Хэрэглэгчийн яриа:Ч,Мөнхбаяр
Сэдэв нэмэхCPU төлөвлөлт
[кодоор засварлах]CPU буюу Central Processing Unit үгний товчлол бөгөөд компьютерт хамгийн чухал үүргийг гүйцэтгэнэ.
CPU төлөвлөлт
CPU төлөвлөлт нь олон програмтай үйлдлийн системийн үндэс юм. Үйлдлийн систем нь CPU боловсруулалт хоёрын хоорондох шилжилтээр компьютерийг үр бүтээлтэй ажиллалуулдаг. Дан процессор нь зөвхөн хугацааны нэг агшинд ганц л үйлдлийг хийдэг харин үйлдлүүд нь CPU-г чөлөөтэй болох хүртэл нь хүлээдэг. Олон програмчлалын зорилго нь бүх цагт хэд хэдэн үйлдлийг хийхэд оршино. Энэ нь CPU-ний ачааллын дээд зэрэгт нь хүргэнэ. Энэ санаа бол харьцангуй энгийн юм. Боловсруулалт нь оролт гаралтын төхөөрөмжийн хүсэлт иртэл ажиллаж байна. Энэ хүлээж байгаа хугацаа нь үр дүнгүй зарцуулж байгаа цаг юм. Харин олон прогмрамчлал нь илүү үр бүтээлтэй ажиллана. Энэ төрлийн төлөвлөлт нь үйлдлийн системийн функцийн үндэс нь болдог. Бараг бүх компьютерийн нөөц нь төлөвлөлт болдог. Компьютерийн нэн тэргүүний нөөц нь CPU юм. Үйлдлийн системийн загварчлалын төв нь төлөвлөлт юм. CPU төлөвлөлтийн амжилт нь боловсруулалтын шинэ чанараас хамаардаг. CPU-ний дүүргэлт нь өргөний хэмжээнээс хамаарна. Үйлдлийн систем нь бэлэн болохоор хүлээгдэж буй боловсруулалтаас зөвхөн нэгиийг сонгодог. Сонгогдсон тэр процессыг түр зуурын төлөвлөгч гэнэ. Төлөвлөгчийн сонгосон нэг процесс нь санах ойд байгаа боловсруулахад бэлэн болсон процессоос сонгоно. Энэхүү бэлэн болоход хүлээгдэж буй дараалал нь FIFO зарчмаар ажилладаг. FIFO зарчим нь эхэлж орсон нь эхэлж гарна гэсэн дүрэмтэй.
Процессийн менежмент
Хуучны компьютерийн систем нь зөвхөн нэг хугацаанд нэг л програм ажиллахыг зөвшөөрдөг байсан. Энэ програм нь системийн удирдлагыг дуусгана мөн бүх системийн нөөцийг ажиллуулна. Харин одоогийн компьютерууд нь олон программыг санах ойруу нэгэн зэрэг ачаалах боломжтой. Энэхүү өөрчлөлт нь удирдлага болон ялгаатай программуудыг ангилах гэсэн шаарлага тавьж байна. Үйлдлийн системийн комплекс их байх тусам хэрэглэгчийн програм улам их зүйлийг шаардах болно. Гэсэн хэдий ч хэрэглэгчийн програм нь ялгаатай системийн даалгаваруудыг гүйцэтгэнэ. Энэ нь кернэлийн гадна байрлана. Боловсруулах горимууд нь дараах хэсгүүдийг багтаана: үйлдлийн системийн боловсруулсан систем код, хэрэглэгчийн програмын код. Эдгээр боловсруулалт нь CPU-тэй нэгэн зэрэг хосолж ажиллах чадвартай. CPU боловсруулах систетийн хооронд үйлдлийн систем ажиллана. Процессын тухай Үйлдлийн систем нь CPU-ний бүх үйл ажиллагааг дуудаж өгдөг. Цагаа хуваах систем нь хэрэглэгчийн програм эсвэл таскийг агуулдаг. Хэрэглэгч Microsoft Windows дээр нэг цагт хэд хэдэн програм ажиллуулж байвал энэ нь энгийн систем юм. Жишээ нь word, вэб бровзер, имэйл. Хэрэглэгч нэг цагт зөвхөн ганц л програм ажиллуулж байвал үйлдлийн систем дотоод програмчлал буюу санах ойн менежмент ээс дэмжлэг авдаг. Процесс бол программын гүйцэтгэл. Процесс бол программын кодоос илүү юм.Энэ нь шууд үйл ажиллагааг багтаадаг мөн програм тоолуурын утга, процессорын регистр байна. Процесс ерөнхийдөө стек, функцийн параметр, буцах хаяг, локал хувьсагч зэргийг агуулна. Мөн heap-ийг агуулдаг. Heap нь процесс ажиллаж байх үед динамикаар ажилладаг санах ой юм. Программ нь өөрөө процесс болохгүй идэвхигүй объект юм. Жишээ нь дискэн дээр байгаа зааврын жагсаалт нь файлыг агуулдаг. Харин идэвхитэй програм нь програм тоолуур юм. Програм тоолуур нь дараагийн зааврыг тодорхой зааж өгдөг. Биелүүлж болох файл санах ойруу уншсанаар програм нь процесс болдог. Ихэнх техник нь файлруу ороход icon дээр нь хулганаа хоёр удаа дардаг.
