Reja :
Jarayon tushunchasi
Jarayon ichidagi operatsiyalar
Jarayonni boshqarish bloki
Jarayon - bu foydalanuvchi tomonidan ishga tushurilgan dastur, jarayon buyruqlarni bajaruvchi to‘plam majmui (xotirani bajarish uchun ajratish va fayllar va kiritish/chiqarish qurilmalaridan foydalaniladigan manzil va boshqalar) va operatsion tizim boshqaruvida joylashgan joriy vaqtda uni bajarilishini (registr, dastur hisoblagich, stek holati va qo‘llash belgilari) tavsiflaydi. Ish paytida operatsion tizim ko‘plab dasturlarni bajaradi: paketli vazifalar, vaqtni taqsimlash rejimida foydalanuvchi dasturlari, tizim dasturlari va jarayonlari. Foydalanuvchi dasturlarini tavsiflovchi bir nechta o‘xshash atamalar (terminlar) mavjud: jarayon (process), vazifa (job), topshiriq (task). Ushbu atamalarni sinonim deb hisoblashimiz mumkin. Jarayonning muhim xususiyati: bu ketma-ket bajarilishi kerak bo‘lgan hisoblash birligi, ya’ni, har bir jarayon o‘zining ketma-ket boshqarish oqimiga (control flow) ega - bu jarayon tomonidan bajariladigan buyruqlar ketma-ketligidir. Operatsion tizim tomonidan yaratilgan va boshqariladigan jarayon quyidagi asosiy ma’lumotlarni o‘z ichiga oladi:
dastur hisoblagichi (program counter - PC) - bajarilayotgan joriy buyruq manzili; odatda qurilmalarning maxsus tizim registrida saqlanadi;
Stek - bu operatsion tizim tomonidan jarayon protseduralarining lokal ma’lumotlari, ularning parametrlari (argumentlari) va hisob-kitoblarni tashkil qilish uchun zarur bo‘lgan ma’lumotlar o‘rtasida saqlanadigan, jarayonni yaratishda operatsion tizim tomonidan ajratilgan asosiy xotiraning doimiy maydoni. Keyingi protsedurani ishga tushirishda, faollashtirish yozuvi (activation record) stekda beriladi, shuningdek, protseduraning hozirgi avlodining lokal ma’lumotlarini saqlash uchun stek kadri (stack frame) va lokal ma’lumotlar maydoni (local data area) deb ataladi.
Ma’lumotlar bo‘limi (data section) – bu operatsion tizim tomonidan global o‘zgaruvchilar, massivlar, tuzilmalar, obyektlar saqlanadigan jarayonga ajratilgan asosiy xotiraning statik (doimiy ravishda ajratilgan, doimiy o‘lchamdagi) maydoni. Jarayonning bajariladigan kodi (buyruqlar) dastlab ikkilamchi xotirada (diskda) saqlanadi va unga kirishda to‘liq yoki qisman asosiy xotiraga yuklanadi.
Jarayon ishga tushganda, jarayon o‘z holatini quyidagicha o‘zgartirishi mumkin:
Yangi (new): jarayon operatsion tizim tomonidan yaratilgan, ammo hali ishga tushmagan;
Bajarish (running): Jarayon buyruqlari protsessorda bajariladi yoki OT ishlaydigan kompyuter tizimining protsessorida;
Kutish (waiting): jarayon qandaydir hodisa sodir bo‘lishini kutmoqda, masalan, kiritish/chiqarishni (I/O) tugallanishini. Kutish holatida jarayon protsessorni egallamaydi;
Tayyorlilik (ready):jarayon bajarilishi uchun protsessor resurslarini olishni kutmoqda. Jarayon odatda u yaratilganda ham, yoki kiritish/chiqarish (I/O) tugagandan so‘ng ham (kutish holatidan) bajarilishga tayyor holatga keladi;
Tugatish (finished): Jarayonni bajarish tugallandi.
