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Caractéristiques des Processus
3
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programme en cours
d’exécution
PROBLÈME: Un processeur ne peut
exécuter qu’une seule instruction à la fois.
BUT: Partager un (ou plusieurs)
processeur entre différents processus.
5
6
Il est possible de distinguer deux
types de processus
les processus utilisateurs.
les processus système
 a) Les processus système (daemons)
Processus qui sont lancés au démarrage du
système,
Ces processus ne sont sous le contrôle d’aucun
terminal et ont comme propriétaire l’administrateur du
système
b)Les processus utilisateurs :
o Ils correspondent à chaque exécution d’un
programme par l’utilisateur. Ces processus
appartiennent à l’utilisateur et sont généralement
attachés à un terminal.
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10
Quand un processus s’exécute, il change d
Chaque processus peut se trouver dans
Chacun des états suivantes :
Ses caractéristiques statiques c’est-à-
dire ne variant pas au cours de sa vie,
sont:
♦ Un numéro unique: PID (Process IDentifier),
♦ Un propriétaire déterminant les droits d’accès du
processus aux ressources : ouverture de
fichiers...
♦ Un terminal d’attache pour les entrées/sorties
11
Ses caractéristiques dynamiques sont:
12
13
L’ordonnanceur (scheduler) est le
module du SE qui s’occupe de
sélectionner le processus suivant
à exécuter parmi ceux qui sont
prêts.
14
A. Ordonnancement préemptif :
l’Ordonnanceur peut interrompre un processus en
cours d’exécution si un nouveau processus de
priorité plus élevée est inséré dans la file des
Prêts.
B. Ordonnancement coopératif :
Ordonnancement jusqu’à achèvement : le
processus élu garde le contrôle jusqu’à
épuisement du temps qui lui a été alloué même si
des processus plus prioritaires ont atteint la liste
des Prêts 15
A. L’algorithme FIFO (First In First Out)
 L'ordonnancement est fait dans l'ordre d'arrivée
 Le processus élu est celui qui est en tête de liste des
Prêts: le premier arrivé.
B. L’algorithme SJF (Shortest Job First)
 SJF choisit de façon prioritaire les processus ayant le
plus court temps d’exécution sans réellement tenir
compte de leur date d’arrivée. 16
C. L'algorithme du tournique
les processus sont rangés dans une file d'attente des
éligibles, le processeur est alloué successivement aux
différents processus pour une tranche de temps fixe Q
appelé Quantum.
D. L’algorithme HPF(Highest Priority First)
 L'attribution de priorité à chaque processus.
L'Ordonnanceur lance le processus prêt de priorité la
plus élevée.
 En cas de priorités égales on utilise l’algorithme FIFO
17
18
 A chaque création de processus, celui ci se
voit affecté trois canaux de communication :
 Entrée standard
 Sortie standard
 Sortie d'erreurs standard
19
Chacun des trois canaux se voit
affecter un nom de fichier et un
numéro :
20
Canal de
communication
Fichier Numéro logique
Entrée standard stdin 0
Sortie standard stdout 1
Sortie d'erreurs standard stderr 2
 Le fichier stdin :
 fichier à partir duquel le process va lire les données
nécessaires en entrée.
 Ouvert avec le numéro logique 0(file descriptor C)
 Par défaut associé au clavier
 Le fichier stdout :
 fichier dans lequel le process va écrire les messages qu'il
produit en sortie, dans le cas d'une exécution normale.
 ouvert avec le numéro logique 1 (file descriptor C)
 par défaut associé à l'écran
 Le fichier stderr :
 fichier dans lequel le process va écrire les messages d'erreur.
 ouvert avec le numéro logique 2 (file descriptor C)
 par défaut associé à l'écran
21
22
23
 L’ exécution de toute commande UNIX se termine
par l’envoi d’un code retour au processus père.
Celui-ci indique le bon déroulement ou non de la
commande.
 un code retour égal à:
 0 : indique un bon déroulement
 1 : indique une erreur de syntaxe
 2 : une erreur d’emploi de la commande.
