オペレーティングシステム オペレーティングシステム

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
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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
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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）
）
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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）
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