bytes ເຫຼົ່ານັ້ນແລະດໍາເນີນການໃຫ້ເຂົາເຈົ້າ, ການຫັນປ່ຽນໂຄງການເຂົ້າໄປໃນບາງສິ່ງບາງຢ່າງທີ່ເປັນປະໂຫຍດ.
ສ່ວນຫຼາຍມັກ, ຜູ້ໃຊ້ຕ້ອງການດໍາເນີນການຫຼາຍກວ່າຫນຶ່ງໂຄງການໃນເວລາດຽວກັນ, ຕົວຢ່າງເຊັ່ນ, ທ່ານສາມາດເອີ້ນໃຊ້ຕົວທ່ອງເວັບ, ເກມ, ເຄື່ອງຫຼີ້ນສື່, ຕົວແກ້ໄຂຂໍ້ຄວາມ, ແລະອື່ນໆໃນຄອມພິວເຕີ້ຂອງທ່ານ. ໃນຄວາມເປັນຈິງ, ລະບົບປົກກະຕິສາມາດດໍາເນີນການຫຼາຍສິບຫຼືຫຼາຍຮ້ອຍຂະບວນການພ້ອມໆກັນ. ຄວາມຈິງນີ້ເຮັດໃຫ້ລະບົບການນໍາໃຊ້ງ່າຍຂຶ້ນ, ທ່ານບໍ່ຈໍາເປັນຕ້ອງກັງວົນກ່ຽວກັບວ່າ CPU ແມ່ນບໍ່ເສຍຄ່າ, ທ່ານພຽງແຕ່ດໍາເນີນໂຄງການ.

ນີ້ເຮັດໃຫ້ເກີດບັນຫາ: ວິທີການສະຫນອງພາບລວງຕາຂອງ CPU ຫຼາຍ? OS ສາມາດສ້າງພາບລວງຕາຂອງ CPU ທີ່ມີຈໍານວນເກືອບບໍ່ມີຂອບເຂດ, ເຖິງແມ່ນວ່າທ່ານພຽງແຕ່ມີ CPU ທາງດ້ານຮ່າງກາຍດຽວ?

OS ສ້າງພາບລວງຕານີ້ໂດຍຜ່ານການ virtualization CPU. ໂດຍການເລີ່ມຕົ້ນຂະບວນການຫນຶ່ງ, ຫຼັງຈາກນັ້ນຢຸດມັນ, ເລີ່ມຕົ້ນຂະບວນການອື່ນ, ແລະອື່ນໆ, OS ສາມາດຮັກສາພາບລວງຕາວ່າມີ CPU virtual ຫຼາຍ, ໃນຕົວຈິງແລ້ວຈະມີຫນຶ່ງຫຼືຫຼາຍໂປເຊດເຊີທາງດ້ານຮ່າງກາຍ. ເຕັກນິກນີ້ເອີ້ນວ່າ ການແບ່ງຊັບພະຍາກອນ CPU ຕາມເວລາ. ເຕັກນິກນີ້ອະນຸຍາດໃຫ້ຜູ້ໃຊ້ສາມາດດໍາເນີນການຂະບວນການພ້ອມກັນຫຼາຍເທົ່າທີ່ພວກເຂົາຕ້ອງການ. ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຂອງການແກ້ໄຂນີ້ແມ່ນການປະຕິບັດ - ເນື່ອງຈາກວ່າຖ້າ CPU ຖືກແບ່ງປັນໂດຍຂະບວນການຫຼາຍ, ແຕ່ລະຂະບວນການຈະຖືກປຸງແຕ່ງຊ້າກວ່າ.
