operating systems(ayat)

322
1 دا ام خ ه ن ب دا ام خ ه ن ب م ت س سی م ت س سی ل م عا هاي ل م عا هاي ر ت و ي پ م کا ي س د ن ه م ه ت( ش ر ت ي- ر ا ص ا ن

Upload: guestaffefa9

Post on 21-Dec-2014

2.995 views

Category:

Technology


5 download

DESCRIPTION

 

TRANSCRIPT

Page 1: Operating Systems(Ayat)

1

خدا نام خدا به نام به

عامل سیستمسیستم عامل هاي هايکامپيوتر مهندسي رشته

آيت ناصر

Page 2: Operating Systems(Ayat)

2

ها فصل ها عناوین فصل ::عناوین

افزار : سخت به کلی نگاه اول .فصل

. : عامل سیستم به کلی نگاه دوم فصل : فرآیندها سوم .فصل

: زیر و متقارن پردازشی ،چند نخها چهارم فصلها هسته

: : همگام و متقابل انحصار همزمانی پنجم فصل.سازی

گرسنگی : و بست بن ششم .فصل

: حافظه مدیریت هفتم .فصل

: مجازی حافظه هشتم .قصل

: ای پردازنده تک بندی زمان نهم فصل

Page 3: Operating Systems(Ayat)

3

اول اول فصل فصل

افزار سخت به کلی افزار نگاه سخت به کلی نگاه

Page 4: Operating Systems(Ayat)

4

افزار سخت به کلی افزار نگاه سخت به کلی ::نگاه

: افزار سخت اصلی چهارعناصر

ها .: (cpu)پردازنده- 1 داده پردازش و کنترل

.اصلی: حافظه- 2 پایدار نا و ها برنامه و ها داده ذخیره

و- 3 ورودی های : مولفه بین ها داده انتقال خروجیخارجی . محیط و کامپیوتر

داخلی- 4 سه سیستم: اتصاالت بین ارتباط جهتدیگر . مولفه

Page 5: Operating Systems(Ayat)

5

مرکزی پردازش processing unitواحدcontrol

مرکزی پردازش واحد حافظه

خروجی و ورودی مولفه

میانگیردمیانگیرد

pcpc

IRIR

IP BRIP BR

IP ARIP AR

MBRMBR

MARMAR

دادهداده

دادهدادهدادهداده

دستوردستوردستوردستور

دسترالعملدسترالعمل

Page 6: Operating Systems(Ayat)

6

پردازشمرکزی پردازشمرکزی واحد واحد

•PC. : شود واکشی باید که دستورالعملی حاوی•IR : واکشی العمل دستور آخرین حاوی العمل دستور ثبات

شده . •MIR : مشخص را نوشتن و خواندن حافظه،محل آدرس ثبات

کند . می•MBR :که است ای داده برگیرنده حافظه،در میانگیر ثبات

. شود نوشته یا خوانده است قرار•I/O AR :یک کردن خروجی،مشخص ورودی آدرس ثبات

خاص . خروجی یا ورودی دستگاه•I/O BR :بین داده تبادل خروجی،برای ورودی میانگیر ثبات

خروجی . ورودی مولفه و پردازنده

Page 7: Operating Systems(Ayat)

7

پردازنده پردازنده ثباتهای ثباتهای

است اصلی حافظه از وکوچکتر سریعتر حافظه. است گرفته قرار پردازنده داخل در که

: آن وظیفه دوحداقل- 1 به را اصلی حافظه به مراجعه

رساند .می) هستند) روئیت قابل

پردازنده- 2 عملیات کنترل) نیستند) رویت قابل اغلب ؛ وضعیت و کنترل ثبات

Page 8: Operating Systems(Ayat)

8

حافظه :حافظه : ، است هایی محل از ای مجموعه شاملمی که ، است دودویی عدد یک حاوی که

که شود تفسیر داده یا دستورالعمل توانیمآنها برای هایی آدرس شماره بوسیله

شود می .مشخص

خروجی / ورودی ای خروجی / مولفه ورودی ای مولفهاست داخلی میانگیر ای .داده

زمان تا ها داده نگهداری جهتانتقال

Page 9: Operating Systems(Ayat)

9

کاربرد برای روئیت قابل کاربرد ثبات برای روئیت قابل ثباتدستور وسیله به تواند می نویس برنامه که است ثباتی

. کند مراجعه آنها به ماشین های العمل

داده- :1 توابع ثباتهای بعضی به تواند می ساز برنامه. دهد نسبت

آدرس- :2 ها ثباتهای دستورالعمل و داده آدرس حاوی. باشد مي

وضعیت- :3 کد نتیجه ثبات عنوان به که هستند بیتهای. شود می گذاری مقدار افزار سخت توسط ها عمل

) نیست) روئیت قابل کاربر برای آن از بخشهایی

Page 10: Operating Systems(Ayat)

10

آدرس های آدرس ثبات های ثبات

(X ثباتشاخص- ) 1 موثر+ = آدرس یه پا مقدار

گر- 2 اشاره قطعاتی: قطعه ثبات به حافظهپایه آدرس نگهداری برای ثبات یک و شده تقسیم

. ) است) ممکن شود می استفاده قطعه شروع محل. باشد داشته وجود پایه آدرس ثبات چند

گر- 3 اشاره اشاره: پشته ثبات جهت خاص ثباتی. اصلی حافظه در پشته باالی به

Page 11: Operating Systems(Ayat)

11

وضعیت کنترل های وضعیت ثبات کنترل های ثبات

. نیست کاربر برای روئیت قابل ثبات این. روند می کار به پردازنده عمل کنترل برای

وضعیت- کلمه اطالعات : (PSW)ثبات حاویوضعیت.