“” Төлөв Процессын биелүүлэлт нь төлвийг өөрчилдөг. Процессын идэвхитэй үйл ажиллагаа нь төлвийг тодорхойлж өгдөг.Процесс болгон дараах төлвийн нэгийг нь дагадаг. • New. Процесс үүсгэж эхэлнэ. • Running. Заавар ажиллаж эхэлнэ. • Waiting. Процесс үйл ажиллагааг хүлээнэ. • Ready. Дараагийн процессорт шилжүүлэх хүртэл хүлээнэ. • Terminated. Процесс дуусгасныг илтгэнэ. Төлвүүд нь бүх системийн хайлтыг үзүүлдэг. Гэсэн хэдий ч үйлдлийн систем нь процессын төлвийг илүү ихээр дүрсэлдэг. Зөвхөн нэг л процесс ямар ч хамаагүй процессортойг ажиллаж чадна гэдгийг ойлгох нь чухал юм. Олон процесс байвал энэ нь хүлээх болно.
Програмчлалын оролт гаралтын завгүй хүлээлт
Оролт гаралтын үйлдэл нь компьютертэй зэрэг үүссэн гэж үзнэ. Анх оролт гаралтын үйлдлийг поллийн буюу завгүй хүлээлт ашиглан гүйцэтгэдэг болсон. Энэ нь процессор мэдээлэл боловсруулах үйдлээс гадна оролт гаралтын төхөөрөмжийн төлвийг байнга шалган, оролт гаралтын үйлдэл хийхэд бэлэн болмогц уг үйлдлийг гүйцэтгэж эхэлнэ. Оролт гаралтын үйлдлээр дамжиж буй бүх өгөгдөл процессороос дамждаг. Завгүй хүлээлтийн үйлдэл нь дотроо дэд үйлдлийг агуулна. Програмчлалын оролт гаралтын завгүй хүлээлт Оролт гаралтын үйлдэл нь компьютертэй зэрэг үүссэн гэж үзнэ. Анх оролт гаралтын үйлдлийг поллийн буюу завгүй хүлээлт ашиглан гүйцэтгэдэг болсон. Энэ нь процессор мэдээлэл боловсруулах үйдлээс гадна оролт гаралтын төхөөрөмжийн төлвийг байнга шалган, оролт гаралтын үйлдэл хийхэд бэлэн болмогц уг үйлдлийг гүйцэтгэж эхэлнэ. Оролт гаралтын үйлдлээр дамжиж буй бүх өгөгдөл процессороос дамждаг. Завгүй хүлээлтийн үйлдэл нь дотроо дэд үйлдлийг агуулна.
