Het besturingssysteem (OS) coördineert taken door een combinatie van planning, toewijzing van middelen en communicatie. Hier ziet u hoe een besturingssysteem doorgaans taken coördineert:
Planning:
- Proces-/threadplanning: Het besturingssysteem houdt een lijst bij van processen en threads die moeten worden uitgevoerd. Het maakt gebruik van planningsalgoritmen om de volgorde te bepalen waarin deze taken moeten worden uitgevoerd, waarbij prioriteit wordt gegeven aan belangrijke of tijdgevoelige taken. Veelgebruikte planningsalgoritmen zijn onder meer First-In-First-Out (FIFO), Round Robin, Shortest Job First (SJF) en Priority Scheduling.
- Onderbrekingsafhandeling: Wanneer er een interrupt optreedt (bijvoorbeeld een hardwaregebeurtenis of gebruikersinvoer), schort het besturingssysteem tijdelijk de momenteel lopende taak op en handelt de interrupt af. Zodra de interrupt is verwerkt, hervat het besturingssysteem de oorspronkelijke taak of plant het een andere taak.
Bronnentoewijzing:
- Geheugenbeheer: Het besturingssysteem beheert de geheugenbronnen van het systeem door geheugen toe te wijzen aan actieve processen en threads. Het maakt gebruik van technieken zoals virtueel geheugen, paging en swapping om het geheugengebruik te optimaliseren.
- CPU-toewijzing: Het besturingssysteem wijst CPU-tijd toe aan verschillende taken op basis van hun prioriteiten en resourcevereisten. Het zorgt ervoor dat elke taak een eerlijk deel van de CPU-tijd krijgt en voorkomt dat een taak de processor monopoliseert.
- I/O-beheer: Het besturingssysteem bestuurt de invoer-/uitvoerapparaten (bijvoorbeeld schijfstations, netwerkinterfaces) door de toegang tot deze apparaten te beheren en I/O-verzoeken voor verschillende taken te plannen.
- Bestandsbeheer: Het besturingssysteem biedt een uniforme bestandssysteeminterface voor het beheren van bestanden, mappen en opslagruimte op secundaire opslagapparaten. Het regelt de toegang tot bestanden, machtigingen en gegevensintegriteit.
Communicatie en synchronisatie tussen processen:
- Communicatie tussen processen (IPC): Het besturingssysteem biedt mechanismen waarmee processen met elkaar kunnen communiceren en informatie kunnen uitwisselen. Veel voorkomende IPC-technieken zijn onder meer pipelines, berichtenwachtrijen, gedeeld geheugen en sockets.
- Synchronisatie: Het besturingssysteem zorgt ervoor dat meerdere processen gelijktijdig toegang hebben tot gedeelde bronnen, zonder conflicten. Het maakt gebruik van synchronisatiemechanismen zoals semaforen, mutexen en monitoren om de toegang tot kritieke secties te coördineren en raceomstandigheden te voorkomen.
- Preventie en afhandeling van impasses: Deadlocks doen zich voor wanneer meerdere taken op elkaar wachten om de bronnen die ze bevatten vrij te geven. Het besturingssysteem implementeert algoritmen voor detectie en preventie van deadlocks om impasses effectief te voorkomen of op te lossen.
Door planning, toewijzing van bronnen en communicatie te beheren, coördineert het besturingssysteem taken efficiënt, zorgt het voor een eerlijke verdeling van bronnen en handhaaft het de algehele stabiliteit en prestaties van het systeem. |