[Betrieb System] - Prozess & Thread

Notizen auf Vorlesung [Betrieb System]

Adressraum:


Prozess A
 ________
|Kern    |
----------
|Stack   |   <---- Stack Pointer
|...     | 
|...     |
|        |
|--------|
|BSS     |
|--------|
|DATA    |
|--------|
|Text    |
|--------|

Stack-Segment: Kellerspeicher

Funktionsparameter und lokale Variablen
Ruecksprung Adresse

Daten-Segment: globale Daten

Data: intialisierte Daten
BSS: “block started by symbol” per Konvention mit 0 intialisiert erweiterbar durch systemanruf

Textsegment: Maschinencode

nur lesbar, ausfuehrbar
erste Seite frei zum erkennen nicht-intialisiert Pointer

Thread-Zustände

aktiv: Thread wird gerade auf der CPU ausgeführt, Pro CPU ist zu jedem Zeitpunkt maximal ein Thread aktiv.
blockiert: Warten auf ein Ereignis (z.B. Botschaft, Freigabe eines Betriebsmittels) um weiterarbeiten zu können
bereit: nicht blockiert, aber momentan nicht aktiv. Die bereit-Menge enthält alle Threads, die ummitttelbar aktic werden können

_________        _______          __________
BLOCKIERT| <-----|Aktiv|  <------ | Bereit |
_________|       |_____|  ------> |________|
    |                                 ^
    |_________________________________|

RANDBEDINGUNGEN:

Zu jeder Zeit ist höchstens eine Thread pro CPU aktiv
eine aktiber Thread ist zu jedem Zeitpunkt genau einer CPU zugeordnet.
nur die bereiten Threads erhalten CPU (werden aktiv)
Fairness: jeder THread erhält angemessenen Antel CPU-Zeit, kein Thread darf CPU für sich allein beanspruchen.
Wohlverhalten von Threads darf bei Implementierung von Threads keine Voraussetzung sein. z.B. while (true) {} darf nicht dazu führen, dass andere Threads nie wieder “drankommen”

Kooperative vs. präemtive Umschaltung

Cooperative vs Preemtive

Cooperative	Preemtive
tasks manage their lifecycle	scheduler have control over tasks
Task decides when to yield control back to scheduler	Scheduler can interrupt tasks
Assign task to worker that is free	Assign a time slice for the task
switch task when it yields control	switch task when it yields control or its time is up
can results in hang up	won’t hang up for a haning task
Scheduler dont’s needs to care about tasks’ state	Scheduler needs to maintain a table of tasks’ state i.e. registers, stack pointer
Low switching overhead	High switching overhead

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