 La variable $? du shell permet d’afficher le code
retour de la dernière commande exécuté
24
 La primitive FORK : permet la création dynamique
d'un nouveau processus qui s'exécute de manière
concurrente avec le processus qui l'a créé.
 Lors de l'exécution de l'appel système Fork, si les
ressources noyaux sont disponibles, le système
effectue les opérations suivantes :
 le système alloue une entrée à la table des processus
pour le nouveau processus
 le système alloue un PID unique au nouveau processus
 le système duplique le contexte du processus parent : le
code, les données, et la pile
 le système retourne au processus père le PID du
processus crée et au nouveau processus (le fils) la
valeur 0.
25
 Lors de cette création le processus fils hérite de
tous les attributs de son père sauf :
 l'identificateur de son père
 son propre identificateur
 les temps d'exécution du nouveau processus sont à
nuls.
 Notamment, le fils hérite de tous les descripteurs
de fichiers ouverts par son père et partage donc
ces fichiers avec lui.
26
 Un appel à la primitive EXIT provoque la
terminaison du processus effectuant l'appel avec un
code retour valeur.
 Un processus qui se termine passe dans l'état
zombi et reste dans cet état tant que son père n'a
pas pris en compte sa terminaison.
 Lorsqu'un processus se termine, le système
démantèle tout son contexte, sauf l'entrée de la
table des processus le concernant.
 Le processus père, par un appel à la primitive
WAIT, récupère la mort de son fils, cumule les
statistiques de celui-ci avec les siennes et détruit
l'entrée de la table des processus concernant son
fils défunt. Le processus fils disparaît
complètement.
27
 La communication entre le fils zombi et le père
s'effectue par le biais d'un signal transmis du fils
vers le père (signal SIGCHLD ou mort du fils). Si le
père n'attend pas la mort de son fils par un appel à
la primitive WAIT alors la table des processus n'est
pas libérée et il y a risque de saturation de cette
table.
 Un processus fils défunt reste zombi jusqu'à ce que
son père ait pris connaissance de sa mort. Un
processus fils orphelin, suite au décès de son père
(le processus père s'est terminé avant son fils) est
toujours adopté par le processus numéro 1 (INIT) et
non par son grand-père.
28
29
 un identificateur unique du processus (un entier) : le
PID
 l'état courant du processus (élu, prêt, bloqué)
 le contexte processeur du processus : la valeur du CO,
la valeur des autres registres du processeur
 le contexte mémoire : des informations mémoire qui
permettent de trouver le code et les données du
processus en mémoire centrale
 des informations diverses de comptabilisation pour les
statistiques sur les performances système
 des informations liées à l' ordonnancement du
processus.
 Le PCB permet la sauvegarde et la restauration du
contexte mémoire et du contexte processeur lors des
opérations de commutations de contexte .
30
31
32
 Un processus (ou le système) peut envoyer un signal à
un autre processus (commande ou appel kill) .Le
processus destinataire réagit instantanément (il
interrompt l'exécution de son programme, traite le
signal, et éventuellement reprend son exécution)
 Le système communique avec les processus à l’aide de
signaux. Un signal ne transporte pas d'information autre
que son numéro. Il existe quelques dizaines de signaux
distincts, définis par le système (kill -l pour obtenir la
liste)
 Par exemple:
 SIGKILL Termine le processus autoritairement
 SIGSTOP Met le processus en attente (sommeil)
 SIGCONT Reprend l'exécution d'un processus endormi
33
 Exemples de génération de signaux :
 Lorsqu'un fils se termine, un signal SIGCHLD est
envoyé à son père. Cependant, le père ne sait pas
lequel de ses fils s’est terminé.
