Eine Methode zur formalen Modellierung von ...

46 Prozessorverwaltung
zu diesen. Prozesse sind die abstrakten, aktiven Komponenten innerhalb eines Betriebssystems,
vergleiche Abschnitt 3.2.
Ein Proze ist ein Strukturelement, das es erlaubt, die Beschreibung einer Berechnung
(also das Programm) von deren Ausfuhrung zu trennen. Er steht fur ein Programm,
das gestartet und dessen Ausfuhrung noch nicht beendet ist.
Die fur die Durchfuhrung von Berechnungen innerhalb eines Rechensystems und von
einem Betriebssystem durchzusetzenden Verwaltungsaufgaben werden anhand des
Prozekonzepts demonstriert.
Die Realisierung eines Prozesses erfolgt jedoch ausschlielich in Verbindung mit einem
Prozessor. Ein- und Mehrprozessorsysteme bestimmen jeweils die Anzahl der Prozesse, die
hochstens gleichzeitig aktiv sein durfen. Die Ausfuhrung der einem Proze zugeordneten
Berechnung kann nur dann tatsachlich fortschreiten, wenn der Prozessor dem Proze zugeteilt
ist. Da dies fur alle Prozesse gilt, mussen sie sich das Betriebsmittel Prozessor teilen.
Dabei mu dafur gesorgt werden, da Prozesse den Prozessor uberhaupt und dann nur fur
eine angemessene Zeitspanne zugeteilt bekommen.
Im Rahmen der Prozessorverwaltung besteht die Betriebssystemaufgabe darin, daruber zu
entscheiden, welcher Proze als nachstes einen Prozessor zugeteilt bekommt, und dafur
zu sorgen, da der Prozessor wieder freigegeben wird. Die Entscheidung daruber, welcher
Proze als nachstes ausgewahlt wird, wird mittels eines Scheduling-Algorithmus getroen.
Fur das Umschalten zwischen Prozessor und dem nachsten ausgewahlten Proze sowie die
Weitergabe des Prozessors ist der Dispatcher zustandig.
Scheduling
Der Teil eines Betriebssystems, der entscheidet, welchem ausfuhrbereiten Proze der Prozessor
als nachstes zugeteilt wird, heit Scheduler. Im allgemeinen existieren im System
mehrere Prozesse, deren Berechnungen ausgefuhrt werden sollen. Durch einen Scheduler
wird ein Scheduling-Algorithmus realisiert und auf der Basis einer vorgegebenen Strategie
werden ausfuhrbereite Prozesse ausgewahlt. In Abschnitt 3.3 wurden bereits einige
Kriterien zur Charakterisierung von Scheduling-Algorithmen, wie Fairne oder Ezienz,
genannt. Scheduling-Verfahren, bei denen der Prozessor einem ausfuhrbereiten Proze entzogen,
der Proze suspendiert wird, werden als Preemptives Scheduling bezeichnet. Es gibt
viele spezielle Scheduling-Algorithmen, deren Schwerpunkte entweder auf eines der moglichen
Kriterien ausgerichtet sind oder einen Kompromi zwischen mehreren unterschiedlichen
Kriterien bilden. Die Vor- und Nachteile dieser Algorithmen werden ausfuhrlich in
der Betriebssystemliteratur behandelt, siehe die Abschnitte 2.4 in [Tan94], 4.3 in [PS85],
6.2 in [Sta92] oder auch 5.2 in [Spi95]. Einige Algorithmen seien hier genannt:
Prioritats-Scheduling: Prozesse verfugen jeweils uber eine zugeordnete Prioritat, und der
Proze mit der hochsten Prioritat wird als nachstes ausgefuhrt siehe die Abschnitte
2.4.2 in [Tan94] oder 4.3.4 in [PS85].