ເພື່ອປະຕິບັດ CPU virtualization, ແລະໂດຍສະເພາະແມ່ນເພື່ອເຮັດໃຫ້ມັນດີ, OS ຕ້ອງການທັງການສະຫນັບສະຫນູນລະດັບຕ່ໍາແລະລະດັບສູງ. ການສະຫນັບສະຫນູນລະດັບຕ່ໍາແມ່ນເອີ້ນວ່າ ກົນ​ໄກ ແມ່ນວິທີການຫຼືໂປໂຕຄອນລະດັບຕ່ໍາທີ່ປະຕິບັດສ່ວນທີ່ຕ້ອງການຂອງການເຮັດວຽກ. ຕົວຢ່າງຂອງການເຮັດວຽກດັ່ງກ່າວແມ່ນການສະຫຼັບສະພາບການ, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ OS ສາມາດຢຸດໂຄງການຫນຶ່ງແລະດໍາເນີນໂຄງການອື່ນໃນໂປເຊດເຊີ. ການແບ່ງເວລານີ້ຖືກປະຕິບັດໃນທຸກລະບົບປະຕິບັດການທີ່ທັນສະໄຫມ.
ຢູ່ເທິງສຸດຂອງກົນໄກເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນເຫດຜົນບາງຢ່າງທີ່ສ້າງຂຶ້ນໃນ OS, ໃນຮູບແບບຂອງ "ນະໂຍບາຍ". ນະໂຍບາຍ ເປັນຂັ້ນຕອນການຕັດສິນໃຈທີ່ແນ່ນອນສໍາລັບລະບົບປະຕິບັດການ. ນະໂຍບາຍດັ່ງກ່າວ, ສໍາລັບຕົວຢ່າງ, ຕັດສິນໃຈວ່າໂຄງການໃດຄວນຈະຖືກເປີດຕົວ (ຈາກບັນຊີລາຍຊື່ຂອງຄໍາສັ່ງ) ກ່ອນ. ດັ່ງນັ້ນ, ສໍາລັບຕົວຢ່າງ, ບັນຫານີ້ຈະຖືກແກ້ໄຂໂດຍນະໂຍບາຍທີ່ເອີ້ນວ່າ ກຳນົດເວລາ (ນະໂຍບາຍການກຳນົດເວລາ) ແລະໃນເວລາທີ່ເລືອກການແກ້ໄຂ, ມັນຈະຖືກນໍາພາໂດຍຂໍ້ມູນເຊັ່ນ: ປະຫວັດການເລີ່ມຕົ້ນ (ໂຄງການທີ່ເປີດຕົວດົນທີ່ສຸດໃນນາທີທີ່ຜ່ານມາ), ຂະບວນການນີ້ແມ່ນຫຍັງ (ປະເພດຂອງໂຄງການທີ່ຖືກເປີດຕົວ), ຕົວຊີ້ວັດການປະຕິບັດ (ບໍ່ວ່າຈະເປັນລະບົບ. ແມ່ນ​ເຫມາະ​ສໍາ​ລັບ​ການ​ໂຕ້​ຕອບ​ການ​ໂຕ້​ຕອບ​ຫຼື​ສໍາ​ລັບ​ການ throughput ) ແລະ​ອື່ນໆ​.