باشد مي ذيل اطالعات شامل وضعیت کد بر عالوه. وقفه- کردن فعال غیر و فعال بیت

. / سرپرست- بر کار حالت بیت

برای حافظه ازابتداي هزارکلمه يا صد چند تخصیصاست متداول كنترلي مقاصد

Page 12: Operating Systems(Ayat)

12

دستورالعمل دستورالعمل چرخه ::چرخه

1 : حافظه- از را دستور یک واکشی چرخهخواند می

2 : دستورالعمل- اجراي دستورالعمل چرخهشده واكشي

Page 13: Operating Systems(Ayat)

13

بیتی pcثبات- با که حافظه آدرس. دهد می نشان را شده واکشیثبات- به دستورالعمل .IRواکشی

واکشی- از پس پردازنده معموالبه واحد یک می PCدستورالعمل اضافه

کند.اول 4دارای IR :ثبات- بیت که بیت

را حافظه آدرس دیگر بیت سه و عملکند . می مشخص

پردازنده- : بیتی با که را عملی عمل کد. دهد می نشان را بدهد انجام

Page 14: Operating Systems(Ayat)

14

وقفهوقفه

دستور آن وسیله به که است راهکاریانجام از پس و پردازنده توسط العملی. گردد باز خود عادی روند به دیگر عمل

Page 15: Operating Systems(Ayat)

15

ها وقفه ها رایجترین وقفه رایجترین

بعضی برنامه: - 1 در که است ای وقفهدهد می رخ دستورالعمل یک خاص شرایط

. صفر بر تقسیم ریز، سر مثل2: سنج- زمان زمان توسط که ای وقفه

. شود می تولید پردازنده داخلی سنج3 - : خروجی/ وسیله ورودی به وقفه این

می ایجاد وخروجی ورودی کننده کنترلشود.

4 : افزار- سخت نقصسخت با وقفه این. میشود تولید افزار

Page 16: Operating Systems(Ayat)

16

::وقفهوقفه

1 2

i i+1

N

Page 17: Operating Systems(Ayat)

17

از اعمالاعمال یکی در پردازنده از ریز یکی در پردازنده ریززیر کرده زیر چهار کرده دارد چهار دارد قرار قرار ::

حافظه- – 1 پردازنده

2/ خروجی- – ورودی پردازنده

3) منطقی- ) به محاسباتی ها داده پردازش

کنترل- 4

Page 18: Operating Systems(Ayat)

18

وقفه وقفه پردازشیک پردازشیک

می- 1 پردازنده برای وقفه عالمت یک دستگاه یکدهد.

2. رسد- می پایان به جاری دستورالعمل اجرای3. کند- می وقفه وصول اعالم پردازندهثبات- 4 کنترل pcو (PSW)محتوای پشته باالی در

. دهد می قرارمقدار- 5 وقفه اساس بر را pcپردازنده جدید

. دهد می قرار

Page 19: Operating Systems(Ayat)

19

وقفه وقفه پردازشیک پردازشیک

می- 6 ذخیره را فرایند وضعیت اطالعات باقیماندهکند.

7. کند- می پردازش را وقفه8. شده- ذخیره قبال که ثباتهایی اطالعات بازیابی9-pc وpsw . کن پردازش دوباره را قدیمی

Page 20: Operating Systems(Ayat)

20

: گانه چند های :وقفه گانه چند های وقفه ) وقفه) چند همزماني

: رویکرد دو دارای

1: وقفه- یک پردازشردیفی وقوع هنگام درتمام آن کار تا بیفتند کار از ها وقفه بقیه وقفه

شود.

. آید : نمی حساب به نسبی اولویت منفی نکته

Page 21: Operating Systems(Ayat)

21

گانه چند ای گانه وقفه چند ای ::وقفه

2 : تو- در تو که پردازشوقفه صورتی دربه داشت باالیی واولویت داد رخ دیگری وقفه

. شود می متوقف اول وقفه و برگرداننده برنامه

Page 22: Operating Systems(Ayat)

22

برنامگی برنامگی چند :: چند

دیگر های قسمت به نسبت پردازنده چونمی آن از حداکثر استفاده برای است سریعتر

فعال کاربر از برنامه چند زمان یک در توانباشد.

: برنامگی :چند برنامگی چند. بگیرند نوبت اجرا برای برنامه چند

Page 23: Operating Systems(Ayat)

23

حافظه مراتب حافظه سلسه مراتب سلسه

ثباتها

پنهان حافظه

اصلی حافظه

دیسک پنهان حافظه

مغناطیس دیسک

پذیر جا جابه رسانه

Page 24: Operating Systems(Ayat)

24

فوق نمودار درباره فوق توضیحات نمودار درباره توضیحات

: مراتب سلسله این تر پایین سطوح به حرکت با

بیت الف: هر در هزینه کاهشظرفیت ب: افزایش

دسترسی: زمان افزایش جبه د: پردازنده دسترسی دفعات تعداد کاهش

حافظه

Page 25: Operating Systems(Ayat)

25

نا: ثباتها و کوچکترین و گرانترین و سریعترینپایدارند.

پایدار: اصلی حافظه نا و یکتا آدرس دارای. شوند. می داده توسعه پنهان حافظه با هستند

: پنهان کاربران حافظه برای روئیت قابل. ناپایدارند و نیست

Page 26: Operating Systems(Ayat)

26

پنهان پنهان حافظه :: حافظه

صورت دو به حافظه می کاراییاین افزایش رادهند:

1. شوند- می بندی دسته دیسک روی های نوشتن

وسیله- 2 به نوشتن از قبل ها داده از بعضی. گیرند می قرار مراجعه مورد هایی برنامه

Page 27: Operating Systems(Ayat)

27

نهان نهان نقشحافظه نقشحافظه

موجوى - حافظه سریعترین ارائههاي حافظه تر ارزان انوع از بزرگ ای حافظه

هادی نیمه. است- اصلی حافظه از بخشی حاوی

Page 28: Operating Systems(Ayat)

28

پنهان حافظه پنهان اصول حافظه اصول

عملکرد :نحوه

حافظه - در کلمه آیا که شود می بررسی ابتداخیر؟ یا دارد وجود

آن - در و کرده اخیتار را بلوک یک بود خیر اگر. دهیم می قرار

-. شود می داده تحویل پردازش به بود بله اگر

Page 29: Operating Systems(Ayat)

29

پنهان حافظه پنهان طراحی حافظه :: طراحی

: کلیدی نکات

-: پنهان حافظه تاثیر اندازه کوچک اندازه وجود بازیاد.

