En informatique, la gestion des processus est un aspect fondamental des systèmes d'exploitation qui traite de la création, de la planification et de l'arrêt des processus. En termes simples, un processus est une instance d’un programme informatique en cours d’exécution. Il contient le code du programme et son activité. La gestion efficace des processus est cruciale pour les performances et la stabilité d’un système informatique.
Un processus est une instance d’exécution d’une application. Par exemple, lorsque vous exécutez un éditeur de texte ou un navigateur Web, un processus est créé. Chaque processus fournit les ressources nécessaires à l'exécution d'un programme. Un processus, au cours de son cycle de vie, passe par différents états tels que démarrage, prêt, exécution, attente et terminaison.
Le cycle de vie d'un processus dans un système d'exploitation comporte plusieurs étapes :
Le bloc de contrôle de processus (PCB) est une structure de données essentielle dans le système d'exploitation. Il contient des informations sur l'état du processus, le compteur de programme, les registres du processeur, les informations de gestion de la mémoire, les informations de comptabilité et les informations sur l'état des E/S. Le PCB est crucial pour que le système d’exploitation gère efficacement les processus.
La planification des processus est un aspect clé de la gestion des processus. Il détermine l'ordre dans lequel les processus accèdent aux ressources CPU partagées. Il existe plusieurs algorithmes de planification :
Dans l'informatique moderne, il est courant d'exécuter plusieurs processus simultanément ou en parallèle pour améliorer les performances. La concurrence fait référence à l'exécution de plusieurs processus en même temps dans un processeur monocœur en basculant rapidement entre eux. Le parallélisme , quant à lui, fait référence à l'exécution simultanée de différentes parties d'un programme sur plusieurs cœurs d'un processeur multicœur, qui fonctionne véritablement en parallèle.
La communication inter-processus (IPC) est un mécanisme qui permet aux processus de communiquer et de synchroniser leurs actions. L'IPC est important dans les systèmes d'exploitation modernes qui exécutent plusieurs processus à la fois. Des exemples d'IPC incluent les canaux, les files d'attente de messages, les sémaphores et la mémoire partagée.
Pour mieux comprendre la création de processus, prenons l'exemple de la création d'un processus simple dans un système Linux à l'aide de l'appel système <code>fork()</code>. L'appel système <code>fork()</code> crée un nouveau processus en dupliquant le processus actuel. Le nouveau processus est appelé processus enfant et le processus existant est appelé processus parent.
Une expérience visant à comprendre la planification des processus peut impliquer la simulation de différents algorithmes de planification à l'aide d'un programme simple. Par exemple, on peut écrire un programme en C qui implémente les algorithmes de planification FCFS, SJF et RR et observer comment chaque algorithme gère la file d'attente des processus.
La gestion des processus est un aspect crucial de la conception des systèmes d’exploitation. En comprenant le cycle de vie des processus, des algorithmes de planification et des mécanismes tels que l'IPC, les développeurs et les administrateurs système peuvent optimiser les performances et la fiabilité des systèmes informatiques. À mesure que la technologie évolue, la complexité de la gestion des processus augmente également, mais les principes fondamentaux restent les mêmes. Comprendre ces concepts est essentiel pour toute personne souhaitant travailler en profondeur avec des systèmes d'exploitation ou développer des applications nécessitant une gestion efficace des processus.