Abstraction: ຂະບວນການ

abstraction ຂອງໂປລແກລມແລ່ນທີ່ປະຕິບັດໂດຍລະບົບປະຕິບັດການແມ່ນສິ່ງທີ່ພວກເຮົາເອີ້ນວ່າ ຂະບວນການ. ດັ່ງທີ່ໄດ້ກ່າວມາກ່ອນ ໜ້າ ນີ້, ຂະບວນການແມ່ນພຽງແຕ່ໂຄງການທີ່ເຮັດວຽກ, ໃນທຸກເວລາທັນທີ. ໂຄງການທີ່ພວກເຮົາສາມາດໄດ້ຮັບຂໍ້ມູນສະຫຼຸບຈາກຊັບພະຍາກອນລະບົບຕ່າງໆທີ່ໂຄງການນີ້ເຂົ້າເຖິງຫຼືມີຜົນກະທົບໃນລະຫວ່າງການປະຕິບັດຂອງມັນ.
ເພື່ອເຂົ້າໃຈອົງປະກອບຂອງຂະບວນການ, ທ່ານຈໍາເປັນຕ້ອງເຂົ້າໃຈສະຖານະຂອງລະບົບ: ສິ່ງທີ່ໂຄງການສາມາດອ່ານຫຼືປ່ຽນແປງໃນລະຫວ່າງການປະຕິບັດງານຂອງມັນ. ໃນເວລາໃດກໍ່ຕາມ, ທ່ານຈໍາເປັນຕ້ອງເຂົ້າໃຈວ່າອົງປະກອບຂອງລະບົບໃດທີ່ສໍາຄັນສໍາລັບການປະຕິບັດໂຄງການ.
ຫນຶ່ງໃນອົງປະກອບທີ່ຊັດເຈນຂອງລະບົບກ່າວວ່າຂະບວນການປະກອບມີ ຄວາມຊົງ ຈຳ. ຄໍາແນະນໍາແມ່ນຢູ່ໃນຄວາມຊົງຈໍາ. ຂໍ້​ມູນ​ທີ່​ໂຄງ​ການ​ອ່ານ​ຫຼື​ຂຽນ​ຍັງ​ຕັ້ງ​ຢູ່​ໃນ​ຫນ່ວຍ​ຄວາມ​ຈໍາ​. ດັ່ງນັ້ນ, ຄວາມຊົງຈໍາທີ່ຂະບວນການສາມາດແກ້ໄຂໄດ້ (ເອີ້ນວ່າພື້ນທີ່ທີ່ຢູ່) ແມ່ນສ່ວນຫນຶ່ງຂອງຂະບວນການ.
ນອກຈາກນັ້ນ, ສ່ວນຫນຶ່ງຂອງລັດລະບົບແມ່ນການລົງທະບຽນ. ຄໍາແນະນໍາຈໍານວນຫຼາຍແມ່ນແນໃສ່ການປ່ຽນແປງມູນຄ່າຂອງທະບຽນຫຼືການອ່ານມູນຄ່າຂອງພວກເຂົາ, ແລະດັ່ງນັ້ນການລົງທະບຽນຍັງກາຍເປັນສ່ວນຫນຶ່ງທີ່ສໍາຄັນຂອງການດໍາເນີນງານຂອງຂະບວນການ.
ມັນຄວນຈະສັງເກດວ່າລັດເຄື່ອງກໍ່ຖືກສ້າງຕັ້ງຂຶ້ນຈາກບາງທະບຽນພິເສດ. ຍົກ​ຕົວ​ຢ່າງ, IP - ຕົວຊີ້ຄໍາແນະນໍາ — ຕົວ​ຊີ້​ເຖິງ​ຄໍາ​ແນະ​ນໍາ​ທີ່​ໂຄງ​ການ​ກໍາ​ລັງ​ປະ​ຕິ​ບັດ​ໃນ​ປັດ​ຈຸ​ບັນ​. ຍັງມີ ຕົວຊີ້ ແລະກ່ຽວຂ້ອງກັບມັນ ຕົວຊີ້ກອບ, ທີ່ຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອຈັດການ: ພາລາມິເຕີການທໍາງານ, ຕົວແປທ້ອງຖິ່ນແລະທີ່ຢູ່ກັບຄືນ.
ສຸດທ້າຍ, ໂຄງການມັກຈະເຂົ້າເຖິງ ROM (ຫນ່ວຍຄວາມຈໍາແບບອ່ານເທົ່ານັ້ນ). ຂໍ້​ມູນ “I/O” (ການ​ປ້ອນ​ຂໍ້​ມູນ/ຜົນ​ຜະ​ລິດ) ນີ້​ຄວນ​ຈະ​ປະ​ກອບ​ມີ​ບັນ​ຊີ​ລາຍ​ການ​ຂອງ​ໄຟລ​໌​ໃນ​ປັດ​ຈຸ​ບັນ​ເປີດ​ໂດຍ​ຂະ​ບວນ​ການ.

API ຂະບວນການ

ເພື່ອປັບປຸງຄວາມເຂົ້າໃຈຂອງພວກເຮົາກ່ຽວກັບວິທີການເຮັດວຽກ, ໃຫ້ພວກເຮົາສຶກສາຕົວຢ່າງຂອງການໂທລະບົບທີ່ຄວນຈະຖືກລວມເຂົ້າໃນການໂຕ້ຕອບຂອງລະບົບປະຕິບັດການໃດໆ. APIs ເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນມີຢູ່ໃນຮູບແບບຫນຶ່ງຫຼືອື່ນໃນ OS ໃດ.

