プロセスの状態・制御・スケジューリングオペレーティングシステム第7回並行処理（１）  割込みが頻繁に起きる  割込み処理が迅速に行われる  割り込まれたプログラムと割込み処理プログラムが同時に実行されているようにみえる並行処理（２）    TSSはタイマー割込みにより，複数の利用者のプログラムを同時に実行する物理的CPUがひとつでも，複数の擬似的CPUで複数のプログラムを（見かけ上）同時に実行することができる並行処理 CPUがひとつだけなら，ある時点ではひとつのプログラムしか実行されていないプロセスの状態（１）     プロセスは3つの状態を遷移する実行中（running）  物理的CPUが割り当てられていて，実際に処理が進んでいる実行可能状態（ready）  物理的CPUが割り当てられるのを待っている待ち状態（wait）  何らかの事象が起きるのを待っているプロセスの状態（２）プロセス消滅プロセス生成  矢印の方向にだけ遷移するプロセスの状態（３）  状態遷移のきっかけの例 ① 実行中→実行可能状態  タイムスライス分の割当て時間経過  このようなプロセスは，CPUが割り当てられれば，直ちに実行中になる ② 実行可能状態→実行中  CPUが割り当てられるプロセスの状態（４） ③ 実行中→待ち状態  データ入力が必要になった（事象待ち）  このようなプロセスは，CPUが割り当てられても，実行中になれない  CPUの割り当て対象としない ④ 待ち状態→実行可能状態  必要なデータ入力が終了（事象発生）プロセスの状態（５）プロセス消滅プロセス生成赤矢印の遷移がない理由  矢印の方向にだけ遷移するプロセスの実行制御クリティカルレース（１）    並行処理されている複数のプロセスメモリの同じ場所を同時に読み書き  読むだけなら問題ないタイミングにより誤った結果クリティカルレース（２）   銀行口座の残高更新 ① 残高読み出し ② 残高再計算 ③ 計算結果の書き込み入金と引出しが同時に行われたら？クリティカルレース（３） ① 50,000 ③ 60,000 ⑤と⑥を実行するタイミングにより結果が変わる！ ② 50,000 ④ 35,000 60,000円 35.000円 ⑤ 60,000 ⑥ 35,000 ⑤と⑥が逆になると， 60,000が残高！これが残高！クリティカルセクション   際どい部分（critical section）  あるプロセス中で，他のプロセスと同時に実行すると問題が起こりうる部分クリティカルセクションを実行するプロセスをひとつにする同期基本命令  プロセスの制御を行う  いろいろある  代表例セマフォ（semaphore）セマフォ（１）   Dijkstra,E.W. が提案腕木信号とか手旗信号（旧交通博物館）セマフォ（２）   排他的に実行されるふたつの命令  P 命令と V命令その引数である変数（セマフォ変数）セマフォ（３）    命令P(sem) セマフォsemの値を1減らす semの値  負でない → Pを呼び出したプロセスの実行は続く  負 → Pを呼び出したプロセスは待ち状態になるセマフォ（４）     semを1増やした結果が負または0ということは増やす前は負ということ！ semを負にしたプロセスが命令V(sem) あるはず！ semの値を1増やすそれは待ち状態 Vを呼び出したプロセスの実行は続く semの値が負または０ P(sem)で待ち状態になったプロセスがあるはずなので，そのひとつを実行可能状態にするセマフォ（５）入金処理が先このP命令でsが 0 入金処理は先に進む出金処理が後ｓは-1となり，待ち状態となる出金処理が実行可能状態残高60,000円このV命令でsが 0 入金処理終了セマフォ（６）  セマフォの初期値の値の数だけのプロセスが命令Pを通過できるスケジューリングどのプロセスにCPUを割り当てるか！プロセスの特性    もっぱら計算中心のもの  CPUを長時間使う入出力中心のもの  CPUの比重は低いうまく割り当てると効率が良くなるスケジューリング方法（１） ① 到着順  実行可能状態になったプロセスから順に  計算中心のプロセスが実行状態になると，他のプロセスはなかなか実行状態にならないスケジューリング方法（２ー１） ② 優先度順  プロセスに優先度を付ける  優先度の高いものから実行  実行中のプロセスより優先度の高いプロセスが実行可能状態になったとき，どうする？スケジューリング方法（２ー２）   優先度の高いプロセスに切り替える  プリエンプティブスケジューリング（preemptive scheduling 横取りスケジューリング）優先度の低い実行中のプロセスを継続  ノンプリエンプティブスケジューリング（nonpreemptive scheduling）スケジューリング方法（３） ③ ラウンドロビン  順番にタイムスライス分の時間だけ実行する  プロセスA，B，C  A→B→C→A→… スケジューリング方法（４）  いくつかのスケジューリング方法の組合せ  ラウンドロビン＋優先度順  他の点を考慮したスケジューリング  実際にはもっと複雑