Deadlock
7.1 Системийн загварууд Системийн бүтэц нь хязгаарлагдмал тооны тэжээлүүд болон тэдгээрийн тарсан үйл ажиллагаанууд юм. Эх үүсвэр (тэжээл) [resourse] хэдэн тооны ижил төрлүүдийг агуулж байдаг.Санах ойн багтаамж CPU-ний хаягдал, files болон I/O гэх мэт тэжээлийн эх үүсвэрүүд. Хэрвээ систем 2 CPU-тэй бол CPU-н төрөл нь 2 байна. Printer-н эх үүсвэр 5 төрөл байдагтай адил юм. Хэрвээ үйлдэл нь аль 1 төрлийн эх үүсвэр [resourse]т хандах үед , тухайн үеийн хандалтын утгыг авсан resource нь хариу үйлдэл хийнэ. Хэрвээ хариу өгөхгүй бол тэр resource нь байхгүй эсвэл буруу байна гэсэн үг. Үйлдэл хийхийн өмнө ямагт resource-т хандах бөгөөд хэрэглэсний дараа resource-н хандалтаа хаана.Үйл явц нь даалгавраасаа хамаарч олон resource-т хандах боломжтой. 1. Хүсэлт явуулах 2. Хэрэглэх 3. Хэрэглэж буй resource-г суллах 7.2 Deadlock Characterization Deadlock-д системийн resource-ууд нь хүлэгдсэн байдалтай байдаг ба үйлдлүүд нь хэзээ ч хэрэгжүүлж дуусдаггүй. Deadlock ийн ажиллахад хэрэгтэй нөхцөлүүд Хэрэгцээт нөхцөлүүд: 1. Олон ажиллагаа-Ядаж 1 эх үүсвэр нэг л хүн хэрэглэж байхаар байх ёстой ба олон хүн хэрэглэдэг бол олон хүнээс хандалт ирснээр үйлдлүүдийг дууссаны дараа үйлдлээ хийхээр хүлээдэг. 2. Агууламж болон хүлээлт-Үйлдэл нь 1 resource-г агуулж байх ёстой бөгөөд энэ resource нь бусад resource уудтай холбогдож өөр үйлдэл хийж болох ёстой. 3. Давуу эрх байхгүй- resource –д нь давуу эрх эдэлж чадахгүй ба resource- д нь үйлдлүүдээ зөвхөн хийж дууссаны дараа л чөлөөлөгддөг. 4. Дугуй маягийн хүлээлт- А багц{P0,P1,…,Pn} нь оршиж байх ёстой ба P0 нь Р1 ээ Р1 нь Р2 оо гэх мэтээр нэг нэгийхээ дарааллаар ажиллаж байдаг
Нөөцийн хувиарлалтын шугам
Системийн нөөцийн хувиарлалтын шугам гэдэг нь deadlock-ыг хугацаагаар нь маш нарийн дүрсэлдэг муруй шугамыг хэлнэ. Deadlock-ын боловсруулах аргууд 3 аргын 1 нь deadlock- ын асуудалтай тоо хэмжээг олж чадна гэж ерөнхийдөө ярьдаг. Бид deadlock-ыг цуцлах эсвэл түүнээс сэргийлэхийг протокол ашиглан хэрэглэж чадна.
Энэ баталгаа нь систем хэзээч deadlock-ын төлөвийг оруулахгүй хэрэглэнэ гэсэн үг.
Бас нөхөж чадна гэж ойлгож болно.
Deadlock бүх асуудлыг хаях эсвэл тоохгүй орхих нь системд хэзээ ч тохиолдохгүй.
3-аар шийдлийн нэг хэрэглээ нь windows, unix үйлдлийн систем юм.
Энэ deadlock боловсруулалт нь програм бичигчийн хэрэглээний програмыг хөгжүүлдэг. Бид deadlock боловсруулах 3 аргыг богино хугацаанд нарийн нягт боловсруулсан.