●ສະມາຊິກ ສ້າງ (ການສ້າງ): OS ຕ້ອງປະກອບມີບາງວິທີການທີ່ອະນຸຍາດໃຫ້ທ່ານສ້າງຂະບວນການໃຫມ່. ເມື່ອທ່ານໃສ່ຄໍາສັ່ງເຂົ້າໄປໃນ terminal ຫຼືເປີດຕົວແອັບພລິເຄຊັນໂດຍການຄລິກສອງຄັ້ງໃສ່ໄອຄອນ, ການໂທຈະຖືກສົ່ງໄປຫາ OS ເພື່ອສ້າງຂະບວນການໃຫມ່ແລະຫຼັງຈາກນັ້ນເປີດຕົວໂຄງການທີ່ລະບຸໄວ້.
●ສະມາຊິກ ລົບ: ເນື່ອງຈາກມີການໂຕ້ຕອບສໍາລັບການສ້າງຂະບວນການ, OS ຄວນສະຫນອງຄວາມສາມາດໃນການບັງຄັບການໂຍກຍ້າຍຂອງຂະບວນການ. ໂປຣແກມສ່ວນໃຫຍ່ຈະເລີ່ມ ແລະຢຸດເອງຕາມທຳມະຊາດເມື່ອມັນແລ່ນ. ຖ້າບໍ່ດັ່ງນັ້ນຜູ້ໃຊ້ຢາກຈະຂ້າພວກເຂົາແລະດັ່ງນັ້ນການໂຕ້ຕອບເພື່ອຢຸດຂະບວນການຈະເປັນປະໂຫຍດ.
●ສະມາຊິກ ລໍຖ້າ (ລໍຖ້າ): ບາງຄັ້ງມັນເປັນປະໂຫຍດທີ່ຈະລໍຖ້າຂະບວນການສໍາເລັດ, ດັ່ງນັ້ນບາງການໂຕ້ຕອບໄດ້ຖືກສະຫນອງທີ່ສະຫນອງຄວາມສາມາດໃນການລໍຖ້າ.
●ສະມາຊິກ ການຄວບຄຸມອື່ນໆ (ການຄວບຄຸມຕ່າງໆ): ນອກຈາກການຂ້າແລະລໍຖ້າຂະບວນການ, ຍັງມີວິທີການຄວບຄຸມອື່ນໆ. ຕົວຢ່າງ, ລະບົບປະຕິບັດການສ່ວນໃຫຍ່ໃຫ້ຄວາມສາມາດໃນການຢຸດຂະບວນການ (ຢຸດການປະຕິບັດຂອງມັນໃນໄລຍະເວລາທີ່ແນ່ນອນ) ແລະຫຼັງຈາກນັ້ນສືບຕໍ່ມັນ (ສືບຕໍ່ປະຕິບັດ)
●ສະມາຊິກ ສະຖານະພາບ (ລັດ): ມີການໂຕ້ຕອບຕ່າງໆສໍາລັບການໄດ້ຮັບຂໍ້ມູນບາງຢ່າງກ່ຽວກັບສະຖານະຂອງຂະບວນການ, ເຊັ່ນວ່າມັນໄດ້ແລ່ນມາດົນປານໃດຫຼືສະຖານະທີ່ມັນຢູ່ໃນປະຈຸບັນ.

ການສ້າງຂະບວນການ: ລາຍລະອຽດ

ຫນຶ່ງໃນສິ່ງທີ່ຫນ້າສົນໃຈແມ່ນວິທີການທີ່ບັນດາໂຄງການຖືກປ່ຽນເປັນຂະບວນການ. ໂດຍສະເພາະວິທີການ OS ເອົາຂຶ້ນແລະດໍາເນີນການໂຄງການ. ວິທີການແທ້ຂະບວນການແມ່ນຖືກສ້າງຂຶ້ນ.
ກ່ອນອື່ນ ໝົດ, OS ຕ້ອງໂຫລດລະຫັດໂປຼແກຼມແລະຂໍ້ມູນສະຖິດເຂົ້າໄປໃນຫນ່ວຍຄວາມ ຈຳ (ເຂົ້າໄປໃນພື້ນທີ່ທີ່ຢູ່ຂອງຂະບວນການ). ໂປຣແກມຕ່າງໆມັກຈະຕັ້ງຢູ່ໃນແຜ່ນ ຫຼື ໄດຣຟ໌ລັດແຂງໃນຮູບແບບທີ່ສາມາດປະຕິບັດໄດ້ບາງອັນ. ດັ່ງນັ້ນ, ຂະບວນການໂຫລດໂປລແກລມແລະຂໍ້ມູນສະຖິດເຂົ້າໄປໃນຫນ່ວຍຄວາມຈໍາຕ້ອງການ OS ເພື່ອໃຫ້ສາມາດອ່ານ bytes ເຫຼົ່ານັ້ນຈາກແຜ່ນແລະວາງມັນໄວ້ບ່ອນໃດບ່ອນຫນຶ່ງໃນຫນ່ວຍຄວາມຈໍາ.

ໃນລະບົບປະຕິບັດການໃນຕອນຕົ້ນ, ຂະບວນການໂຫຼດໄດ້ຖືກເຮັດຢ່າງກະຕືລືລົ້ນ, ຊຶ່ງຫມາຍຄວາມວ່າລະຫັດທັງຫມົດຖືກໂຫລດເຂົ້າໄປໃນຫນ່ວຍຄວາມຈໍາກ່ອນທີ່ໂຄງການຈະເປີດຕົວ. ລະບົບປະຕິບັດການທີ່ທັນສະໄຫມເຮັດແບບນີ້ຢ່າງອິດເມື່ອຍ, ນັ້ນແມ່ນ, ການໂຫຼດລະຫັດຫຼືຂໍ້ມູນພຽງແຕ່ໃນເວລາທີ່ໂຄງການຕ້ອງການໃຫ້ເຂົາເຈົ້າໃນລະຫວ່າງການປະຕິບັດຂອງມັນ.