 Lorsqu’un processus écrit à une adresse mémoire
invalide, un signal SIGSEGV est généré
 div. par 0 envoie le signal SIGFPE (Floating Point
Exception)
 Certaines touches entrainent l'envoi d'un signal :
 Ctrl+C Envoie SIGINT
 Ctrl+ Envoie SIGQUIT
34
35
 Le mode d’exécution par défaut
 Exécution synchrone
 Pour lancer l'exécution séquentielle de
plusieurs commandes sur la même ligne de
commande, il suffit de les séparer par le
caractère ;
36
 la combinaison de touches appropriée pour arrêter
l’exécution d’une commande en mode synchrone
est indiquée par la valeur du champ intr lorsque la
commande unix stty
37
 permet de rendre immédiatement le contrôle à
l’utilisateur
 On utilise le caractère & pour lancer une
commande en arrière-plan ( cmd &)
38
 Si le terminal est fermé, la commande en arrière
plan est interrompue automatiquement
 Solution: lancer la commande sous le contrôle de la
commande nohup (nohup nom_commande &)
39
 Commande at:
 Exécution d’une commande a un temps précis
40
41
 Commande ps
 permet de voir l'état des processus en cours d'exécution
sur une machine
 Syntaxe:
 ps [options]
 Rarement utilisé sans option
42
 Option:
 -e : affichage de tous les processus
 -f : affichage détaillé
 -x : permet de visualiser tout les processus actifs de
l'utilisateur courant
 -ax :permet de visualiser tous les processus de la
machine de tous les utilisateurs
 -aux : permet de visualiser affiche les utilisateurs
associés à chaque processus
 -u nom_utilisateur : affiche chaque processus associés
à utilisateur
 -p PID :affiche les informations sur un processus
 -t :affiche tout les processus liées a un terminal
43
44
 Permet d’afficher des informations en continu sur l’activité
du système
 Permet surtout de suivre les ressources que les processus
utilisent (quantité de RAM, pourcentage de CPU, la durée
de ce processus depuis son démarrage
45
 Commande kill
 pour arrêter un processus, on doit aussi tuer un
processus
 On doit connaître son PID (commande ps)
 Syntaxe:
• kill -9 PID
• kill PID
46
47
PRIORITÉ D’UN PROCESSUS
 Chaque processus se voit affecter une priorité qui
correspond à un numéro(entre -20 et 20).
 Lorsqu'une commande est lancée, le processus a
une priorité maximale.
 Plus le processus occupe de temps d’exécution
pour le processeur, plus son numéro de priorité
baisse, et moins le processus occupe de temps
d’exécution pour le processeur, plus son numéro de
priorité augmente.
 plusieurs processus peuvent être exécutes en
même temps
48
 La commande nice permet de diminuer la priorité
du processus :
 nice -n nombre (nom_processus)
 Exemple :
 nice -n -19 firefox
 Donc ici le Firefox va s'ouvrira avec une priorité très élevé.
 On peut aussi gérer la priorité sans commande de
ligne depuis le Moniteur système
49
 la commande renice permet de changer le facteur
de priorité en cours d'exécution de la commande,
en spécifiant le nouveau facteur de priorité et le
numéro de processus (PID) mais il faut se
connecter au tant qu’un root :
 Exemple :
 renice -10 (pid_processus)
 Remarque : on peut trouver le PID d'un processus
en cours d’exécution avec la commande (PIDOF
nom_de_processus)
50
51
 Fonctionnalité interne au shell
 Permet de gérer des tâches (processus) multiples
dans un même shell :
 suspension temporaire : le processus est arrêté jusqu'à
nouvel ordre
 arrêt définitif : le processus est terminé
 mise en arrière/avant plan : le processus reçoit l'entrée
clavier
 Un processus peut ignorer l'arrêt définitif, mais pas
la suspension
52
 Suspendre (stopper) un processus : Ctrl+z
 Arrêter (terminer) un processus : Ctrl+c (si le
processus est à l'avant plan)
 Voir la liste des processus du terminal (jobs) :
 jobs %n
 '+' est le job « courant »
53
 Mettre un job en arrière plan :
 bg %n
 nom_ps &
 Mettre un job en avant plan :
 fg %n
 nom_ps
 Lancer un job en arrière plan :
 nom_ps &
54
55
Merci pour
votre attention.

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Gestion des processus

  • 1. 1
  • 3. 3
  • 4. 4 programme en cours d’exécution PROBLÈME: Un processeur ne peut exécuter qu’une seule instruction à la fois. BUT: Partager un (ou plusieurs) processeur entre différents processus.
