U računalstvu, upravljanje procesima temeljni je aspekt operativnih sustava koji se bavi stvaranjem, raspoređivanjem i završetkom procesa. Proces je, jednostavnim rječnikom rečeno, instanca računalnog programa koji se izvršava. Sadrži kod programa i njegovu aktivnost. Učinkovito upravljanje procesima ključno je za performanse i stabilnost računalnog sustava.
Proces je izvršna instanca aplikacije. Na primjer, kada pokrenete uređivač teksta ili web preglednik, kreira se proces. Svaki proces osigurava resurse potrebne za izvođenje programa. Proces, u svom životnom ciklusu, prolazi kroz različita stanja kao što su početak, spreman, izvođenje, čekanje i prekid.
Životni ciklus procesa u operativnom sustavu uključuje nekoliko faza:
Procesni kontrolni blok (PCB) bitna je struktura podataka u operativnom sustavu. Sadrži informacije o stanju procesa, programskom brojaču, CPU registrima, informacijama o upravljanju memorijom, računovodstvenim informacijama i informacijama o I/O statusu. PCB je ključan za operativni sustav za učinkovito upravljanje procesima.
Planiranje procesa je ključni aspekt upravljanja procesima. Određuje redoslijed kojim procesi pristupaju dijeljenim CPU resursima. Postoji nekoliko algoritama za raspored:
U modernom računalstvu uobičajeno je pokrenuti više procesa istovremeno ili paralelno kako bi se poboljšala izvedba. Konkurentnost se odnosi na izvršavanje više procesa u isto vrijeme u jednojezgrenom CPU-u brzim prebacivanjem između njih. Paralelizam se , s druge strane, odnosi na istovremeno izvršavanje različitih dijelova programa na više jezgri višejezgrenog procesora, koji uistinu radi paralelno.
Međuprocesna komunikacija (IPC) je mehanizam koji omogućuje procesima da komuniciraju i sinkroniziraju svoje radnje. IPC je važan u modernim operativnim sustavima koji pokreću više procesa odjednom. Primjeri IPC-a uključuju cijevi, redove poruka, semafore i zajedničku memoriju.
Kako biste bolje razumjeli stvaranje procesa, razmotrite primjer stvaranja jednostavnog procesa u Linux sustavu korištenjem <code>fork()</code> sistemskog poziva. Sistemski poziv <code>fork()</code> stvara novi proces dupliciranjem trenutnog procesa. Novi proces naziva se proces dijete, a postojeći proces naziva se proces roditelj.
Eksperiment za razumijevanje planiranja procesa može uključivati simulaciju različitih algoritama raspoređivanja pomoću jednostavnog programa. Na primjer, može se napisati program u C-u koji implementira FCFS, SJF i RR algoritme za raspoređivanje i promatrati kako svaki algoritam upravlja redom procesa.
Upravljanje procesima ključni je aspekt dizajna operativnih sustava. Razumijevanjem životnog ciklusa procesa, algoritama raspoređivanja i mehanizama poput IPC-a, programeri i administratori sustava mogu optimizirati performanse i pouzdanost računalnih sustava. Kako se tehnologija razvija, tako raste i složenost upravljanja procesima, ali temeljna načela ostaju ista. Razumijevanje ovih koncepata ključno je za svakoga tko namjerava dublje raditi s operativnim sustavima ili razvijati aplikacije koje zahtijevaju učinkovito upravljanje procesima.
