2010/5/27 オペレーティングシステム －プロセスの仕組み－ プ 倉敷芸術科学大学 平成22年度 平成22 年度 開講科目 担当： 小林 和真 [email protected] kazu オペレーティングシステムの役割 • コンピュータの資源の管理 – ソフトウエア資源 – ハードウエア資源 • コンピュータの利用効率化 – 多重化 – スケジューリング システム プログラム ゲーム プログラム 表計算 プログラム ワープロ ・・・ ユーティリティ プログラム ウィンドウ システム コンパイラ プログラム ・・・ オペレーティングシステム • コンピュータの仮想化 ンピ タの仮想化 – 仮想記憶の実現 – ファイルシステムの提供 ハードウエア 1 2010/5/27 プロセスとは？ • プログラムの実行単位 – プログラムはプロセスとして実行される • 資源割り当ての対象 • スケジューリングの対象 ＯＳ 環境（Environment 環境（ Environment）） －プロセス資源－ プロセス イメージ（Image イメージ（ Image）） －実行可能プログラム－ マルチプロセス • 同時に複数のプロセスを処理できる • タイム・シェアリング・システム タイム シェアリング システム – 時分割多重（Time 時分割多重（Time Sharing System System） ） – 時間を区切ってプロセスに資源を割当 てこれを順次切り替えることでマルチプ ロセスを実現 ＯＳ 2 2010/5/27 マルチユーザシステムの原理 • ユーザ毎にプロセスをグループ化して管理 – ひとりのユ ひとりのユーザが複数のプロセスを実行できる ザが複数のプロセスを実行できる – 他人のプロセスと自分のプロセスは独立して実行され ているように見える ユーザ Ａ ユーザ Ｂ ユーザ Ｃ プロセス・スケジューリング • Process Scheduling • どのようなアルゴリズム（戦略）でプ どのようなアルゴリズム（戦略）でプロセスを実行していくか セスを実行していくか を決定する – シーケンシャル・スケジューリング（順次実行） – ラウンド・ロビン・スケジューリング – プライオリティ・スケジューリング など • スケジューリングの指標（おまけに追記） – 応答時間を最短に • ターンアラウンドタイム（ ターンアラウンドタイム（Tern Tern Around Time Time） ） • レスポンスタイム（ レスポンスタイム（Response Response Time） Time） – 実行時間（処理時間）を最小に • スループット（ スループット（Throughput Throughput） ） 3 2010/5/27 プロセス処理 • 割込み処理（インターラプト） – 処理の中断、資源状態の通知など 処理の中断 資源状態の通知など • 共有処理（シェアード） – 複数プロセス間での資源共有の仕組みが必要 • 排他制御（デッドロック） – 複数プロセスによる資源確保の競合が発生した時に必要 プロセス間通信（Inter プロセス間通信（ Inter Process Communication Communication） ） おまけ：システムの性能指標 • • • • • • 可用性（アベイラビリティ） 応答性（レ ポンシビリテ ） 応答性（レスポンシビリティ） 信頼性（リライヤビリティ） 対障害性（フォルトトレラント） 規模適用性（スケーラビリティ） 価格適用性（コストエフェクティビティ） 4
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