  • 5. 5
  • 6. 6 Il est possible de distinguer deux types de processus les processus utilisateurs. les processus système
  • 7.  a) Les processus système (daemons) Processus qui sont lancés au démarrage du système, Ces processus ne sont sous le contrôle d’aucun terminal et ont comme propriétaire l’administrateur du système b)Les processus utilisateurs : o Ils correspondent à chaque exécution d’un programme par l’utilisateur. Ces processus appartiennent à l’utilisateur et sont généralement attachés à un terminal. 7
  • 8. 8
  • 9. 9
  • 10. 10 Quand un processus s’exécute, il change d Chaque processus peut se trouver dans Chacun des états suivantes :
  • 11. Ses caractéristiques statiques c’est-à- dire ne variant pas au cours de sa vie, sont: ♦ Un numéro unique: PID (Process IDentifier), ♦ Un propriétaire déterminant les droits d’accès du processus aux ressources : ouverture de fichiers... ♦ Un terminal d’attache pour les entrées/sorties 11
  • 13. 13
  • 14. L’ordonnanceur (scheduler) est le module du SE qui s’occupe de sélectionner le processus suivant à exécuter parmi ceux qui sont prêts. 14
  • 15. A. Ordonnancement préemptif : l’Ordonnanceur peut interrompre un processus en cours d’exécution si un nouveau processus de priorité plus élevée est inséré dans la file des Prêts. B. Ordonnancement coopératif : Ordonnancement jusqu’à achèvement : le processus élu garde le contrôle jusqu’à épuisement du temps qui lui a été alloué même si des processus plus prioritaires ont atteint la liste des Prêts 15
  • 16. A. L’algorithme FIFO (First In First Out)  L'ordonnancement est fait dans l'ordre d'arrivée  Le processus élu est celui qui est en tête de liste des Prêts: le premier arrivé. B. L’algorithme SJF (Shortest Job First)  SJF choisit de façon prioritaire les processus ayant le plus court temps d’exécution sans réellement tenir compte de leur date d’arrivée. 16
  • 17. C. L'algorithme du tournique les processus sont rangés dans une file d'attente des éligibles, le processeur est alloué successivement aux différents processus pour une tranche de temps fixe Q appelé Quantum. D. L’algorithme HPF(Highest Priority First)  L'attribution de priorité à chaque processus. L'Ordonnanceur lance le processus prêt de priorité la plus élevée.  En cas de priorités égales on utilise l’algorithme FIFO 17
  • 18. 18
  • 19.  A chaque création de processus, celui ci se voit affecté trois canaux de communication :  Entrée standard  Sortie standard  Sortie d'erreurs standard 19
  • 20. Chacun des trois canaux se voit affecter un nom de fichier et un numéro : 20 Canal de communication Fichier Numéro logique Entrée standard stdin 0 Sortie standard stdout 1 Sortie d'erreurs standard stderr 2
  • 21.  Le fichier stdin :  fichier à partir duquel le process va lire les données nécessaires en entrée.  Ouvert avec le numéro logique 0(file descriptor C)  Par défaut associé au clavier  Le fichier stdout :  fichier dans lequel le process va écrire les messages qu'il produit en sortie, dans le cas d'une exécution normale.  ouvert avec le numéro logique 1 (file descriptor C)  par défaut associé à l'écran  Le fichier stderr :  fichier dans lequel le process va écrire les messages d'erreur.  ouvert avec le numéro logique 2 (file descriptor C)  par défaut associé à l'écran 21
  • 22. 22
  • 23. 23  L’ exécution de toute commande UNIX se termine par l’envoi d’un code retour au processus père. Celui-ci indique le bon déroulement ou non de la commande.  un code retour égal à:  0 : indique un bon déroulement  1 : indique une erreur de syntaxe  2 : une erreur d’emploi de la commande.  La variable $? du shell permet d’afficher le code retour de la dernière commande exécuté
  • 24. 24
  • 25.  La primitive FORK : permet la création dynamique d'un nouveau processus qui s'exécute de manière concurrente avec le processus qui l'a créé.  Lors de l'exécution de l'appel système Fork, si les ressources noyaux sont disponibles, le système effectue les opérations suivantes :  le système alloue une entrée à la table des processus pour le nouveau processus  le système alloue un PID unique au nouveau processus  le système duplique le contexte du processus parent : le code, les données, et la pile  le système retourne au processus père le PID du processus crée et au nouveau processus (le fils) la valeur 0. 25
