Prozessmanagement: Definition, Erstellung und Steuerung

Grundlagen der Prozessdefinition

Prozess-Definition: Ein laufendes Programm.

Bedarf an Prozesssteuerung

Die Ausführung einer Reihe von Prozessen muss gesteuert werden, um die Prozessor-Auslastung zu maximieren und gleichzeitig eine angemessene Reaktionszeit bereitzustellen.

Es müssen Mittel bereitgestellt werden, um Prozesse in Übereinstimmung mit einer bestimmten Richtlinie (Policy) zu verwalten.

Das System muss die Kommunikation zwischen Prozessen sowie deren Erzeugung durch die Benutzer unterstützen.

Gründe für Prozessoperationen

Erstellen eines Prozesses

• Für eine interaktive Verbindung (durch einen Benutzer).
• Damit das Betriebssystem eine Dienstleistung erbringen kann.
• Durch einen bestehenden Prozess (ein Prozess erzeugt einen anderen).

Suspendierung eines Prozesses

• Für den Austausch (Swapping): Tritt ein, wenn das Betriebssystem Speicher für Prozesse freigeben muss, die bereit zur Ausführung sind (Ready to run).
• Auf Antrag eines Nutzers.
• Zeitgesteuert: Ein Prozess muss periodisch ausgeführt werden.
• Auf Antrag des übergeordneten Prozesses (Elternprozess).
• Aus Gründen des Betriebssystems: Das Betriebssystem kann einen Prozess aussetzen, wenn der Verdacht besteht, dass er Probleme verursacht.

Beenden eines Prozesses

Gründe für die Beendigung sind: Normale Beendigung, Zeitüberschreitung (Timeout), unzureichender Speicher, Verletzung von Grenzwerten zum Schutz, Rechenfehler, Fehler beim Ein- und Ausgang, ungültige Anweisung, privilegierte Anweisung, Missbrauch von Daten, Eingreifen des Bedienpersonals, Intervention des Betriebssystems (OS), Beendigung des Elternprozesses, auf Antrag des Elternprozesses etc.

Bestandteile eines Prozesses (Prozess-Image)

• User-Daten: Der modifizierbare Teil, in dem die Programmdaten gespeichert werden.
• User-Programm: Ein Programm, das mit einer spezifischen Funktion läuft.
• System-Stack: Jeder Prozess hat eine oder mehrere Zellen in jedem Stack; Parameter und Adressen werden gespeichert und nach dem LIFO-Prinzip (Last In First Out) verwaltet.
• Process Control Block (PCB): Enthält die erforderlichen Informationen, damit das Betriebssystem den Prozess steuern kann.

Elemente des Prozesskontrollblocks

• Prozess-ID: Eindeutige Identifikatoren zur Kennzeichnung.
• Prozessor-Statusinformationen: Sichtbare Register, Kontroll- und Statusregister (Counter, Codes, Statusinformationen) sowie Stack-Pointer.
• Prozesskontroll-Informationen: Informationen zur Zustandsplanung, Datenstrukturierung, Kommunikation zwischen Prozessen, Privilegien und Memory Management (Speicherverwaltung).