ເມື່ອລະຫັດແລະຂໍ້ມູນສະຖິດຖືກໂຫລດເຂົ້າໄປໃນຫນ່ວຍຄວາມຈໍາ OS, ມີບາງສິ່ງເພີ່ມເຕີມທີ່ຕ້ອງເຮັດກ່ອນທີ່ຂະບວນການສາມາດດໍາເນີນການໄດ້. ຈໍານວນຫນ່ວຍຄວາມຈໍາຈໍານວນຫນຶ່ງຕ້ອງໄດ້ຮັບການຈັດສັນສໍາລັບ stack ໄດ້. ໂປລແກລມໃຊ້ stack ສໍາລັບຕົວແປທ້ອງຖິ່ນ, ພາລາມິເຕີຟັງຊັນ, ແລະທີ່ຢູ່ກັບຄືນ. OS ຈັດສັນຫນ່ວຍຄວາມຈໍານີ້ແລະມອບໃຫ້ກັບຂະບວນການ. stack ຍັງສາມາດຖືກຈັດສັນດ້ວຍການໂຕ້ຖຽງບາງຢ່າງ, ໂດຍສະເພາະມັນຕື່ມຂໍ້ມູນໃສ່ພາລາມິເຕີຂອງຫນ້າທີ່ຕົ້ນຕໍ, ສໍາລັບການຍົກຕົວຢ່າງກັບ array ຂອງ argc ແລະ argv.

ລະບົບປະຕິບັດການອາດຈະຈັດແບ່ງບາງຫນ່ວຍຄວາມຈໍາໃຫ້ກັບ heap ຂອງໂຄງການ. heap ຖືກນໍາໃຊ້ໂດຍບັນດາໂຄງການເພື່ອຮ້ອງຂໍຢ່າງຈະແຈ້ງກ່ຽວກັບການຈັດສັນຂໍ້ມູນແບບໄດນາມິກ. ບັນດາໂຄງການຮ້ອງຂໍພື້ນທີ່ນີ້ໂດຍການໂທຫາຫນ້າທີ່ malloc () ແລະລ້າງມັນຢ່າງຊັດເຈນໂດຍການໂທຫາຫນ້າທີ່ ຟຣີ(). heap ແມ່ນຈໍາເປັນສໍາລັບໂຄງສ້າງຂໍ້ມູນເຊັ່ນ: ແຜ່ນເຊື່ອມຕໍ່, ຕາຕະລາງ hash, ຕົ້ນໄມ້ແລະອື່ນໆ. ໃນຕອນທໍາອິດ, ຈໍານວນຫນ່ວຍຄວາມຈໍາຈໍານວນຫນ້ອຍຖືກຈັດສັນໃຫ້ກັບ heap, ແຕ່ເມື່ອເວລາຜ່ານໄປ, ເມື່ອໂຄງການເຮັດວຽກ, heap ສາມາດຮ້ອງຂໍຄວາມຈໍາເພີ່ມເຕີມໂດຍຜ່ານຫ້ອງສະຫມຸດ API call malloc(). ລະບົບປະຕິບັດການແມ່ນມີສ່ວນຮ່ວມໃນຂະບວນການຈັດສັນຫນ່ວຍຄວາມຈໍາເພີ່ມເຕີມເພື່ອຊ່ວຍຕອບສະຫນອງການໂທເຫຼົ່ານີ້.

ລະບົບປະຕິບັດການຍັງຈະປະຕິບັດວຽກງານເບື້ອງຕົ້ນ, ໂດຍສະເພາະທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບ I/O. ສໍາລັບຕົວຢ່າງ, ໃນລະບົບ UNIX, ແຕ່ລະຂະບວນການໂດຍຄ່າເລີ່ມຕົ້ນມີ 3 ຕົວອະທິບາຍໄຟລ໌ເປີດ, ສໍາລັບການປ້ອນຂໍ້ມູນມາດຕະຖານ, ຜົນຜະລິດແລະຄວາມຜິດພາດ. ຕົວຈັບເຫຼົ່ານີ້ອະນຸຍາດໃຫ້ບັນດາໂຄງການສາມາດອ່ານຂໍ້ມູນເຂົ້າຈາກ terminal ເຊັ່ນດຽວກັນກັບການສະແດງຂໍ້ມູນໃນຫນ້າຈໍ.