  • 26.  Lors de cette création le processus fils hérite de tous les attributs de son père sauf :  l'identificateur de son père  son propre identificateur  les temps d'exécution du nouveau processus sont à nuls.  Notamment, le fils hérite de tous les descripteurs de fichiers ouverts par son père et partage donc ces fichiers avec lui. 26
  • 27.  Un appel à la primitive EXIT provoque la terminaison du processus effectuant l'appel avec un code retour valeur.  Un processus qui se termine passe dans l'état zombi et reste dans cet état tant que son père n'a pas pris en compte sa terminaison.  Lorsqu'un processus se termine, le système démantèle tout son contexte, sauf l'entrée de la table des processus le concernant.  Le processus père, par un appel à la primitive WAIT, récupère la mort de son fils, cumule les statistiques de celui-ci avec les siennes et détruit l'entrée de la table des processus concernant son fils défunt. Le processus fils disparaît complètement. 27
  • 28.  La communication entre le fils zombi et le père s'effectue par le biais d'un signal transmis du fils vers le père (signal SIGCHLD ou mort du fils). Si le père n'attend pas la mort de son fils par un appel à la primitive WAIT alors la table des processus n'est pas libérée et il y a risque de saturation de cette table.  Un processus fils défunt reste zombi jusqu'à ce que son père ait pris connaissance de sa mort. Un processus fils orphelin, suite au décès de son père (le processus père s'est terminé avant son fils) est toujours adopté par le processus numéro 1 (INIT) et non par son grand-père. 28
  • 29. 29
  • 30.  un identificateur unique du processus (un entier) : le PID  l'état courant du processus (élu, prêt, bloqué)  le contexte processeur du processus : la valeur du CO, la valeur des autres registres du processeur  le contexte mémoire : des informations mémoire qui permettent de trouver le code et les données du processus en mémoire centrale  des informations diverses de comptabilisation pour les statistiques sur les performances système  des informations liées à l' ordonnancement du processus.  Le PCB permet la sauvegarde et la restauration du contexte mémoire et du contexte processeur lors des opérations de commutations de contexte . 30
  • 31. 31
  • 32. 32
  • 33.  Un processus (ou le système) peut envoyer un signal à un autre processus (commande ou appel kill) .Le processus destinataire réagit instantanément (il interrompt l'exécution de son programme, traite le signal, et éventuellement reprend son exécution)  Le système communique avec les processus à l’aide de signaux. Un signal ne transporte pas d'information autre que son numéro. Il existe quelques dizaines de signaux distincts, définis par le système (kill -l pour obtenir la liste)  Par exemple:  SIGKILL Termine le processus autoritairement  SIGSTOP Met le processus en attente (sommeil)  SIGCONT Reprend l'exécution d'un processus endormi 33
  • 34.  Exemples de génération de signaux :  Lorsqu'un fils se termine, un signal SIGCHLD est envoyé à son père. Cependant, le père ne sait pas lequel de ses fils s’est terminé.  Lorsqu’un processus écrit à une adresse mémoire invalide, un signal SIGSEGV est généré  div. par 0 envoie le signal SIGFPE (Floating Point Exception)  Certaines touches entrainent l'envoi d'un signal :  Ctrl+C Envoie SIGINT  Ctrl+ Envoie SIGQUIT 34
  • 35. 35
  • 36.  Le mode d’exécution par défaut  Exécution synchrone  Pour lancer l'exécution séquentielle de plusieurs commandes sur la même ligne de commande, il suffit de les séparer par le caractère ; 36
  • 37.  la combinaison de touches appropriée pour arrêter l’exécution d’une commande en mode synchrone est indiquée par la valeur du champ intr lorsque la commande unix stty 37