Үйлдлийн систем Техник хангамжийг удирдах боломжийг хэрэглэгчид олгох зорилгоор үйлдлийн системийг зохион бүтээсэн. Үйлдлийн систем нь үндсэн 2 үүрэгтэй : Хэрэглэгчийн програмуудын техник хангамжтай харьцах боломжоор хангах. Тооболс дахь нөөцүүдийг удирдан хуваарилах явдал юм. Аливаа үйлдлийн систем нь хэрэглэгчид ашиглахад хялбар, өндөр бүтээмжтэй цаашид хөгжих боломжтой байх ёстой. Тооболстой харьцаж буй хүн бүр түүний тодорхой үе шаттаай нь голчлон харьцдаг. Тооболс гэдэг ньтооцоолон боловсруулах машин түүнд холбогдсон янз бүрийн техник хэрэгсэл тэдгээрийн үйл ажиллагааг удирдаж хянах зориулалттай хэрэглээний програмуудын системийг хэлнэ. Тооболсын үндсэн элементүүд нь: • Процессор( CPU ) • Санах ой ( үндсэн ба туслах санах ой ) • Оролт гаралтын модуль • Системүүдийг холбогч ( bus ) Тооболсын дэд системүүдийн хооронд болон гадаад орчинтой өгөгдөл солилцох үйлдлийг төрөл бүрийн оролт гаралтын технологи ашиглан хийдэг
Процессын ойлголт
Үйлдлийн систем нь CPU-ний бүх үйл ажиллагааг дуудаж өгдөг. Цагаа хуваах систем нь хэрэглэгчийн програм эсвэл таскийг агуулдаг. Хэрэглэгч Microsoft Windows дээр нэг цагт хэд хэдэн програм ажиллуулж байвал энэ нь энгийн систем юм. Жишээ нь word, вэб бровзер, имэйл. Хэрэглэгч нэг цагт зөвхөн ганц л програм ажиллуулж байвал үйлдлийн систем дотоод програмчлал буюу санах ойн менежмент ээс дэмжлэг авдаг.
Процесс
Процесс бол программын гүйцэтгэл. Процесс бол программын кодоос илүү юм.Энэ нь шууд үйл ажиллагааг багтаадаг мөн програм тоолуурын утга, процессорын регистр байна. Процесс ерөнхийдөө стек, функцийн параметр, буцах хаяг, локал хувьсагч зэргийг агуулна. Мөн heap-ийг агуулдаг. Heap нь процесс ажиллаж байх үед динамикаар ажилладаг санах ой юм. Программ нь өөрөө процесс болохгүй идэвхигүй объект юм. Жишээ нь дискэн дээр байгаа зааврын жагсаалт нь файлыг агуулдаг. Харин идэвхитэй програм нь програм тоолуур юм. Програм тоолуур нь дараагийн зааврыг тодорхой зааж өгдөг. Биелүүлж болох файл санах ойруу уншсанаар програм нь процесс болдог. Ихэнх техник нь файлруу ороход icon дээр нь хулганаа хоёр удаа дардаг.
Процессын төлөв
Процессын биелүүлэлт нь төлвийг өөрчилдөг. Процессын идэвхитэй үйл ажиллагаа нь төлвийг тодорхойлж өгдөг.Процесс болгон дараах төлвийн нэгийг нь дагадаг. • New. Процесс үүсгэж эхэлнэ. • Running. Заавар ажиллаж эхэлнэ. • Waiting. Процесс үйл ажиллагааг хүлээнэ. • Ready. Дараагийн процессорт шилжүүлэх хүртэл хүлээнэ. • Terminated. Процесс дуусгасныг илтгэнэ. Төлвүүд нь бүх системийн хайлтыг үзүүлдэг. Гэсэн хэдий ч үйлдлийн систем нь процессын төлвийг илүү ихээр дүрсэлдэг. Зөвхөн нэг л процесс ямар ч хамаагүй процессортойг ажиллаж чадна гэдгийг ойлгох нь чухал юм. Олон процесс байвал энэ нь хүлээх болно.
Програмчлалын оролт гаралтын завгүй хүлээлт
Оролт гаралтын үйлдэл нь компьютертэй зэрэг үүссэн гэж үзнэ. Анх оролт гаралтын үйлдлийг поллийн буюу завгүй хүлээлт ашиглан гүйцэтгэдэг болсон. Энэ нь процессор мэдээлэл боловсруулах үйдлээс гадна оролт гаралтын төхөөрөмжийн төлвийг байнга шалган, оролт гаралтын үйлдэл хийхэд бэлэн болмогц угүйлдлийг гүйцэтгэж эхэлнэ. Оролт гаралтын үйлдлээр дамжиж буй бүх өгөгдөл процессороосдамждаг. Завгүй хүлээлтийн үйлдэл нь дотроод эд үйлдлийг агуулна.
Процесс Төлөвлөлт
Тухайн агшин дахь процессыг боловсруулах, ер нь процесс боловсруулалтанд авах эсэхийг шийдэх аргыг төлөвлөлт гэнэ. Процесс төлөвлөх олон арга байдаг. Процессыг төрөл бүрийн хугацааны интервалд төлөвлөдөг. Эдгээр нь урт, дунд, богино хугацааных нь процессыг туслан санах ойруу зөөх үед богино хугацааных нь процессыг ажиллуулах үед хийгддэг.
