Operatsion tizimlar tushunchasi va

Jarayon holati

• Jarayon quyidagi holat larda bo’lishi mumkin:
• Yangi yaratilish (new) – jarayon yangi yaratilgan
• Tayyor (ready) – jarayon operatsion tizim tomonidan protsessorga chaqirilishi uchun tayyor holatda
• Bajarilyapti (running) – jarayon instruksiya asosida bajarilyapti
• Kutish (waiting) – jarayon bajarilishi uchun kutish holatida (misol uchun kiritish/chiqarish operatsiyasi to’xtashini kutyapti)
• Tugallandi (terminated) – jarayon bajarildi va ish faoliyatini tugatdi

Jarayon holatining diagrammasi

tayyor

bajarilyapti

kutish

Kirish

Bajarilish uchun tayyor

Uzilish

Jarayon kutish

holatida

Jarayon bajarildi

Jarayon prioritetini o’zgartirish

OT ni to’xtatadi

Kutishga o’tadi

Uzilish

Tayyor holatga o’tadi

bajarilishi

Chiqish

tugadi

Yangi jarayon

Jarayon holatining to’liq diagrammasi

yaratilish

tayyor

bajarilyapti

tugatildi

kutish

Ruxsat berish

uzilish

tugatish

I/O or event completion

(tugallangan xodisa)

I/O or event wait

(xodisani kutish)

Rejalashtirish

jo’natish jejimi

Jarayonlarni yaratish

• Jarayonlarni yaratishda quyidagi 4 ta ketma-ketlik (hodisa) amalga oshiriladi
• Tizimni initsializatsiya qilish
• Mazkur jarayonni yaratish uchun tizimning chaqiruv jarayonlarini ishga tushirish
• Yangi jarayon yaratish haqidagi so’rovni foydalanuvchiga yuborish
• Paketli topshiriqlar initsializatsiyasi
• Unix tizimida yangi jarayonlarni yaratish uchun fork() operatori (tizimning chaqiruv operatori [metodi])

Jarayon jarayon boshqaruv bloki

• Jarayon holati
• Jarayon dasturli hisoblagichi, (jarayon uchun keyingi bajariladigan komanda adresi.
• Protsessor registr tarkibi.
• Xotirani boshqarish va protsessordan foydalanishni rejalashtirish uchun zarur ma’lumotlar (jarayon prioriteti, adres makoni, o’lchami va joylashgan o’rni va h.k.lar.)
• Hisob(qayd) ma’lumotlari: jarayon identifikatsiya raqami, qaysi foydalanuvchi uning ishini initsializatsiya qildi, jarayonning protsessordan foydalanish vaqti va h.k.lar
• Kiritish – chiqarish qurilmalari bilan bog’liq qurilmalar(masalan, jarayonga qanday qurilmalar bog’langan, ochiq fayllar jadvali va h.k.lar).

Process Control Block (PCB)

CPU tominidan jarayondan jarayonga o’tishni boshqarish

Jarayonni rejalashtirish holati

• Navbat ishi
• Tayyor navbat
• Navbat qurilmasi

winword.exe, notepad.exe, TOTAL64.exe

tayyor navbat va turli xil kiritish/chiqarish qurilmalari

Jarayon – adreslari maydoni

0x00000000

0xFFFFFFFF

Virtual

address space

code

(text)

static data

heap

(ajratilgan dinamik xotira)

Kernel Code and Data

PC

SP

User Space

stack

(dynamically allocated)

Kernel Space

32-bit Linux & Win XP – 3G/1G user space/kernel space

descriptor tushunchasi

• Deskriptor – operatsion tizimda jarayonlarni saqlaydi .