  • 38.  permet de rendre immédiatement le contrôle à l’utilisateur  On utilise le caractère & pour lancer une commande en arrière-plan ( cmd &) 38
  • 39.  Si le terminal est fermé, la commande en arrière plan est interrompue automatiquement  Solution: lancer la commande sous le contrôle de la commande nohup (nohup nom_commande &) 39
  • 40.  Commande at:  Exécution d’une commande a un temps précis 40
  • 41. 41
  • 42.  Commande ps  permet de voir l'état des processus en cours d'exécution sur une machine  Syntaxe:  ps [options]  Rarement utilisé sans option 42
  • 43.  Option:  -e : affichage de tous les processus  -f : affichage détaillé  -x : permet de visualiser tout les processus actifs de l'utilisateur courant  -ax :permet de visualiser tous les processus de la machine de tous les utilisateurs  -aux : permet de visualiser affiche les utilisateurs associés à chaque processus  -u nom_utilisateur : affiche chaque processus associés à utilisateur  -p PID :affiche les informations sur un processus  -t :affiche tout les processus liées a un terminal 43
  • 44. 44
  • 45.  Permet d’afficher des informations en continu sur l’activité du système  Permet surtout de suivre les ressources que les processus utilisent (quantité de RAM, pourcentage de CPU, la durée de ce processus depuis son démarrage 45
  • 46.  Commande kill  pour arrêter un processus, on doit aussi tuer un processus  On doit connaître son PID (commande ps)  Syntaxe: • kill -9 PID • kill PID 46
  • 47. 47
  • 48. PRIORITÉ D’UN PROCESSUS  Chaque processus se voit affecter une priorité qui correspond à un numéro(entre -20 et 20).  Lorsqu'une commande est lancée, le processus a une priorité maximale.  Plus le processus occupe de temps d’exécution pour le processeur, plus son numéro de priorité baisse, et moins le processus occupe de temps d’exécution pour le processeur, plus son numéro de priorité augmente.  plusieurs processus peuvent être exécutes en même temps 48
  • 49.  La commande nice permet de diminuer la priorité du processus :  nice -n nombre (nom_processus)  Exemple :  nice -n -19 firefox  Donc ici le Firefox va s'ouvrira avec une priorité très élevé.  On peut aussi gérer la priorité sans commande de ligne depuis le Moniteur système 49
  • 50.  la commande renice permet de changer le facteur de priorité en cours d'exécution de la commande, en spécifiant le nouveau facteur de priorité et le numéro de processus (PID) mais il faut se connecter au tant qu’un root :  Exemple :  renice -10 (pid_processus)  Remarque : on peut trouver le PID d'un processus en cours d’exécution avec la commande (PIDOF nom_de_processus) 50
  • 51. 51
  • 52.  Fonctionnalité interne au shell  Permet de gérer des tâches (processus) multiples dans un même shell :  suspension temporaire : le processus est arrêté jusqu'à nouvel ordre  arrêt définitif : le processus est terminé  mise en arrière/avant plan : le processus reçoit l'entrée clavier  Un processus peut ignorer l'arrêt définitif, mais pas la suspension 52
  • 53.  Suspendre (stopper) un processus : Ctrl+z  Arrêter (terminer) un processus : Ctrl+c (si le processus est à l'avant plan)  Voir la liste des processus du terminal (jobs) :  jobs %n  '+' est le job « courant » 53
  • 54.  Mettre un job en arrière plan :  bg %n  nom_ps &  Mettre un job en avant plan :  fg %n  nom_ps  Lancer un job en arrière plan :  nom_ps & 54

Notes de l'éditeur

  1. Un processus a besoin de ressources matérielles: l’unité centrale, la mémoire centrale et l’accès à des périphériques d’entrées/sorties.
  2. Quand un processus est prêt à s’exécuter, il est mis en queue de la file d’attente des processus prêts. 3. Quand le processeur devient libre, il est alloué au processus se trouvant en tête de file d’attente des processus prêts. 4. Le processus élu relâche le processeur s’il se termine ou s’il demande une entrée sortie L’efficacité de cet ordonnanceur dépend principalement de la valeur du quantum Q: o Le choix d'un Q assez petit augmente le nombre de commutation. o Le choix d'un Q assez grand augmente le temps de réponse du système