-: بلوک حافظه اندازه بین كه ها داده از واحدي. شود می مبادله پنهان و اصلی

-: نگاشت می تابع پدید جدید بلوک فراخوانی هنگامآید.

Page 30: Operating Systems(Ayat)

30

پنهان حافظه پنهان طراحی حافظه :: طراحی

: تعویض- شود الگوریتم عوض بايد كه بلوكيدقت ) باید و تعویض هنگام كند مي انتخاب را

داشته را آینده در استفاده کمترین که شودباشد.(

: نوشتن- را سیاست نوشتن عمل انجام زمان. کند می مشخص

Page 31: Operating Systems(Ayat)

31

ورودی / انتقال ورودی / روشهای انتقال روشهایخروجيخروجي

: دارد وجود روشزیر سه

1. / شده- سازی برنامه خروجی ورودی

2. / وقفه- بر مبتنی خروجی ورودی

حافظه- 3 به مستقیم (DBA)دسترسی

Page 32: Operating Systems(Ayat)

32

سازی/ برنامه خروجی سازی/ ورودی برنامه خروجی ورودی::شدهشده

می / صادر خروجی ورودی العمل دستور با مواجهه باشود.

از مناسب های بیت و انجام را شده خواست در عمل. کند می گذاری مقدار را شده ذکر ثبات

خروجی . دستگاه به حافظه از ها داده استخراج مسئول

. اصلی حافظه در ها داده سازی ذخیره مسئول

Page 33: Operating Systems(Ayat)

33

های دستورالعمل های گروههای دستورالعمل گروههایخروجی / خروجی /ورودی :: ورودی

1 : دستگاه کنترل- کردن فعال برای ها دستورالعملخارجي.

2 : .آزمون- خروجی و ورودی های مولفه بررسی

3: / نوشتن- انتقال خواندن برای هایی العمل دستور. خارجی دستگاههای و پردازنده ثباتهای بین ها داده

Page 34: Operating Systems(Ayat)

34

بر مبتنی خروجی بر ورودی مبتنی خروجی ورودی::مولفهمولفه

یک- 1 / READابتدا می خروجی ورودی مولفه بهدهد.

2. کند- می ذخیره را نظر مورد متن سپسبه- / 3 خروجی ورودی مولفه شدن آماده از پس

. دهد می وقفه پردازندهفرمان- 4 که متنی بار READپس کرده صادر را

. شود می اجرا و شده گذاری

Page 35: Operating Systems(Ayat)

35

حافظه به مستقیم حافظه دسترسی به مستقیم دسترسی

مولفه- 1 وسیله به حافظه به مستقیم دسترسی. شود انجام سيستم گذرگاه روی دیگری

یک- 2 عهده به حافظه بر مستقیم دسترسی. / شود گذاشته خروجی ورودی مولفه

/ DMAحافظه خروجی ورودی مولفه

Page 36: Operating Systems(Ayat)

36

دوم دوم فصل فصل

عامل سیستم به کلی عامل نگاه سیستم به کلی نگاه

Page 37: Operating Systems(Ayat)

37

عامل عامل وظایفسیستم وظایفسیستم

کنترل - را کاربردی های برنامه اجرای. کند می

-. افزار سخت و کاربر رابط

Page 38: Operating Systems(Ayat)

38

عامل هدفسیستم عامل سه هدفسیستم سه

1 : شود سهولت- ساده کامپیوتر از استفاده

2 : منابع کارآمدی- از کارآمد استفاده

3 : رشد- آزمایش قابلیت و توسعه سببشود می سیستم

Page 39: Operating Systems(Ayat)

39

سودمند های سودمند برنامه های برنامه

-. هستند سیستمی های برنامه مجموعه

شوند- می استفاده دفعات به که هستند توابعیکنترل و پروژه مدیریت برنامه ایجاد به و

. کنند می کمک خروجی و ورودی های دستگاه

سيستمي- برنامه مهمترين عامل سیستماست.

Page 40: Operating Systems(Ayat)

40

عامل عامل وظایفسیستم وظایفسیستم

برنامه • ایجادو • ورودی های دستگاه به دسترسی

خروجیها • پرونده به دسترسی کنترلعامل • سیستم به دسترسیخطا • به پاسخ و کشفحسابداری•

Page 41: Operating Systems(Ayat)

41

مدیر عنوان به عامل مدیر سیستم عنوان به عامل سیستممنابعمنابع

ذخیره و انتقال مديريت مسئول عامل سیستم. دارد را ها داده پردازش و سازی

جهت ازدو کنترلی راهکار عنوان به عامل سیستم: است عادی غیر

1. کند- می کار عادی افزار نرم مانند عامل سیستم2. کند- می رها را کردن کنترل مرتبا عامل سیستم

Page 42: Operating Systems(Ayat)

42

عامل سیتم عامل هسته سیتم :: هسته

. است اصلی حافظه در که بخشی. دارد را استفاده دفعات بیشترین

و عامل سیستم توسط مشترکا حافظه تخصیصکنترل پردازنده در حافظه مدیریت افزار سخت

. شود میاز استفاده زمان مورد .I/Oدر گیرد می تصمیم

می مشخص را کار یک به پردازنده تخصیص میزانکند.