Jarayonlarni rejalashtirish

• Uzoq muddatli
• O’rta muddatli
• Qisqa muddatli

Jarayonlarni rejalashtirish algoritmlari

• First Come First Serve (FCFS) Scheduling – birinchi kirganga birinchi xizmat
• Shortest-Job-First (SJF) Scheduling – Vaqtni qisqartirish
• Priority Scheduling – prioritetga mos rejalashtirish
• Round Robin(RR) Scheduling – Har bir jarayon uchun aniq vaqt belgilanadi va shu vaqtda bajariladi
• Multilevel Queue Scheduling – har bir jarayonlar to’plamining o’z algoritmi va shunga mos prioriteti mavjud bo’ladi

Rejalashtirish algoritmlari

• Rejalashtirish algoritmlaridan biri ko’p bosqichli navbat (Multilevel Queue Scheduling) 1950-60-yillardan beri qo’llanilib keladi. Bu strategiya jarayonlarni bir necha guruhga klassifikatsiyalash imkoni bo’lganda qo’llaniladi.
• Navbatlar quyidagi qoida asosida ishlaydi: birorta ham kichik prioritetga ega jarayon to undan prioriteti katta bo’lgan jarayon tugallanmaguncha ishga tushmaydi

Multilevel Queue Scheduling – Ko’p bosqichli navbat

• Ko’p bosqichli navbat(Multilevel Queue)da har xil navbatdagi jarayonlar 2 ga ajratiladi:
• Interaktiv jarayonlar navbati (kam vaqt talab qiluvchi);
• Fon rejimidagi jarayonlar navbati (ko’p resurs talab qiluvchi, ammo tez bajarilishi shart bo’lmagan).

Har bir navbatning balansni saqlab turuvchi o’z rejalashtirish navbatlari mavjud:

• Interaktiv jarayonlarda RR(Round Robin);
• Fon rejimdagi jarayonlarda FIFO(First in First Out).

Navbatlar orasidagi rejalashtirish

• Prioritetlar asosida rejalashtirish:

- birinchi bo’lib barcha interaktiv jarayonlar bajariladi keyin fon rejimidagilari.

• Vaqtlarni bo’lish asosida:

- o’zining jarayonlari orasida rejalastirish uchun har bir navbatga MP vaqtining bir qismi ajratiladi, masalan, MP vaqtining 80 % interaktiv jarayonlar uchun RR (Round Robin) orqali, 20 % fon rejimidagi jarayonlar uchun FIFO orqali.

• Ko’p bosqichli navbat qayta aloqa bilan

Ko’p bosqichli navbat qayta aloqa bilan (Multilevel Feedback Queue Scheduling)

Sarflangan vaqt asosida rejalastirish, agar jarayon aniq kvant vaqt sarflagan bo’lsa, u dinamik qayta rejalshtiriluvchi navbatga joylashtiriladi.

Agar keraklicha tez bajarilsa unda u birinchi “tezkor” jarayonlar navbatiga tushadi.

Agar o’rtacha vaqt talab qilsa, unda o’rta navbatga tushadi.

Agar ko’p vaqt talab etsa, unda FIFO ning oxirgi navbatiga tushadi.

Buning hisobiga jarayonlar doim navbatlar orasida ko’chib yuradi. Shuning uchun ham jarayonlarni joylashtirish va uning holatini o’zgartirish kerak emas.

Kvant 32 ms

Kvant 64 ms

FIFO

First Come First Serve (FCFS) rejalashtirish algoritmi

Nazorat savollari

• 1. Jarayon nima?
• 2. Jarayon komponentalari nimalar va ularga izoh bering?
• 3. Jarayon holatlari qaysilar?
• 4. Jarayonlarni yaratish uchun UNIX tizimida qanday operatordan foydalaniladi
• 5. Jarayonlarni yaratishda qanday ketma-ketlik amalga oshiriladi

Foydalanilgan adabiyotlar

• 1. Andrew S. Tanenbaum, Albert S. Woodhull. Modern Operating Systems: Third Edition, Chapter 2, Procces and Streams, 2.1. Proccesses
• 2. Гордеев А.В. Операционные системы, Глава 2
• 3.http://www.tutorialspoint.com/operating_system/os_processes.htm
• 4.http://www.tutorialspoint.com/operating_system/os_process_scheduling.htm