12-lekciya Operacion sistemalarda aǵıs (threads) lar

Многопоточность
Házirgi kunga shekem programmalardı islep shıǵıwda kóplegen programmistlerdiń pikiri ulıwma izbe-iz bolıp kelip atır. Parallelliktiń keń múmkinshilikleri, atap aytqanda, ko'pag’i’sli’ esapqa alınbaydı.
Kóp aǵımlidan keń paydalanıw jolındaǵı dáslepki qádemlerden biri 1970-lerde sovet kompyuter texnikası islep shıǵarıwshıları hám programmistler tárepinen ámelge asırılǵan. 1979 jılda islep shıǵarılǵan MVK "Elbrus-1" apparatı hám operatsion sistemasında zamanagóy process túsinigine jaqın bolǵan nátiyjeli process kontseptsiyasın qollap-quwatladi’. Atap aytqanda, Elbrustag’i’ process ayri’qsha stek menen ajralıp turardı. Basqasha etip aytqanda, barlıq processler jen’illestirildi hám virtual yad ulıwma maydanında ámelge asırıldı –Elbrustag’i’ basqa processler joq edi!
Kóp aǵıslı kontseptsiyası 1980-ji’llardan berli qáliplese basladı. UNIX sistemasında hám onıń dialektlarında.
Bunnan tısqarı, 1990-jıllardıń ortalarında Windows NT shıǵarıldı, oǵan kóp aǵımlı da kiritilgen.
Bir protsessorli sistemalar ádetde kóp ag’i’sli’ waqtınshalıq kesiw arqalı ámelge asıradı: oraylıq protsessor túrli programmalıq támiynat aǵısları ortasında almasadi’. Bunday kontekstti almastırıw ádetde tez-tez hám operativ bolıp, paydalanıwshılar aǵıs hám wazıypalardı parallel túrde qabıllaydı. Kóp protsessorli’ yamasa kóp yadrolı sistemada bir neshe aǵıslar parallel túrde ámelge asırılıwı múmkin, hár bir protsessor yamasa yadro bir waqıtti’ń ózinde bólek aǵımdı ori’nlaydı; protsessor yamasa yadroda apparat aǵısları menen bólek programmalıq támiynat aǵısları bólek apparat aǵısları menen bir waqıttıń ózinde ámelge asırılıwı múmkin.
Ko’p ag’i’sli’ni’n’ qolayli’qlari’:

• 
  Reaktivlik: kóp aǵıslı qosımshaǵa kiriwge juwap beriwine imkan beredi. Bir aǵıs programmasında, eger tiykarǵı jumıs aǵımı uzaq múddetli wazıypanı bloklasa, barlıq qosımshalar asi’p qoyılıwı múmkin. Bunday waqtın talap etetuǵın wazıypalardı tiykarǵı orınlawshı aǵıs menen bir waqıtta isleytuǵın jumısshı aǵımına ótkerip, programma wazıypalardı arqa fonda orınlawda paydalanıwshı maǵlıwmatlarına juwap beriwi múmkin. Basqa tárepden, kóbinese kóp aǵımlı programmanıń reakciyasın saqlap qalıwdıń birden-bir usılı emes, soǵan uqsas nátiyjelerdi alıw ushın kiritiw/shi’g’ari’w ha’m/yamasa Unix signalları joq.
  
• 
  Tezirek orınlaw: bul kóp tarmaqlı programmanıń abzallıǵı bir neshe Oraylıq protsessorlarg’a yamasa bir yamasa bir neshe kóp yadrolı protsessorlarg’a iye bolǵan kompyuter sistemalarında yamasa jeterli ǵárezsiz (bir-birin kútiwdiń hájeti joq) shárti menen mashinalar klasteri arqalı tezirek islewge imkan beredi.
  
• 
  Kem resurs paydalanıwı: aǵıslardan paydalani’lg’anda, programma bir waqıttıń ózinde bir neshe klientlerge xizmet kórsetiwi múmkin, bul bolsa processlerdiń bir neshe nusqasın isletgende talap etiletuǵın resurslardan kemrek paydalanıwı múmkin. Mısal ushın, Apache HTTP serveri aǵıs háwizlerin isletedi: kiretuǵın sorawlardı tıńlaw ushın tıńlawshılardıń aǵıs suw saqlaǵıshı hám bul sorawlardı orınlaw ushın server aǵısları suw saqlaǵıshı.
  
• 
  Sistemadan nátiyjeli paydalanıw: mısal si’pati’nda, bir neshe aǵıslardı isletetuǵın fayl sisteması joqarı tarmaqlı keńligi hám kemrek keshigiwge jetiwi múmkin, sebebi tezirek ǵalaba xabar qurallarında (mısalı, Keshda) maǵlıwmatlar bir aǵıs menen alınıwı múmkin, basqa aǵıs bolsa maǵlıwmatlardı aste ortalıqtan (mısalı, sırtqı yad sıyaqlı ) shıǵaradı hám hesh qanday aǵıs basqasın tamamlawdı ku’tpaydi.
  
• 
  Ápiwayılastırılg’an maǵlıwmatlar almasi’wi’: xabarlardı uzatıw yamasa óz-ara baylanıslıtı ámelge asırıw ushın ulıwma yad mexanizmin talap etetuǵın processlerden ayrıqsha bolıp esaplanadı (inglis tili. inter-process communication, IPC), aǵıslar qashannan berli paydalanatuǵın maǵlıwmatlar, kodlar hám fayllar arqalı óz-ara tásir etiwi múmkin.
  
• 
  Parallellestiriw: kóp yadrolı yamasa kóp protsessorli’ sistemalardan paydalanatuǵın qosımshalar maǵlıwmatlar hám wazıypalardı parallel rezervlerge ajıratıw ushın kóp ag’i’mli’dan paydalanıwı múmkin hám tiykarǵı arxitekturanıń bir waqi’ttıń ózinde bir yadroda yamasa bir neshe yadrolarda parallel túrde aǵıslardı basqarıw imkaniyatın beredi. Cuda hám OpenCL sıyaqlı grafik esaplaw ortalıǵı júdá kóp aǵımlı modelinen paydalanadı, bul jerde bir neshe júzlegen aǵıslarǵa parallel túrde kóp sanlı yadrolardan paydalanǵan halda maǵlıwmatlar menen isleydi.