ດັ່ງນັ້ນ, ໂດຍການໂຫລດລະຫັດແລະຂໍ້ມູນຄົງທີ່ເຂົ້າໄປໃນຫນ່ວຍຄວາມຈໍາ, ການສ້າງແລະເລີ່ມຕົ້ນ stack, ແລະເຮັດວຽກອື່ນໆທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບການປະຕິບັດວຽກງານ I / O, OS ກະກຽມຂັ້ນຕອນສໍາລັບຂະບວນການທີ່ຈະດໍາເນີນການ. ສຸດທ້າຍ, ມີວຽກງານສຸດທ້າຍຫນຶ່ງທີ່ຍັງເຫຼືອ: ແລ່ນໂຄງການຜ່ານຈຸດເຂົ້າຂອງມັນ, ເອີ້ນວ່າຫນ້າທີ່ຕົ້ນຕໍ (). ໂດຍການປະຕິບັດຫນ້າທີ່ຕົ້ນຕໍ (), OS ໂອນການຄວບຄຸມ CPU ໄປສູ່ຂະບວນການທີ່ສ້າງຂຶ້ນໃຫມ່, ດັ່ງນັ້ນໂຄງການເລີ່ມຕົ້ນທີ່ຈະດໍາເນີນການ.

ສະຖານະຂະບວນການ

ຕອນນີ້ພວກເຮົາມີຄວາມເຂົ້າໃຈບາງຢ່າງກ່ຽວກັບສິ່ງທີ່ຂະບວນການແມ່ນແລະວິທີການທີ່ມັນຖືກສ້າງຂື້ນ, ໃຫ້ບອກຂັ້ນຕອນທີ່ວ່າມັນສາມາດຢູ່ໃນ. ໃນຮູບແບບທີ່ງ່າຍດາຍທີ່ສຸດ, ຂະບວນການສາມາດຢູ່ໃນຫນຶ່ງໃນລັດເຫຼົ່ານີ້:
●ສະມາຊິກ ເຮັດວຽກ. ເມື່ອແລ່ນ, ຂະບວນການເຮັດວຽກຢູ່ໃນໂປເຊດເຊີ. ນີ້ຫມາຍຄວາມວ່າຄໍາແນະນໍາກໍາລັງຖືກປະຕິບັດ.
●ສະມາຊິກ ພ້ອມ. ຢູ່ໃນສະຖານະທີ່ກຽມພ້ອມ, ຂະບວນການແມ່ນພ້ອມທີ່ຈະດໍາເນີນການ, ແຕ່ສໍາລັບບາງເຫດຜົນ OS ບໍ່ໄດ້ປະຕິບັດມັນໃນເວລາທີ່ກໍານົດໄວ້.
●ສະມາຊິກ ສະກັດ. ໃນສະຖານະທີ່ຖືກບລັອກ, ຂະບວນການປະຕິບັດການດໍາເນີນການບາງຢ່າງທີ່ປ້ອງກັນບໍ່ໃຫ້ມັນພ້ອມທີ່ຈະປະຕິບັດຈົນກ່ວາບາງເຫດການເກີດຂຶ້ນ. ຕົວຢ່າງຫນຶ່ງທີ່ພົບເລື້ອຍແມ່ນເມື່ອຂະບວນການເລີ່ມຕົ້ນການດໍາເນີນງານ IO, ມັນຈະຖືກບລັອກເພື່ອໃຫ້ບາງຂະບວນການອື່ນສາມາດໃຊ້ໂປເຊດເຊີໄດ້.

ທ່ານສາມາດຈິນຕະນາການລັດເຫຼົ່ານີ້ໃນຮູບແບບຂອງກາຟ. ດັ່ງທີ່ພວກເຮົາເຫັນໃນຮູບ, ສະຖານະຂອງຂະບວນການສາມາດປ່ຽນແປງລະຫວ່າງ RUNNING ແລະ READY ຕາມການຕັດສິນໃຈຂອງ OS. ເມື່ອສະຖານະຂອງຂະບວນການປ່ຽນຈາກ READY ໄປເປັນ RUNNING, ມັນໝາຍຄວາມວ່າຂະບວນການໄດ້ກຳນົດເວລາແລ້ວ. ໃນທິດທາງກົງກັນຂ້າມ - ອອກຈາກຮູບແບບ. ໃນເວລານີ້ເມື່ອຂະບວນການກາຍເປັນບລັອກ, ຕົວຢ່າງ, ຂ້ອຍເລີ່ມຕົ້ນການດໍາເນີນງານ IO, OS ຈະຮັກສາມັນຢູ່ໃນສະຖານະນີ້ຈົນກ່ວາບາງເຫດການເກີດຂື້ນ, ຕົວຢ່າງການສໍາເລັດຂອງ IO. ໃນ​ປັດ​ຈຸ​ບັນ​ການ​ຫັນ​ປ່ຽນ​ໄປ​ໃນ​ສະ​ຖາ​ນະ​ການ READY ແລະ​ເປັນ​ໄປ​ໄດ້​ທັນ​ທີ​ທັນ​ໃດ​ກັບ​ລັດ RUNNING ຖ້າ OS ຕັດ​ສິນ​ໃຈ​ດັ່ງ​ນັ້ນ​.
ໃຫ້ເບິ່ງຕົວຢ່າງຂອງວິທີການສອງຂະບວນການຜ່ານລັດເຫຼົ່ານີ້. ເພື່ອເລີ່ມຕົ້ນດ້ວຍ, ໃຫ້ຈິນຕະນາການວ່າຂະບວນການທັງສອງກໍາລັງເຮັດວຽກ, ແລະແຕ່ລະຄົນໃຊ້ພຽງແຕ່ CPU. ໃນກໍລະນີນີ້, ລັດຂອງພວກເຂົາຈະມີລັກສະນະນີ້.