Page 43: Operating Systems(Ayat)

43

عامل سیستم تغییر عامل دالیل سیستم تغییر دالیل

افزار- 1 سخت جدید انواع و .ارتقاء

طرف از تری پیچیده حمایت نیازمند امکانات این. است عامل سیستم

نیازهای: جدید خدمات-2 به پاسخگویی برایکاربران.

رابط: خطا رفع-3 و است ای مولفه تیم ساخت. شود مشخص باید ها

Page 44: Operating Systems(Ayat)

44

عامل سیستم تدریجی عامل تکامل سیستم تدریجی تکامل

1. ردیفی- پردازش

2. ساده- ای دسته های سیتم

3. ای- دسته ای برنامه چند های سیستم

4. زمانی- اشتراک های سیستم

Page 45: Operating Systems(Ayat)

45

پردازشردیفی پردازشردیفی

ردیفی- صورت به کامپیوتر به دسترسی علت به. دارند را نام این

سال- .2950-1940در آمد وجود به. بود- ارتباط در افزار سخت با کاربر

. نداشت- وجود عامل سیتم. بود- فرمان میز یک دارای

با- ورودی دستگاه وسیله به و ماشین زبان به. شد می گذاری

. شد- می ظاهر چاپگر در خروجی

Page 46: Operating Systems(Ayat)

46

های سیستم اصلی های مسئله سیستم اصلی مسئلهاولیهاولیه

:زمانبندی -1

می وقت ماشین برای گیر نوبت برگهای توسطتمام کارش شده بینی پیش زمان در و گرفتند

. شد نمی:نصب زمان-2

مشکلی ها کار از یک هر برای کار زمان در اگر. کند شروع را کارش اول از باید شود ایجاد

Page 47: Operating Systems(Ayat)

47

ای دسته های ای سیتم دسته های ::سیتم

ای )- دسته عامل سیتم وسیله( 1950اولین به General motors استفاده برای به IBM 701و

. آمد وجود

. ناظر- افزار نرم توسط ساده ای دسته پردازش

. ندارد- ماشین به مستقیم دسترسی کاربر

Page 48: Operating Systems(Ayat)

48

ای دسته های ای سیتم دسته های ::سیتم

می- کامپیوتر متصدی به نوار توسط را کار کاربردهد.

گذاشته- ورودی دستگاه روی را کارها همه متصدی. شود می کامپیوتر وارد و

به- را بعدی برنامه کردن بار خودکار طور به ناظر. دارد عهده

Page 49: Operating Systems(Ayat)

49

ناظرناظر

: ناظر- اعظم آماده قسمت و اصلی حافظه درباشد مي اجرا

) ماندگار) ناظر- : ناظر و بقيه عمومی توابع و سودمند برنامه

مشترک) برنامه) زير

. میدهد انجام ناظر را کارها اولیه شرایط تنظیم زمان - JCL. کار= کنترل زبان از هایی دستورالعمل

. شود- $ می مشخص با ها دستورالعمل این

Page 50: Operating Systems(Ayat)

50

عامل سیستم عملمکرد عامل نحوه سیستم عملمکرد نحوهای ای دسته دسته

جانبي خواندن درحافظه كاربر برنامه جانبي حافظه از

کارت کدمقصد $ FTNناظر مترجم کردن بارذخیره

احضار ناظر بوسيله

برنامه$ LOADکارت بارکننده خواندهمقصد

) ( مترجم به کنترل اصلی حافظه در مترجممقصد.

Page 51: Operating Systems(Ayat)

51

ای دسته عامل سیستم ای مزایای دسته عامل سیستم مزایای

1. اصلی- حافظه حفاظت2: سنج- زمان

. کاربر یک توسط سیتسم انحصار از جلوگیری3: متمایز- های دستورالعمل

می صادر ناظر توسط که هایی دستورالعملشود.

4: ها- وقفه. دهد می انعطاف سیستم به خصوصیت این

Page 52: Operating Systems(Ayat)

52

ساده برنامه چند های ساده سیستم برنامه چند های سیستم

•. داده تخصیص برنامه چهار یا سه برای را حافظه•. است امروزی های عامل سیستم اصلی موضوعشود • می کار سرعت افزایش باعث•. دارد تکیه افزار سخت خصوصیت بهاست • تر بيجيده اي برنامه تك سيستمهاي ازاست • حافظه مديريت نوعي نيازمند

Page 53: Operating Systems(Ayat)

53

زمانی اشتراک های زمانی سیتم اشتراک های سیتم

ای • محاوره حالت به رسیدن برای برنامگی چند از. کند می استفاده

•. شود می گذاشته اشتراک به کاربران بین پردازندهبه • خود پایانه طریق از که متعددی کاربران داشتن

. کنند می استفاده عامل سیستم از زمان هم طوركاربر Nاگر • هر باشد داشته زمان N/1کاربر از

. کنند می استفاده پردازنده مفید

Page 54: Operating Systems(Ayat)

54

مقابل در ای دسته برنامگی مقابل چند در ای دسته برنامگی چندزمانی زمانی اشتراک اشتراک

اشتراک اشتراک زمانیزمانی

های برنام های چند برنام چندای ای دسته دسته

حداقل پاسخ زمان

استفاده حداکثرپردازنده از

اصلی اصلی هدف هدف

فرمان از که هاییوارد پایانه

شود می

دستورالعملهای کار کنترل زبانکار همراه که

است شده ارائه

دستورات دستورات منبع منبعسیستم سیستم به به

عامل عامل

Page 55: Operating Systems(Ayat)

55

اصلی اصلی دستاوردهای دستاوردهای

: عامل سیستم توسعه دستاورد پنج

1. فرآیندها- 2. حافظه- مدیریت3. ایمنی- و اطالعات حفاظت4. منابع- مدیریت و زمانبندی5. سیستم- ساختار

Page 56: Operating Systems(Ayat)

56

فرآیندهافرآیندها

عامل • سیستم در بنیادی مفهوم یکاست.