Төлөвлөгөөний шалгуур
Төрөл бүрийн CPU нь алгоритмын бүтэц нь тавигдах шалгуураасаа хамааран өөр өөр байдаг. Тавигдах шаардлагууд нь CPU-ийн төлөвлөлттэй шууд хамааралтай. Тавигдах шаардлагууд: • CPU-ийн ашиглалт CPU-г ачаалалтай ажиллах чадварыг сайжруулахын тулд CPU хүчин чадлыг 0-100% хүртэл болгох явдал юм. Бодит байдал дээр 40-90% ашиглагдаж байгаа.₮ • Хүчин чадал Хэрвээ CPU нь тухайн үйл явцыг маш завгүйгээр явуулж байгаа бол тухайн ажил нь биелэнэ. • Хэмжүүр Хамгийн чухал хэмжүүр нь тухайн өгсөн даалгаварыг хийхэд хэр хугацаа зарцуулахад оршдог. Үүнийг хүчин чадал гэнэ. • Эргэх хугацаа Энэ нь хамгийн чухал процесс бөгөөд ажиллуулахад хэр хугацацаа зарцуулахад хамгийн чухал. Эргэх хугацаа гэдэг нь эхний програмыг ачааллаж дуусаад дараагийн програм руу шилжихэд зарцуулах хугацаа юм. • Хүлээх хугацаа CPU-н төлөвлөгөөний алгоритмд оролт гаралтын төхөөрөмжтэй холбогдох үйлдэл нь нөлөөлдөггүй бөгөөд тухайн програм ачаалаж байх үед хүлээх хугацаа юм. • Хариу үзүүлэх хугацаа Хариу үзүүлэх хугацаа нь тийм ч чухал биш. Заримдаа тухайн үйл ажиллагаа нь гаралтандаа хурдан хариу үзүүлж үргэлжлүүлж буцааж хэрэглэгчдэдээ хүргэж өгдөг.
Процесс /background process/ гэж юу вэ?:
Процесс бол программын гүйцэтгэл. Процесс бол программын кодоос илүү юм.Энэ нь шууд үйл ажиллагааг багтаадаг мөн програм тоолуурын утга, процессорын регистр байна. Процесс ерөнхийдөө стек, функцийн параметр, буцах хаяг, локал хувьсагч зэргийг агуулна. Мөн heap-ийг агуулдаг. Heap нь процесс ажиллаж байх үед динамикаар ажилладаг санах ой юм. Программ нь өөрөө процесс болохгүй идэвхигүй объект юм. Жишээ нь дискэн дээр байгаа зааврын жагсаалт нь файлыг агуулдаг. Харин идэвхитэй програм нь програм тоолуур юм. Програм тоолуур нь дараагийн зааврыг тодорхой зааж өгдөг. Биелүүлж болох файл санах ойруу уншсанаар програм нь процесс болдог. Ихэнх техник нь файлруу ороход icon дээр нь хулганаа хоёр удаа дардаг.
Процесс Удирдах
Процесс удирдлага бол орчин үеийн үйлдлийн системүүдийн дотоод нэг хэсэг юм. Үйлдлийн систем нь процессуудад нөөцийг хуваарилах, процессууд хооронд мэдээлэл дамжуулах, нэг процессийн хэрэглэж байгаа нөөцөд бусад процесс хандахаас хамгаалах зэрэг үйлчилгээг үзүүлдэг байх ёстой. Эдгээр шаардлагуудыг биелүүлэхийн тулд үйлдлийн систем нь процесс бүрийн төлөв, нөөцийн эзэмшилийг илэрхийлэх бүтэцтэй байх ёстой ба түүнийг ашиглан үйлдлийн систем процесс бүрийг удирдах боломжтой болно.
Үйлдлийн систем нь :
* Биелэгдэх процессуудыг төлөвлөж , үйл ажиллагааг нь удирдах
* Процессуудад нөөц хуваарилах
* Хэрэглэгчдийн программуудад үйлчилнэ
* Удирдлагын төрөл бүрийн механизмууд, зохион байгуулалтын бүтцүүдийг ашиглан үүргээ гүйцэтгэдэг.