ໃນຕົວຢ່າງຕໍ່ໄປນີ້, ຂະບວນການທໍາອິດ, ຫຼັງຈາກແລ່ນບາງເວລາ, ຮ້ອງຂໍ IO ແລະເຂົ້າສູ່ສະຖານະ BLOCKED, ໃຫ້ຂະບວນການອື່ນດໍາເນີນການ (ຮູບ 1.4). OS ເຫັນວ່າຂະບວນການ 0 ບໍ່ໄດ້ໃຊ້ CPU ແລະເລີ່ມຂະບວນການ 1. ໃນຂະນະທີ່ຂະບວນການ 1 ກໍາລັງດໍາເນີນການ, IO ສໍາເລັດແລະສະຖານະຂອງຂະບວນການ 0 ມີການປ່ຽນແປງເປັນ READY. ສຸດທ້າຍ, ຂະບວນການ 1 ໄດ້ສໍາເລັດ, ແລະເມື່ອສໍາເລັດ, ຂະບວນການ 0 ເລີ່ມຕົ້ນ, ປະຕິບັດ, ແລະສໍາເລັດການເຮັດວຽກຂອງມັນ.

ໂຄງສ້າງຂໍ້ມູນ

OS ຕົວຂອງມັນເອງແມ່ນໂຄງການ, ແລະຄືກັນກັບໂຄງການອື່ນໆ, ມັນມີໂຄງສ້າງຂໍ້ມູນທີ່ສໍາຄັນຈໍານວນຫນຶ່ງທີ່ຕິດຕາມຂໍ້ມູນທີ່ກ່ຽວຂ້ອງຕ່າງໆ. ເພື່ອຕິດຕາມສະຖານະຂອງແຕ່ລະຂະບວນການ, OS ຈະສະຫນັບສະຫນູນບາງຢ່າງ ບັນຊີລາຍຊື່ຂະບວນການ ສໍາລັບຂະບວນການທັງຫມົດຢູ່ໃນສະຖານະ READY ແລະຂໍ້ມູນເພີ່ມເຕີມບາງຢ່າງເພື່ອຕິດຕາມຂະບວນການທີ່ກໍາລັງແລ່ນຢູ່. ນອກຈາກນີ້, OS ຄວນຕິດຕາມຂະບວນການທີ່ຖືກບລັອກ. ຫຼັງຈາກ IO ສໍາເລັດ, OS ຕ້ອງປຸກຂະບວນການທີ່ກໍານົດໄວ້ແລະເຮັດໃຫ້ມັນຢູ່ໃນສະຖານະພ້ອມທີ່ຈະດໍາເນີນການ.

ຕົວຢ່າງ, OS ຕ້ອງຮັກສາສະຖານະຂອງໂປເຊດເຊີລົງທະບຽນ. ໃນເວລານີ້ຂະບວນການຢຸດເຊົາ, ສະຖານະຂອງທະບຽນຈະຖືກເກັບໄວ້ໃນພື້ນທີ່ທີ່ຢູ່ຂອງຂະບວນການ, ແລະໃນເວລານີ້ການດໍາເນີນງານຂອງມັນຍັງສືບຕໍ່, ຄຸນຄ່າຂອງທະບຽນໄດ້ຖືກຟື້ນຟູຄືນໃຫມ່ແລະດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງສືບຕໍ່ການປະຕິບັດຂະບວນການນີ້.