•. است اجرا حال در برنامه یک•. است برنامه یک متحرک روحپردازنده • یک به توان می که موجودیتی

. شود اجرا پردازنده روی شودو داده

Page 57: Operating Systems(Ayat)

57

وتوسعه ایجاد برای محور وتوسعه سه ایجاد برای محور سهکامپیوتر کامپیوتر سیستم ::سیستم

1: برنامگی- چندو پردازنده زمان هم نگهداشتن مشغول برای

خروجی.زمانی: اشتراک-2

. کاربر چند به زمان هم پاسخگویی آماده: سیستم-3 درنگ تراکنشبال های

درخواستها کردن وارد حال در کاربران از تعدادی. باشند اطالعاتی بانک روی خود تغییرات یا

Page 58: Operating Systems(Ayat)

58

سیستم در خطاها بروز سیستم علت در خطاها بروز علتافزاری افزاری نرم ::نرم

مناسب همگام-1 نا :سازی. بیفتد عقب کار یک حادثه یک بروز سبب به

متقابل شکست-2 انحصار :درهم طور به منبع یک از کاربر دو از بیش استفاده

زمان.برنامه عملکرد-3 قطعی :غیر

. کنند دخالت دیگر یک کار در کاربرها است ممکن:بستها بن-4

. بمانند معلق هم خاطر به برنامه چند یا دو

Page 59: Operating Systems(Ayat)

59

: فرآیند یک :اجزاء فرآیند یک اجزاء

1. اجرا- قابل برنامه یک

2. برنامه- این نیاز مورد های داده

3 . برنامه- آن اجرای وضعیت یا متنیک) که است اطالعاتی تمام وشامل است اصلی

). دارد احتیاج فرآیندها مدیریت برای عامل سیستم

Page 60: Operating Systems(Ayat)

60

...متن- متن- ثباتهاو: محتویات شاملفهرست- براي مدخل یک هرفرآیند براي

. دارد وجود فرايندهافرآیندها: شاخصشاخص ثباتثبات- از فهرستی شامل

. کنند می استفاده را پردازنده کهبرنامه - شمارنده برنامه ثبات شمارنده که: ثبات بعدی برنامه

. شود اجرا است قرار

Page 61: Operating Systems(Ayat)

61

حد و پایه های حد ثبات و پایه های ثبات

-. دارند قرار حافظه از ای ناحیه در

داده - به مراجعات تمام و برنامه شمارندهمی تفسیر پایه ثبات محتویات به هانسبت

. باشد بیشتر حد ثبات از نباید و شود

. کنند- می جلوگیری فرايندها بین دخالت از

Page 62: Operating Systems(Ayat)

62

در اصلی مسئولیت در پنج اصلی مسئولیت پنجحافظه حافظه مدیریت ::مدیریت

1 : فرآیندها- جلوگیری جداسازی فرآیندها دخالت از. کند می

2 : خودکار- مدیریت ها تخصیصو مدیریت به باید. دهد جا

3 : ای- مولفه سازی برنامه از مولفه حمایت باید. کند تعریف را برنامه های

4 : دسترسی- کنترل و اجازه حفاظت کاربر به باید. باشند داشته دسترسی حافظه از بخشهایی به تا دهد

5 : مدت- دراز مدت حافظه برای اطالعات ذخیرهطوالنی

Page 63: Operating Systems(Ayat)

63

ایمنی و اطالعات از ایمنی حفاظت و اطالعات از ::حفاظت

: شود می تقسیم زیر گروه سه به

11 : دسترسی- : کنترل دسترسی- کل کنترل به کار دسترسی تنظیمسیستم.

22 : اطالعات- جریان : کنترل اطالعات- جریان اطالعات کنترل جریان تنظیم. کاربر به تحویل و سیستم داخل در

33 : : گواهی- .گواهی- اطالعات صحuت به

Page 64: Operating Systems(Ayat)

64

اطالعات مدیریت و اطالعات زمانبندی مدیریت و ::زمانبندی

: گیرند می نظر در را زیر عامل سه1 : پردازنده انصاف- از یک هر به منابع دادن قرار

. عادالنه طور به ها2 : ها- تفاوت مقابل در به حساسیت باید

. باشد جوابگو ها خواسته3 : حداکثر کارایی- را عملیاتی توان تا بکوشد باید

سیستمهای مورد در و حداقل را پاسخ زمانحمایت تعدادکاربران حداکثر از زمانی اشتراکی

کند.

Page 65: Operating Systems(Ayat)

65

سیستم سیستم ساختار ::ساختار

را مطلوب نا مولفه سه سیستم یک اندازه: دارد بر در

1. دارد- تاخیر تحویل زمان نظر از عامل سیستم

هنگام- 2 در که دارند پنهانی اشکالهای ها سیستم. دهند می نشان را خود اشکال کار

3. است- تر کم انتظار حد از آن کارایی

Page 66: Operating Systems(Ayat)

66

مشکل رفع مشکل برای رفع ::برای

. ای- مولفه ساختار کوچک های سیستم. مراتبی- سلسله ساختار بزرگ های سیستم

اساس- بر را سیستم عملکرد مراتبی سلسله ساختارمی تفکیک آنها تجرید سطح و زمانی ویژگی و پیچیدگی

کند.دارند- وابستگی هم به سطوح که است سطح چند دارای

. کند می پنهان را جزئیات و انجام را ابتدایی اعمال که. دارد- کار سر زمان تر کوتاه اندازه با پایین سطوح

. هستند- اطالعات تبادل در افزار سخت با مستقیما بعضی

Page 67: Operating Systems(Ayat)

67

سلسله عامل سيستم سلسله سطوح عامل سيستم سطوحمراتبی:مراتبی:

.1سطح • الکتریکی: مدارات شامل.2سطح • پردازنده: دستورالعمل مجموعه.3سطح • برنامه: زیر یا رویه مفهوم.4سطح• ها: وقفه(5سطح • اجرا: ) حال در برنامه یک فرآیند.6سطح • کامپیوتر: ثانویه حافظه.7سطح• فرآیند: برای منطقی آدرس فضای یک

Page 68: Operating Systems(Ayat)

68

سلسله عامل سيستم سلسله سطوح عامل سيستم سطوح::مراتبیمراتبی

.8سطح• فرآیند: بین پیامها و اطالعات مبادله.9سطح• ها: پرونده مدت دراز سازی ذخیره.10سطح • خارجی: های دستگاه به دسترسیو: 11سطح • خارجی های شناسه بین رابط نگهداری

داخلی.فرآیند: 12سطح• مدیریت برای الزم اطالعات حمایت

ها.(13سطح • پوسته: .) عامل سیستم و کاربر واسط

Page 69: Operating Systems(Ayat)

69

عامل سیستم های عامل ویژگی سیستم های ویژگی: جدید :های جدید های

هسته • ریز .معماری

•. نخی چند•. متقارن پردازشی چند•. توزیعی عامل های سیستم•. گرا طراحیشیء

Page 70: Operating Systems(Ayat)

70

هسته ریز هسته معماری ریز معماری: هسته به واگذاری موارد

1. آدرس- فضای به دسترسی2. ها- فرآیند بین ارتباط3. ای- پایه زمانبندی

: هسته ریز رویکرد1. کند- می ساده را سازی پیاده2. گردد- می انعطاف موجب3. سازگار- کامال توزیعی محیط

Page 71: Operating Systems(Ayat)

71

نخی نخی چند چند

می. • که شوند می تقسیم هایی نخ به ها فرآیندشوند اجرا زمان هم طور به توانند

را • مستقل اصلی وظیفه چند که فرآیندهایی در. است مفید دهند می انجام

سيستمي : • منابع و نخ جند يا يك مجموعه فرايند) اجرا ) حال برنامه يك مشابه شده داده تخصيص

Page 72: Operating Systems(Ayat)

72

متقارن پردازشی متقارن چند پردازشی چند

1. دارد- وجود متعددی پردازنده

ورودي- 2 امکانات به /از اصلی حافظه و خروجي. کنند می استفاده مشترك طور

توانند- 3 می را یکسانی اعمال ها پردازنده تمام. دهند انجام

Page 73: Operating Systems(Ayat)

73

متقارن پردازشی چند متقارن امتیازات پردازشی چند امتیازاتمعماری نسبتنسبت معماری به پردازنده به پردازنده تک تک ::

کارایی:•هم موازات به که نحوی به کارها ترتیب دادن قرار

. شوند انجام

•: پذیری دسترسیدهد می انجام را عمل یک ها پردازنده تمام که آنجا از

نمی ماشین توقف موجب آنها از یکی در خرابیشود.

Page 74: Operating Systems(Ayat)

74

متقارن پردازشی چند متقارن امتیازات پردازشی چند امتیازاتمعماری نسبتنسبت معماری به : به پردازنده :تک پردازنده تک

رشد:•. پردازنده کردن اضافه با

•: پذیری مقیاس. باشد ها پردازنده تعداد با متناسب ها قیمت

Page 75: Operating Systems(Ayat)

75

توزیعی عامل های توزیعی سیستم عامل های سیستم

یک و واحد اصلی حافظه فضای یک تصورامکاناتی دیگر و واحد ثانوی حافظه فضایاست شده یکنواخت آنها به دسترسی که

. کند می ارائه را

Page 76: Operating Systems(Ayat)

76

گرا گرا طراحیشیء طراحیشیء

هسته یک به ای مولفه ملحقات افزودنكوچك.

سیستم و توزیعی های ابزار ساختن محیا. میکند آماده را توزیعی های عامل

Page 77: Operating Systems(Ayat)

77

به کلی به نگاهی کلی WINDOWS NTWINDOWS NTنگاهی

•. ای وظیفه چند کاربره چند عامل سیستم

•. شده طراحی شخی کامپیوتر برای

•. است شده طراحی صفر از اساسا

Page 78: Operating Systems(Ayat)

78

به کلی به نگاهی کلی WINDOWS NTWINDOWS NTنگاهی

به • منسوب عامل سیستم PC XTیا MS-DOS اینشرکت توسط که برای MIRCROSOFT است

کامپیوتر بار .IBMاولین کرد ایجاد را

می • حمایت سخت دیسک از عامل سيستم اينکرد.

جدید • های پردازنده ریز توان از گیری بهره باوجود به کاملی ای وظیفه چند و کاربره تک محیط

آورد.

Page 79: Operating Systems(Ayat)

79

به کلی به نگاهی کلی WINDOWS NTWINDOWS NTنگاهی

سال • در گونه واسط 1993اولین همان وبا. WINDOWS3.1گرافیکی گردید ارائه

گونه • .NT4.0و NT3.Xسپس کرد ارائه راگرافیکی ) ( های مولفه در تغییر

نهایت • در . NT 5.0و دادند بیرون رابرای ) خدمات افزایش ویژگی دارای

) است توزیعی

Page 80: Operating Systems(Ayat)

80

NTNTمعماری معماری

•NT سیستم افزار نرم از را کاربردی افزار نرم. کند می جرا عامل

مجری • ان به که عامل سیستم افزار می NTنرم. شوند می اجرا هسته حالت در گویند

سیستم • افزار سخت به و سیستم های داده به. دارد دسترسی

می • اجرا کاربر حالت در که باقیمانده افزار نرم. دارد محدود دسترسی سیستم های داده به شود

Page 81: Operating Systems(Ayat)

