Prozesse im Betriebssystem: Zustände, Typen und SEO-Optimierung

Prozesse im Betriebssystem: Definition und Zustände

Prozess: Jede Art von Tätigkeit, die die Aufmerksamkeit der CPU-Auslastung einer Maschine erfordert.

Der Prozess ist eine aktive Einheit, die ausgeführt wird, während ein Programm eine passive Einheit ist, die nicht ausgeführt wird.

Zustände eines Prozesses

Ein Prozess kann sich in den folgenden Zuständen befinden:

• Laufend oder aktiv: Wenn er die CPU zu einem bestimmten Zeitpunkt nutzt (es kann immer nur ein Prozess aktiv sein).
• Ausführbar, vorbereitet oder bereit (Ready): Ein Prozess wartet darauf, die CPU für die Ausführung zu erhalten.
• Gesperrt (Blocked): Kann nicht ausgeführt werden, da ein bestimmtes Ereignis noch nicht eingetreten ist.

Klassifizierung von Prozessen nach Interaktion

Abhängig von der Interaktion zwischen den Prozessen werden diese wie folgt eingestuft:

1. Unabhängig: Sie synchronisieren oder teilen sich nicht mit anderen Prozessen. In einem System mit einem einzigen Prozessor gibt es streng genommen nur unabhängige Prozesse.
2. Kooperativ: Sie kommunizieren und synchronisieren ihre Aktivitäten für eine gemeinsame Aufgabe (Laboratorium).
3. Kompetitiv: Sie konkurrieren um die Ressourcen des Computers. Der geordnete Zugriff auf diese Ressourcen erfordert Synchronisation und manchmal auch Kommunikation zwischen den Prozessen.

Detaillierte Zustände von Prozessen

Weitere detaillierte Zustände umfassen:

• Aktiv (Running): Ein Prozess, der in einem gegebenen Augenblick läuft.
• Vorbereitung (Ready): Bereit zur Ausführung, wartet darauf, dass der Prozessor frei wird.
• Blockiert oder unterbrochen (Blocked/Waiting): Wartet auf ein Ereignis (z. B. E/A-Operation, Signal).
• Beendet (Died): Die Ausführung ist beendet oder es ist ein tödlicher Fehler des Betriebssystems aufgetreten.
• Nicht existent (Nonato): Der Prozess existiert, ist dem Betriebssystem aber noch nicht bekannt.
• Globaler Systemzustand: Die Menge der Ressourcen und Prozesse mit ihren entsprechenden Zuständen zu einem bestimmten Zeitpunkt.

Prozesszustandsübergänge im Betriebssystem

Die Zustandsänderungen erfolgen durch das Betriebssystem als Reaktion auf interne oder externe Ereignisse.

Zustandsübergänge: Aktiv und Bereitschaft

Wir sagen, dass ein Prozess im Zustand Ausführung (Running) ist, wenn er die Kontrolle über die CPU hat (d. h. die CPU führt das Programm dieses Prozesses aus). Wir nennen ihn dann den laufenden Prozess des Prozessors.

Wir sagen, dass ein Prozess im Zustand Bereitschaft (Ready/Ausführbar) ist, wenn er nur darauf wartet, dass ihm CPU-Zeit gewährt wird.

Ein Prozess ist im Zustand Blockiert oder Wartend (Blocked/Waiting), wenn er darauf wartet, dass ein bestimmtes Ereignis eintritt (z. B. eine angeforderte E/A-Operation abgeschlossen wird).

Zustandsübergänge: Unterbrechung und Blockierung

• Zustand Running $\rightarrow$ Ready (Ausgesetzt): Wenn ein laufender Prozess auf eigenen Wunsch oder auf Antrag eines anderen Prozesses unterbrochen wird, wechselt er in den Zustand Ausführbar (Ready) oder wird als ausgesetzt/bereit gekennzeichnet.
• Zustand Blocked $\rightarrow$ Suspended-Blocked: Wenn der Prozess zuvor blockiert war und dann ausgesetzt wird, wechselt der Prozess in einen neuen Zustand, der als suspendiert blockiert oder blockiert ausgesetzt bezeichnet wird.

Externe oder temporäre Zustände

In einigen Systemen gibt es auch andere Zustände, die als extern bezeichnet werden und auftreten, wenn der Prozess geladen wird, bevor das entsprechende Programm im Speicher ist, oder wenn der Prozess aus dem Speicher entfernt wird, nachdem das Programm zerstört wurde. Diese Zustände sind:

• Warten (WAIT oder START): Der Prozess befindet sich im Wartezustand, wenn er initialisiert wird (d. h. Ressourcen zugewiesen sind, seine Umgebung vorbereitet ist ...), aber noch nicht physisch im Speicher ist.
• Ende (END oder FINAL): Wenn der Prozess beendet ist, geschieht das Gegenteil: Der Prozess verbleibt im Endzustand, bis alle Spuren des Prozesses (und seiner Nachfolger, falls vorhanden) beseitigt sind.