13,14 – ma’ruza. Operatsion tizimlarda tupik (deadlock) tushunchasi

7.2. Resurslar taqsimlash grafi
O'zaro berk hodisalarning asosiy qismi muayyan jarayonlarga alohida kirish huquqi berilgan resurslar bilan bog'liq. Ular orasida qurilmalar, ma'lumotlar yozuvlari, fayllar va boshqalar mavjud. O'zaro berk hodisalar haqida imkon qadar ko'proq ma’lumotlarga ega bo’lish uchun ob'ektlarni resurslar deb ataymiz. Resurslar apparat qurilmalari (masalan, Blu-ray disklari) yoki biror ma'lumotlar (masalan, ma'lumotlar bazasi yozuvi) bo'lishi mumkin. Odatda, kompyuterda jarayonga taqdim qilinadigan ko'plab resurslar bo'lishi mumkin. Ba'zi resurslar bir nechta nusxada bo’lishi mumkin, masalan, uchta Blu-ray disk mavjud bo'lishi mumkin. Resursning bir nechta nusxasi mavjud bo'lganda, ulardan biri har qanday resurs so'rovini qondirish uchun ishlatilishi mumkin. Qisqa qilib aytganda, resurs taqdim etilishi, ishlatilishi va bir muncha vaqt o'tgach bo’shatilishi kerak, chunki bir vaqtni ichida faqat bitta jarayon tomonidan foydalanilishi mumkin.
7.3. Bo’shatiladigan va bo’shatilmaydigan resurslar
Resurslar ikki xil bo`ladi: bo’shatiladigan va bo’shatilmaydigan. Egallab turgan jarayondan muammosiz qaytib olinadigan resurslar bo’shatiladigan resurslarga tegishlidir. Bunday resurslarga xotirani misol qilish mumkin. 1 Gb foydalanuvchi xotirasi, bitta printer va xar biri 1 Gb dan ikkita jarayonga ega bo'lgan tizimni ko'rib chiqamiz, Jarayonlarning har biri printerda ma’lumot chop etmoqchi. A jarayoni printerdan foydalanishni so'rab oladi, so’ngra chop etish uchun mo'ljallangan qiymatni hisoblab chiqadi. Ammo hisoblash tugagunga qadar, unga ajratilgan vaqt tugaydi va u diskka yuklanadi. Endi B jarayoni ishga tushadi, printerni ishlatishga harakat qilib muvaffaqiyatsizlikga uchraydi, chunki A jarayoni printerni, B jarayoni esa xotirani egallab turibdi va ularning hech biri boshqa jarayon tomonidan egallanib turgan resurssiz o'z ishini davom ettira olmaydi. Yaxshiyamki, B jarayonidan xotirani olib tashlash imkoniyati mavjud, bu jarayonni diskka tushirish va u yerdan A jarayon yuklab olish mumkun. Endi A o'z ishini davom ettirishi, chop etishi va printerni bo’shatishi mumkin. Natijada hech qanday o`zaro berk hodisa bo'lmaydi. Biroq, bo’shatilmaydigan resursni potentsial muvaffaqiyatsizliklardan tashqari uning hozirgi egasidan olib bo’maydi. Agar BLU-ray diskida yozishni boshlagan jarayondan yozish qurilmasi olib tashlansa va uni boshqa jarayonga berilsa, Blu-ray disk yaroqsiz holga keladi. Blu-ray disklarini yozish qurilmalarini hoxlagan paytda so’rab olib bo’maydi. Resursning bo’shatilishi kontekstga bog'liq. Standart shaxsiy kompyuterda xotira bo’shatilishi mumkin bo’lgan resurs hisoblanadi, chunki xorirada bo’sh joy ochish uchun ma’lumotlar har doim diskka ko’chirilishi mumkin. Xotirani bo’shatish (swapping) yoki xotirani sahifa usulida tashkil etishni qo'llab-quvvatlamaydigan smartfonda xotira etishmasligi tufayli o`zaro berk hodisadan oson qutilishni iloji yo’q. Odatda, berk hodisa ichida bo’shatilmaydigan resurslar mavjud. Odatda, bo’shatiladigan resurslarni o'z ichiga olgan potensial berk hodisalarni resurslarni bir jarayondan ikkinchisiga qayta taqsimlash yo'li bilan bartaraf etish mumkin. Shuning uchun bizning e'tiborimiz bo’shatiladigan resurslarga qaratiladi.
Ko’pchilik hollarda, resursdan foydalanganda quyidagi voqealar ketma-ketligi sodir bo'ladi:
1. Resurs so'rovi;
2. Resursdan foydalanish;
3. Resursni ozod qilish.
Agar so'rov davomida resurs band bo'lsa, talab qilayotgan jarayon kutish holatiga o'tishga majbur bo'ladi. Ba'zi operatsion tizimlarda, talab qilingan resursni ajratish rad etilsa, jarayon avtomatik ravishda bloklanadi va resurs bo’shaganda - davom etadi. Boshqa tizimlarda talab qilingan resursni ajratishni rad etish xato kodi bilan birga keladi va nima qilish kerakligi haqida qaror qabul qilish, biroz kutish yoki resursni qayta olishga harakat qilish, chaqiruvchi jarayoniga o’tkaziladi. Resursni ajratish talabi rad etilgan jarayon, odatda, qisqa siklga kiritiladi: resurs so'rovi, keyin to'xtatib turish – keyin yana urinib ko'radi. Bu jarayon berk hodisa qilinmagan bo'lsa-da, lekin barcha ko'rsatkichlar bo'yicha u aslida bloklanadi, chunki u hech qanday foydali ishni amalga oshirmaydi. Muammoni ko'rib chiqish davomida, talab qilingan resursni ajratishdan bosh tortgan holda, jarayon hozirda kutish holatiga tushadi. Resurs so'rovining xususiyatlari ishlatiladigan tizimga sezilarli darajada bog'liq. Ba'zi tizimlarda so'rov uchun request tizimi chaqiruvi taqdim etiladi, Bu jarayonlarga resursni aniq shaklda so'rashga imkon beradi. Boshqa tizimlarda operatsion tizim biladigan yagona resurslar ma'lum bir vaqtda faqat bitta jarayon orqali ochilishi mumkin bo'lgan maxsus fayllardir. Ular oddiy Open chaqiruvi yordamida ochiladi. Agar fayl allaqachon ishlatilgan bo'lsa, chaqirilayotgan jarayon fayli joriy egasi tomonidan yopilgunga qadar bloklanadi.