بخشی از پاورپوینت
اسلاید 1 :
پردازه ها
اسلایدهای فصل سوم کتاب سیلبرشاتز
اسلاید 2 :
مروری بر عناوین مطالب
مفهوم پردازه
زمان بندی پردازه ها
عملیات روی پردازه ها
پردازه های همکار
ارتباط بین پردازه ای
ارتباط در سیستم های مشتری/کارگزار
اسلاید 3 :
مفهوم پردازه
پردازه یک برنامه در حال اجراست. اجرای پردازه باید به صورت ترتیبی صورت پذیرد.
هر پردازه شامل موارد زیر است:
شمارنده برنامه
پشته
بخش داده ها
هر پردازه در هنگام اجرا حالت خود را تغییر می دهد.
اسلاید 4 :
حالت های پردازه
حالت های مختلف یک پردازه عبارتند از:
جدید: پردازه به تازگی ایجاد شده است.
در حال اجرا: دستورالعمل های پردازه در حال اجراست.
انتظار: پردازه منتظر است تا رویدادی رخ دهد.
آماده: پردازه آماده است تا به یک پردازنده اختصاص داده شود.
پایان یافته: اجرای پردازه پایان پدیرفته است.
در هر لحظه فقط یک پردازه روی هر پردازنده اجرا می شود، گرچه ممکن است پردازه های زیادی آماده اجرا و یا در حالت انتظار باشند.
اسلاید 5 :
حالت های پردازه
اسلاید 6 :
بلوک کنترل پردازه (PCB)
هر پردازه در سیستم عامل با استفاده از یک بلوک کنترل پردازه مشخص می شود. PCB شامل اطلاعات زیر می باشد:
حالت پردازه
شمارنده برنامه
ثبات های پردازنده
اطلاعات زمان بندی پردازنده
اطلاعات مدیریت حافظه
اطلاعات Accounting
اطلاعات وضعیت ورودی / خروجی
اسلاید 7 :
بلوک کنترل پردازه (PCB)
اسلاید 8 :
انتقال پردازنده از یک پردازه به پردازه دیگر
اسلاید 9 :
مروری بر عناوین مطالب
مفهوم پردازه
زمان بندی پردازه ها
عملیات روی پردازه ها
پردازه های همکار
ارتباط بین پردازه ای
ارتباط در سیستم های مشتری/کارگزار
اسلاید 10 :
صف های زمان بندی پردازه ها
صف کار
مجموعه تمام پردازه های سیستم
صف آماده به کار
مجموعه تمام پردازه هایی که درون حافظه اصلی هستند و آماده و منتظر برای اجرا.
معمولا به صورت یک link list نگهداری می شوند.
صف های دستگاه
مجموعه پردازه هایی که منتظر پاسخ یک دستگاه ورودی / خروجی هستند. هر دستگاه صف مربوط به خود را دارد.
اسلاید 11 :
صف آماده و صف دستگاه های ورودی/خروجی
اسلاید 12 :
نمای کلی زمان بندی پردازه
اسلاید 13 :
زمان بندها
هر پردازه بر اساس سیاست زمان بندی سیستم عامل بین صف های مختلف زمان بندی حرکت می کند. انتخاب پردازه ها برای جابجایی در صف ها توسط زمان بند انجام می شود.
زمان بند بلند مدت (یا زمان بند کار): پردازه هایی را که باید به صف آماده منتقل شوند انتخاب می کند.
زمان بند کوتاه مدت (یا زمان بند پردازنده): پردازه ای را که باید اجرا شود انتخاب می کند و پردازنده را در اختیار آن می گذارد.
اسلاید 14 :
زمان بندها (ادامه)
زمان بند کوتاه مدت به صورت متوالی فراخوانی می شود، بنابراین باید بسیار سریع باشد.
زمان بند بلندمدت به ندرت فراخوانی می شود لذا می تواند کند باشد.
زمان بند بلندمدت درجه چندبرنامگی را کنترل می کند.
این زمان بند مشخص می کند چه تعداد برنامه می توانند به صورت همزمان در حافظه بارگذاری شوند.
اسلاید 15 :
زمان بندها (ادامه)
یک پردازه ممکن است.
محدود به ورودی/خروجی (IO-bounded ) باشد، یعنی زمان بیشتری را به اعمال ورودی/خروجی اختصاص دهد تا محاسبات. این پردازه نیاز به قطعه های کوتاه ولی متعدد زمان پردازنده دارد.
محدود به پردازنده (CPU-bounded) باشد، یعنی زمان بیشتری را به محاسبات اختصاص دهد تا اعمال ورودی/خروجی. این پردازه نیاز به قطعه های بلند ولی کم تعداد زمان پردازنده دارد.
اسلاید 16 :
اضافه کردن زمان بند میان مدت
اسلاید 17 :
تعویض زمینه (Context Switch)
وقتی پردازنده می خواهد اجرای پردازه ای را متوقف کرده به اجرای پردازه دیگری بپردازد، سیستم باید اطلاعات پردازه اول را ذخیره کند و اطلاعات مربوط به پردازه دوم را بارگذاری کند.
زمان تعویض زمینه یک سربار است و سیستم در این زمان نمی تواند کار مفیدی انجام دهد.
زمان تعویض زمینه از میزان پشتیبانی سخت افزاری از این عملیات تاثیر می پذیرد.
اسلاید 18 :
مروری بر عناوین مطالب
مفهوم پردازه
زمان بندی پردازه ها
عملیات روی پردازه ها
ایجاد پردازه
پایان دهی پردازه
پردازه های همکار
ارتباط بین پردازه ای
ارتباط در سیستم های مشتری/کارگزار
اسلاید 19 :
ایجاد پردازه
پردازه پدر پردازه های فرزند را ایجاد می کند که خود ممکن است پردازه های فرزند دیگری را ایجاد کنند. این پردازه ها یک درخت پردازه تشکیل می دهند.
شکل های مختلف اشتراک منابع
پدر و فرزندان همه منابع خود را به اشتراک می گذارند.
فرزندان زیرمجموعه ای از منابع پدر را به اشتراک می برند.
پدر و فرزندان هیچ منبعی را به اشتراک نمی گذارند.
محدودکردن فرزندان به زیرمجموعه ای از منابع پدر مانع می شود که پردازه ای با ایجاد تعداد زیادی زیرپردازه بار کاری قابل قبول ومورد انتظاری را تحمل کند.
اسلاید 20 :
ایجاد پردازه (ادامه)
حالت های مختلف اجرای پردازه
پردازه های پدر و فرزندان به صورت همروند اجرا می شوند.
پردازه پدر تا به پایان رسیدن پردازه های فرزند صبر می کند.
حالت های مختلف فضای حافظه پردازه
پردازه فرزند یک کپی کامل از پردازه پدر است.
پردازه فرزند برنامه خودش را اجرا می کند نه برنامه پردازه پدر را.
یک مثال از یونیکس
فراخوانی سیستمی fork یک پردازه جدید ایجاد می کند.
سپس از فراخوانی سیستمی exec استفاده می شود تا برنامه جدید را در فضای حافظه پردازه ایجادشده بارگذاری کند.