Хэрхэн удирдах вэ?
1 Зэрэгцээ боловсруулалт
2 Процесс үүсгэх
3 Процесс дуусгах
4 Процессын тодорхойлогч
4.1 Процесс Удирдах Блок
Зэрэгцээ боловсруулалт
Орчин үеийн олон үйлдлийн системүүдэд нэгээс олон програмыг зэрэг санах ойд ачаалж ажиллуулах боломжтой болсон. Процессор нэг агшинд зөвхөн нэг програмын нэг командыг биелүүлэх чадвартай байдаг, гэвч процесс бүрт хугацааны хэсэг интервалыг олгон бусдыг нь түр идэвхгүй байлгах замаар олон процессыг биелүүлж болдог. Зэрэгцээ боловсруулалт нь процессор процесс бүрт хэсэг хугацаанд удирлагаа шилжүүлж, бас буцааж авдаг байхыг шаарддаг. Хэрэв процессор процесс биелэгдэж байхад удирдлагаа буцааж авсан бол дараа дахин биелэгдэхэдээ зогссон газраасаа үргэлжлүүлэн ажилладаг байх ёстой. Програмын биелэж байх явцад үйлдлийн систем процессорын удирдлагыг буцааж авах 2 төрлийн арга байдаг:
* Процесс системийг функцийг дуудах \заримдаа програмын тасалдал гэж нэрлэдэг\, жишээлбэл, дискнээс файл унших оролт гаралтын хүсэлт гаргах * Техникийн тасалдал тохиолдох, жишээлбэл, гарны товчлуур дарагдах, хугацааны тоолуурын хугацаа дуусах г.м.
Орчин үеийн үйлдлийн системүүдэд процессууд дэд процесс буюу трэдийг агуулдаг болсон. Процесс үүсгэх
Процесс үүсэх 4 шалтгаан байдаг:
* Систем ачаалах * Биелэж буй процесс үүсгэх * Хэрэглэгч шинэ процесс үүсгэх хүсэлт гаргах * Бүлэг ажил эхлэн ажиллахад
Үйлдлийн систем ачаалах үед зарим процесс үүсгэгдэн ажилладаг. Тэдний зарим нь ил процесс байх ба хэрэглэгчтэй харилцаж тэдний хүссэн ажлийг гүйцэтгэдэг. Харин зарим нь далд процесс байх ба хэрэглэгчтэй харилцалгүйгээр өөр тусгай үйлдлүүдийг гүйцэтгэдэг. Процесс дуусгах
Процесс дуусах олон шалтгаан бий:
* Halt команд биелэгдэх * Хэрэглэгч системээс гарах * Процесс өөрөө дуусгах үйлчилгээний хүсэлт гаргах * Алдаа гарах * Хугацаа хэтэрсэн * Санах ой хүрэлцээгүй байх * Хязгаар хэтрүүлэх * Хамгаалалтын алдаа * Арифметик алдаа * Оролт гаралтын алдаа * Буруу команд биелүүлэх * Өгөгдлийг буруу ашиглах * Эх процесс нь дуусанаар хүү процессууд хамт дуусах г.м.
Процессын тодорхойлогч
1. Давтагдашгүй тоон тодорхойлогч
* Процессуудын жагсаалтын индекс байж болно.
2. Хэрэглэгчийн тодорхойлогч
* Хэрэглэгчээс өгсөн тодорхойлогч
Процесс Удирдах Блок
Үйлдлийн систем процессыг удирдахад шаардлагатай өгөгдлүүд :
* Процессыг тодорхойлогч мэдээллүүд * Процессорын төлвийн мэдээллүүд * Процесс удирдлагын мэдээллүүд
Систем дэхь процесс бүр процессор удирдлагын блок гэх өгөгдлийн бүтцээр тодорхойлогддог. Процесс удирдлагын блок нь процессын тухай дараах үндсэн мэдээллийг агуулдаг:
* Юу болох * Хаана ажиллаж байгаа * Боловсруулалтын хэр зэрэг хэмжээ нь биелсэн * Хаана хадгалагдаж байгаа * Нөөцийг ашиглаад хэр удаж байгаа