Einf ¨uhrung in UNIX - CIS

2.3 Daten in Bewegung: Prozesse 31
zwar kein UNIX, sondern etwas kleiner und daher überschaubarer, aber die
meisten Aufgaben und einige Lösungen sind UNIX-ähnlich.
2.3 Daten in Bewegung: Prozesse
2.3.1 Was ist ein Prozess?
Wir müssen – zumindest vorübergehend – unterscheiden zwischen einem Programm
und einem Prozess, auch Auftrag oder Task genannt. Ein Programm
läuft nicht, sondern ruht als File im File-System, siehe Abschnitt Daten in Ruhe:
Files ab Seite 45. Beim Aufruf wird es in den Arbeitsspeicher kopiert, mit
Daten ergänzt und bildet dann einen Prozess (process, processus), der Prozessorzeit
anfordert und seine Tätigkeit entfaltet. Man kann den Prozess als
die grundlegende, unteilbare Einheit ansehen, in der Programme ausgeführt
werden. Inzwischen unterteilt man jedoch in bestimmten Zusammenhängen
Prozesse noch feiner (threads), wie auch das Atom heute nicht mehr unteilbar
ist. Ein Prozess ist eine kleine, abgeschlossene Welt für sich, die mit der
Außenwelt nur über wenige, genau kontrollierte Wege Verbindung hält. Alle
gängigen Betriebssysteme verwenden Prozesse, in der Ausgestaltung unterscheiden
sich die Systeme.
Ein UNIX-Prozess besteht im Arbeitsspeicher aus drei Teilen: einem
Code-Segment (auch Text-Segment genannt, obwohl aus unlesbarem
Maschinencode bestehend), einem Benutzerdaten-Segment und einem
Systemdaten-Segment. Er bekommt eine eindeutige Nummer, die
Prozess-ID (PID). Das Code-Segment wird bei der Erzeugung des Prozesses
beschrieben und ist dann vor weiteren schreibenden Zugriffen geschützt.
Das Benutzerdaten-Segment wird vom Prozess beschrieben und gelesen, das
Systemdaten-Segment darf vom Prozess gelesen und vom Betriebssystem beschrieben
und gelesen werden. Im Benutzerdaten-Segment finden sich unter
anderem die dem Prozess zugeordneten Puffer. Unter die Systemdaten fallen
Statusinformationen über die Hardware und über offene Files. Durch die
Verteilung der Rechte wird verhindert, daß ein wildgewordener Prozess das
ganze System lahmlegt 9 . Ein Booten wegen eines Systemabsturzes ist unter
UNIX äußerst selten vonnöten.
Die gerade im System aktiven Prozesse listet man mit dem Kommando
ps(1) mit der Option -ef auf. Die Ausgabe sieht ungefähr so aus:
UID PID PPID STIME TTY TIME COMMAND
root 0 0 Jan 22 ? 0:04 swapper
root 1 0 Jan 22 ? 1:13 init
root 2 0 Jan 22 ? 0:00 pagedaemon
root 3 0 Jan 22 ? 0:00 statdaemon
9 In einfacheren Betriebssystemen ist es möglich, daß ein Programm während der
Ausführung seinen im Arbeitsspeicher stehenden Code verändert. Man könnte ein
Programm schreiben, daß sich selbst auffrißt.