81

::NTNTمجری مجری

•. است یافته تغییر هسته ریز معماری یک•. دارد امکان مسئول مولفه طریف از دسترسیتوابع • طریق از کلیدی های داده به دسترسی

مناسب.نویسی • باز یا داد تغیر را ها مولفه توان می

... و مجددسیستم•. دارد حمل قابلیت•. دارد استفاده مورد افزار سخت به یکسان دید

Page 82: Operating Systems(Ayat)

82

سیستم خدمات های سیستم مولفه خدمات های ::مولفه

•: خروجی و ورودی مدیر. کند می رسیدگی اولویت ترتیب به را خواستها در

•: شیء مدیر .. شیءها و گذاری ونام نگهداری برای را قواعدی

. کند می اعمال•: ایمنی ناظر

. سنجی اعتبار قواعد اعمال مسئول•: فرآیند مدیر

. ها ء شی حذف و ایجاد

Page 83: Operating Systems(Ayat)

83

سیستم خدمات های سیستم مولفه خدمات های ::مولفه

•: ورودی رویه فراخوانی امکان. دور راه از رویه فراخوانی

•: مجازی حافظه مدیر. مجازی های آدرس بین نگاست

•: گرافیک / ها پنجره های مولفه. نمایش صفحه در پنجره واسط ایجاد

Page 84: Operating Systems(Ayat)

84

در که گرا شیئ مفاهیم در مهمترین که گرا شیئ مفاهیم مهمترینNTNT: کاررفته :به کاررفته به

• : داده فقره چند یا یک دارای هرشیء برگیری دردارد نام خصیصه که است

• : را خدمات که الگویی رویداد شیءو کالس. کند می فهرست

•. است: شده حمایت مجری داخل در وراثت

• : توابع از مشترکی مجموعه شکلی APIچند... و پردازش برای

Page 85: Operating Systems(Ayat)

85

UNIXUNIXسیستم سیستم

کاربره • چند سیستم یکآمد • وجود به کوچک های کامپیوتر برایکامپیوتر • افزار نرم توسط افزار سخت

است شده احاطهگویند • هسته را بخش اینواحد • پردازنده یک روی اجرای برای

. شده طراحی

Page 86: Operating Systems(Ayat)

86

UNIXUNIXسیستم سیستم

مقابل • در داده ساختمان از حفاظت به قادرنیست پردازنده چند زمان هم دسترسی

نیست • پذیر تطبیق چند آن هسته

نشده • طراحی پذیری توسعه برای

•. دارد کد از مجدد استفاده برای کمی امکان

Page 87: Operating Systems(Ayat)

87

سیستم سیستم بخشهای UNIXUNIXبخشهای

مترجم

کاربر پوسته ویرایشگراجزاءمترجم

هسته

ر افزا سخت

Page 88: Operating Systems(Ayat)

88

سوم سوم فصل فصل

فرآیند کنترل و شرح

Page 89: Operating Systems(Ayat)

89

نیازمندی- باید تمام عامل سیستم که اصلی های. است یبان قابل فرایند وسیله به باشد پاسخگو

•. گیرد قرار فرآیند اجرای بین در باید عامل سیستم

خاص • سیاست یک از گیری بهره با باید عامل سیستمبست بن وقوع واز قرارداده سیستم اختیار در منابع

. کند جلوگیری

ایجاد • هاو فرایند بین ارتباط از بلید عامل سیستم . کند حمایت کاربر توسط فذایندها

Page 90: Operating Systems(Ayat)

90

فرآیند فرآیند حاالت ::حاالت

های- دستورالعمل اجرای پردازنده عمل ترین اساسی. است حافظه در موجود

برنامه- همان های دستورالعمل از ای دنباله شامل اجرااست.

. گویند وظیفه یا فرایند خاص فرایند یک اجرای به

فهرست- با توان می را خصوص به فرآیند یک رفتاراجرا فرآیند آن برای که یی ها دستورالعمل دنباله کردن

. گویند فرآیند آن رد آن به که نمود مشخص شود می

Page 91: Operating Systems(Ayat)

91

فرآیند- یک کنترل عامل سیستم اصلی مسئولیتاست.

اجرا- حالت دو از یکی در است ممکن فرآیند یک. باشد اجرا وغیر

کند- می دریافت را فرآیندی عامل سیستم یک وقتی. دهد می قرار اجرا غیر حالت در را آن

غیر- حالت به را فعلی فرآیند نوبت رسیدن از پس. برده اجرا حالت به را فرآیند و برده اجرا

. کرد- ذخیره را اطالعاتی باید فرآیندی هر مورد در

Page 92: Operating Systems(Ayat)

92

به- صفی در باید نیست اجرا حال در که فرآیندی. گیرد قرار نوبت انتظار

که- است جداولی حاوی که است صفی گاهی. دهد می نمایش را ها فرآیند وضعیت

گیرد- می قرار وقفه معرض در فرآیند یک وقتی. رود می انتظار صف به

می- گذاشته کنار شود تمام کارش فرآیند یک اگرشود.