Kiritilgan topshiriqlarni hisoblash tizimlarda bajarilishi (faqat foydalanuvchi dasturlari emas, balki operatsion tizimning belgilangan qismi bo‘lishi mumkin) jarayon majmuini tashkil qiladi. Shubxasiz, har bir vaqt momentida bir protsessorli kompyuter tizimida faqat bitta jarayon bajarilishi mumkin. Multidasturli hisoblash tizimlarida protsessordagi bir jarayonni boshqasiga ulash orqali bir nechta jarayonlarni parallel qayta ishlanadi. Bitta jarayon bajarilgunga qadar qolganlari o‘z navbatini kutadi.
Jarayon holat diagrammasi modeli
Bajariluvchi jarayon holatida joylashgan jarayon ma’lum vaqtdan so‘ng operatsion tizimni tugatishi yoki ma’lum vaqtga to‘xtashi va bajarilmaydigan jarayon holatiga o‘tishi mumkin. Ma’lum vaqtga to‘xtash jarayoni ikki sabab tufayli yuz berishi mumkin: ishni davom ettirish uchun qandaydir harakat (masalan, kiritish/chiqarish operatsiyasini yakunlash) yoki ushbu jarayonda ishlash uchun operatsion tizimda ajratilgan vaqt oralig‘ining tugashi. Shundan so‘ng belgilangan algoritm bo‘yicha operatsion tizim bajarilmaydigan jarayon holatida joylashgan jarayonlardan birini bajarish uchun bittasini tanlaydi. Va uni bajariluvchi jarayon holatiga o‘tkazadi. Tizimda paydo bo‘lgan yangi jarayon dastlab bajarilmaydigan jarayon holatida joylashadi. Bu juda ham qo‘pol model bo‘lib bajarish uchun jarayonlarni tanlashda u ma’lum vaqtga to‘xtashi va real holatda bajarish uchun tayyor bo‘lmasligi bois kutish holatida bo‘lishi mumkin. Bajarilmaydigan jarayon holatidan chiqib ketish uchun ikkita yangi holatdan foydalaniladi: tayyorlilik va kutish.
Tayyorgarlik va kutish holati
Tizimda paydo bo‘lgan har qanday jarayon tayyorlilik holatida bo‘ladi. Operatsion tizim tayyor jarayonlardan birini tanlab foydalanadigan algoritmni rejalashtiradi va uni bajarish holatiga o‘tkazadi. Bajarish holatida jarayonni dasturiy kodini bevosita bajarishga o‘tkaziladi. Bu jarayon holatidan chiqish uchun uchta sabab bo‘lishi mumkin:
operatsion tizim uning mavjudligini tugatishi;
ayrim voqealar sodir bo‘lmasligi uchun u o‘z ishini davom ettirmasligi mumkin va operatsion tizim uni kutish holatiga o‘tkazadi;
uni tayyorlilik holatiga qaytishda hisoblash tizimlarida uzilishlarning paydo bo‘lishi natijasida (masalan, bajarilish uchun ajratilgan vaqtni tugab qolishi sababli vaqtni uzilishi).
Jarayon kutish holatidan tayyorlilik holatiga o‘tgandan so‘ng u qaytadan bajarish uchun tanlanishi mumkin.