ນອກ​ເຫນືອ​ໄປ​ຈາກ​ການ​ກຽມ​ພ້ອມ​, ສະ​ກັດ​, ລັດ​ແລ່ນ​, ມີ​ບາງ​ລັດ​ອື່ນໆ​. ບາງຄັ້ງ, ໃນເວລາສ້າງ, ຂະບວນການອາດຈະຢູ່ໃນສະຖານະ INIT. ສຸດທ້າຍ, ຂະບວນການສາມາດຖືກຈັດໃສ່ໃນສະຖານະສຸດທ້າຍເມື່ອມັນສໍາເລັດແລ້ວ, ແຕ່ຂໍ້ມູນຂອງມັນຍັງບໍ່ທັນຖືກລຶບລ້າງ. ໃນລະບົບ UNIX ລັດນີ້ເອີ້ນວ່າ ຂະບວນການ zombie. ລັດນີ້ເປັນປະໂຫຍດສໍາລັບກໍລະນີທີ່ຂະບວນການພໍ່ແມ່ຕ້ອງການຮູ້ລະຫັດກັບຄືນຂອງເດັກນ້ອຍ, ຕົວຢ່າງ, ປົກກະຕິແລ້ວ 0 ສັນຍານຜົນສໍາເລັດແລະ 1 ຄວາມຜິດພາດ, ແຕ່ນັກຂຽນໂປລແກລມສາມາດອອກລະຫັດຜົນຜະລິດເພີ່ມເຕີມເພື່ອສົ່ງສັນຍານບັນຫາທີ່ແຕກຕ່າງກັນ. ເມື່ອຂະບວນການຂອງພໍ່ແມ່ຢຸດເຊົາ, ມັນເຮັດໃຫ້ການໂທຫາລະບົບສຸດທ້າຍ, ເຊັ່ນ wait(), ເພື່ອລໍຖ້າຂະບວນການຂອງລູກຢຸດແລະສົ່ງສັນຍານກັບ OS ວ່າມັນສາມາດລຶບຂໍ້ມູນໃດໆທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບຂະບວນການທີ່ຖືກຍົກເລີກ.

ຈຸດສໍາຄັນຂອງການບັນຍາຍ:

●ສະມາຊິກ ຂະບວນການ — ສິ່ງ​ຫຍໍ້​ທໍ້​ຕົ້ນ​ຕໍ​ຂອງ​ໂຄງ​ການ​ທີ່​ເຮັດ​ວຽກ​ຢູ່​ໃນ OS​. ໃນເວລາໃດກໍ່ຕາມ, ຂະບວນການສາມາດຖືກອະທິບາຍໂດຍສະຖານະຂອງມັນ: ເນື້ອໃນຂອງຫນ່ວຍຄວາມຈໍາໃນພື້ນທີ່ທີ່ຢູ່ຂອງມັນ, ເນື້ອໃນຂອງການລົງທະບຽນໂປເຊດເຊີ, ລວມທັງຕົວຊີ້ຄໍາແນະນໍາແລະຕົວຊີ້ stack, ແລະຂໍ້ມູນ IO, ເຊັ່ນໄຟລ໌ເປີດທີ່ກໍາລັງອ່ານຫຼືຂຽນ.
●ສະມາຊິກ API ຂະບວນການ ປະກອບດ້ວຍການໂທທີ່ບັນດາໂຄງການສາມາດເຮັດໃຫ້ຂະບວນການ. ໂດຍປົກກະຕິເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນການສ້າງ, ລຶບ, ຫຼືການໂທອື່ນໆ.
● ຂະບວນການແມ່ນຢູ່ໃນຫນຶ່ງໃນຫຼາຍລັດ, ລວມທັງແລ່ນ, ພ້ອມ, ຖືກບລັອກ. ເຫດການຕ່າງໆເຊັ່ນການກໍານົດເວລາ, ການຍົກເວັ້ນຈາກການກໍານົດເວລາ, ຫຼືການລໍຖ້າສາມາດປ່ຽນສະຖານະຂອງຂະບວນການຈາກຫນຶ່ງໄປຫາອີກ.
●ສະມາຊິກ ບັນຊີລາຍຊື່ຂະບວນການ ມີຂໍ້ມູນກ່ຽວກັບຂະບວນການທັງຫມົດໃນລະບົບ. ແຕ່ລະລາຍການຢູ່ໃນມັນຖືກເອີ້ນວ່າຕັນຄວບຄຸມຂະບວນການ, ເຊິ່ງໃນຄວາມເປັນຈິງແມ່ນໂຄງສ້າງທີ່ມີຂໍ້ມູນທີ່ຈໍາເປັນທັງຫມົດກ່ຽວກັບຂະບວນການສະເພາະໃດຫນຶ່ງ. 

ແຫຼ່ງຂໍ້ມູນ: www.habr.com