Grundlagen der Prozessverwaltung in Betriebssystemen

Prozess- und Thread-Grundlagen

Prozess: Ein concept-driven Betriebssystem-Element, das laufende Programme repräsentiert.

Strang oder Thread: Ein Thread eines Prozesses, der eigene Ressourcen verbraucht und vom Elternprozess abhängt.

Prozesszustände

• Laufen: Der Prozessor führt Anweisungen des Programms aus und nutzt die CPU-Zeit.
• Standby oder Aktiv: Ein Prozess ist bereit zur Ausführung, wartet auf seinen Zeitraum und den Zugriff auf System-Ressourcen.
• Gesperrt: Der Prozess ist aus verschiedenen Gründen blockiert.

Prozess-Transitionen

• Transition A: Tritt ein, wenn ein laufendes Programm auf ein Ereignis warten muss, um fortzufahren.
• Transition B: Tritt ein, wenn die dem Prozess zugeteilte CPU-Zeit abgelaufen ist und er Platz für den nächsten Prozess macht.
• Transition C: Tritt ein, wenn ein bereiter Prozess zur Ausführung wechselt.
• Transition D: Tritt ein, wenn ein blockierter Prozess wieder in den bereiten Zustand wechselt.

Systemverwaltung

Changing Context: In einem Multithreaded-System wechselt ein Prozess oder Thread von einem Zustand in einen anderen.

Planer (Scheduler): Teil des Betriebssystems, der für die Vergabe von System-Ressourcen verantwortlich ist, um bestimmte Leistungsziele zu erreichen.

Prozess-Steuerungsblock (PCB)

Der Prozess-Steuerungsblock enthält den aktuellen Status der Prozesse (Ausführung, bereit, eingefroren).

• Kennung des Prozesses: Jeder Prozess ist über eine PID eindeutig identifiziert.
• Priorität des Prozesses: Wird durch den Scheduler zugewiesen.
• Speicherstelle: Die Speicheradresse, in der der Prozess geladen ist.
• Ressourcen: Hard- und Software-Ressourcen, die zur Ausführung benötigt werden.

Speicherverwaltung

Trade Area (Swap-Bereich): Bereich der Festplatte, der genutzt wird, um nicht ausgeführte Prozesse zu speichern und RAM für laufende Prozesse freizugeben.

Pagination: Technik zur Aufteilung des RAM in gleich große Bereiche (Frames) und Programme in gleich große Teile (Seiten).

Seitenrahmen: Unterteilung des Speichers in Bereiche gleicher Größe, um Prozesse auszutauschen.

Segmentation: Ermöglicht die Definition von Speicherblöcken unterschiedlicher Größe.

Swapping: Verfahren, wenn mehrere Benutzer Prozesse auf einer Maschine ausführen.