Endilikda jarayon hisoblash tizimida paydo bo‘lishi uchun tug‘ilish holati orqali o‘tishi kerak bo‘ladi. Tizimda yaratilgan yangi jarayon rejalash-tirishga ruhsat etish bosqichidan o‘tadi. OT tizimdagi barcha jarayonlarning navbatiga kiradi, shundan so‘ng OT uni bajarishga tayyor holatga keltiradi. Shuni belgilaymizki, bajarishga tayyor bo‘lgan jarayonlar navbati – jarayonlarni boshqarish uchun eng ko‘p ishlatiladigan tizim tuzilmalaridan biri. Bajarilishga tayyor holatdan bajarilish holatiga o‘tish jarayoni rejalashtirish asosida protsessorga vaqt kvantini ajratish natijasida OT rejalashtiruvchisi tomonidan uzatiladi. Jarayon bajarilish paytida to‘xtatilishi mumkin (taymer tomonidan, xatolik natijasida va hokazo) va uzilishni qayta ishlaganidan so‘ng, operatsion tizim yana ishlashga tayyor holatga qaytadi. Agar jarayonda sinxron kiritish-chiqirish amalga oshirilsa yoki jarayon biron bir hodisa sodir bo‘lishini kutishi kerak bo‘lsa (masalan, ma’lum bir vaqtda), jarayon kutish holatiga o‘tadi. Kiritish/chiqarish (I/O) tugallanganda yoki kutilayotgan hodisa yuz berganda, protsessor vaqt kvantini darhol qabul qilmaydi, lekin bajarishga tayyor holatga o‘tadi. Jarayon dasturi tugashi bilan jarayon tugallangan holatga kiradi, masalan, exit(c) tizim chaqirig‘ining natijasida, c - chiqish kodi. Agar c=0 bo‘lsa, jarayon muvaffaqiyatli yakunlandi deb hisoblanadi. Masalan, Windows NT operatsion tizimi uchun jarayon holati modeli 7 ta, Unix operatsion tizimi esa 9 ta turli xil jarayon holati modelini o‘z ichiga oladi.
Jarayon bir holatdan boshqa bir holatga mustaqil ravishda o‘ta olmaydi. Jarayon holatlarini o‘zgartirish, operatsion tizimga kiradigan operatsiyalarda amalga oshiriladi. Bizning modelimiz bunday operatsiyalarning soni hozirchalik holat diagrammasidagi strelkalar soniga teng. Operatsiyani uchta juft bilan bog‘lash mumkin:
jarayonni yaratish – jarayonni tugatish;
jarayonni ma’lum bir vaqtga to‘xtatish - jarayonniishgatushirish;
jarayonni bloklash – bloklangan jarayonni ochish;
Algoritmni rejalashtirish haqida gapirar ekanmiz, bizning modelimizda o‘z juftiga ega bo‘lmagan yana bir operatsiya paydo bo‘ladi: jarayon muximliligini o‘zgartirish.
Operatsiyalarni tashkil qilish va tugatish jarayoni bir martalik bo‘ladi. Va u jarayondan faqat bir marotaba foydalaniladi (hisoblash tizimi jarayonida ayrim tizimlar hech qachon ishlashdan to‘xtamaydi). Jarayon holatini o‘zgartirish bilan bog‘liq qolgan barcha operatsiyalar ko‘p martalik hisoblanadigan ishga tushirish yoki bloklash bo‘ladi.
Jarayonni boshqarish bloki (Process Control Block – PCB) – bu har bir jarayon bilan bog‘liq quyidagi ma’lumotlarni o‘z ichiga olgan jarayonni boshqarish uchun foydalanadigan tizim ma’lumotlari tuzilishi hisoblanadi:
Jarayon identifikator raqami (ID si);
Jarayon holati;
Buyruq hisoblagichining joriy qiymati (jarayonni bajarilishini davom ettirishda foydalaniladi);
Protsessor registeri qiymatlari (jarayonni qayta tiklashda ham foydalaniladi);
Protsessorni rejalashtirish uchun ma’lumot (jarayon stekiga ko‘rsatgich, jarayon raqami);
Xotirani boshqarish uchun ma’lumot (jarayon xotira maydonining chegaralari);
Resurslar (jarayon bajarilishi uchun ajratilgan);
Hisob ma’lumotlari (e’lon qilingan ijro vaqtidan qolgan jarayonning umumiy bajarilish vaqti, jami kiritish/chiqarish vaqti va boshqalar);
Kiritish/chiqarish holatlari to‘g‘risidagi ma’lumotlar (ochiq fayllar ro‘yhati).
|