Page 93: Operating Systems(Ayat)

93

حالت تغییر دار حالت نمو تغییر دار ::نمو

پردازنده وقت توزیع

ورود خروج

مکث

اجرا غیر اجرا

Page 94: Operating Systems(Ayat)

94

بندی صف بندی نمودار صف ::نمودار

پردازنده وقت توزیعورود خروج

صف

مکث

پردازندهپردازنده

Page 95: Operating Systems(Ayat)

95

فرآیند پایان و فرآیند ایجاد پایان و ::ایجاد

زمان • تا ایجاد زمان به محدود فرآیند یک عمر. است آن به دادن خاتمه

داده • ساختمان عامل سیستم ایجاد هنگام درآدرس فضای و ساخته را فرآیند آن به مربوط

. دهد می تخصیص را آن به مربوط

Page 96: Operating Systems(Ayat)

96

ایجاد به موجب حادثه چهار ایجاد معموال به موجب حادثه چهار معموالگردد می گردد فرآیند می ::فرآیند

1 : ای- دسته محیط کار در یک به پاسخ در جدید فرآیند یک

2 : محاورهای- ارتباط با برقراری پایانه طریق از کارکند برقرار ارتباط سیستم

3 : عامل- سیستم وسیله به خدمت یک را ارائه فرآیندیکند ایجاد خدمت برای

4 : موجود- فرآیند توازی زایشتوسط از گیری بهره برای. تفکیک یا

Page 97: Operating Systems(Ayat)

97

فرآیند فرآیند پایان ::پایان

دستورالعمل • حاوی باید ای دسته کار هرخدمت یک صریح فراخوانی یا توقف

. باشد پایان برای سیستمی

است • ممکن ها عامل سیستم از بعضی درو اش کننده ایجاد فرآیند وسیله به فرآیندی

. یابد پایان نیز پدرش فرآیند پایان با

Page 98: Operating Systems(Ayat)

98

•: زایشفرزند آید می وجود به دیگر فرآیند درخواست با فرآیندی

فرزند:•فرزند را شده ایجاد فرایند و پدر را زاینده فرایند

گویند

Page 99: Operating Systems(Ayat)

99

• : محاسباتی مجاز خطای غیر محاسبات

• : زمان منتظر گذشت حادثه بروز برای حد از بیشمانده

خروجی • و ورودی خطای... و

خطا خطا انواع ::انواع

Page 100: Operating Systems(Ayat)

100

فرآیند برای ممکن حالت فرآیند پنج برای ممکن حالت ::پنج

.اجرا : • است اجرا حالت در اکنون هم فرآیندی

.آماده :• آیند درمی اجرا به فرصت گرفتن با

اتفاق مسدود:• حادثه بروز یا و وقت شدن تمام با. افتد می

.جدید:• شده ایجاد اکنون هم که فرآیندی

.خروج:• شده قطع دلیلی به یا توقف دستور علت به

Page 101: Operating Systems(Ayat)

101

فرایند برای حالته پنج فرایند مدل برای حالته پنج ::مدل

پذیرش توزیع رهایی

وقت اتمام

حادثه بروز حادثه انتظار

جدیدجدید آمادهآمادهاجرااجراخروجخروج

مسدودمسدود

Page 102: Operating Systems(Ayat)

102

تغییر به منجر که حوادثی تغییر انواع به منجر که حوادثی انواعشده شده حالت ::حالت

• : یک اجرای برای را جدیدی فرایند آماده تهی. کند می ایجاد برنامه

•. : برنامه یک گرفتن برای آمادگی آماده جدید•. : رسیده فرآیند یک انتخاب زمان اجرا آماده• : تمام که کند می اعالم جاری فرآیند خروج اجرا

: یک. برای مجاز زمان اتمام آماده اجرا شدهفرآیند .

) متداولترین)

Page 103: Operating Systems(Ayat)

103

تغییر به منجر که حوادثی تغییر انواع به منجر که حوادثی انواعشده شده حالت ::حالت

•. : انتظار با یکمنبع درخواست مسدود اجرا

•. : افتاده اتفاق نظر مورد حادثه آماده مسدود

•. : پدر تصمیم با خروج آماده

• : در قبل حاتت تغییر توضیح خروج مسدود. است صادق نیز اینجا

Page 104: Operating Systems(Ayat)

104

این برای ماند می کار بی پردازنده اوقات اکثر این در برای ماند می کار بی پردازنده اوقات اکثر در: شود می پیشنهاد زیر های حل راه :کار شود می پیشنهاد زیر های حل راه کار

1 : داد- گسترش را اصلی عیب حافظه دو كهدارد:

1. است- همراه هزینه افرایش با2. شده- زیاد حافظه برای درخواست

2 : .مبادله- دیسک به فرآیند یک از بخشی انتقال

منع نيستند آماده صف در ها فرآیند از یک هیچ که هنگامی . فرآیند و روند می معلق حالت به نکرده دریافت را الزم. شود می اجرا و برده آماده حات به معلق ازحالت ديكري

Page 105: Operating Systems(Ayat)

105

عیب:. است وخروجی ورودی یک مبادله

امتیاز:سیستمی از سریعتر عموما خروجی و ورودی

. شود می کارایی افزایش باعث و است

Page 106: Operating Systems(Ayat)

106

معلق معلق فرآیند ::فرآیند

•. نیست اجرا آماده فورا

•. نباشد یا باشد حادثه یک منتظر است ممکن فرآیند یک

از • تا شده گذاشته معلق حالت در عاملی توسط. کند جلوگیری آن اجرای

•. باشد فرمان منتظر

Page 107: Operating Systems(Ayat)

107

فرآیند تعلیق فرآیند دالیل تعلیق ::دالیل.مبادله: • دارد کافی حافظه به نیاز عامل سیستم

• : عامل سیستم دیگر یا دالیل سودمند که را فرآیندی. ... کند معلق را است و الزم

• : محاورهای کاربر استفاده درخواست منظور به کاربر. کند معلق را برنامه منبع از

• : زمانی .ترتیب شود اجرا ای دوره طور به فرآیند

• : پدر فرآیند .درخواست بیندازد تعلیق به زا فرزند فرآیند

Page 108: Operating Systems(Ayat)

108

سیستم کنترلی سیستم ساختارهای کنترلی ساختارهای::عاملعامل

فرآیند به مربوط اطالعات باید فرآیندها کنترل برای . ها عامل سیستم تمام شود ذخیره جدولی در

. کنند می ذخیره گروه جهار در اطالعات

حافظه اطالعات کردن دنبال برای حافظه جداول ازبرای قسمتی ، کنند می استفاده ثانویه و اصلی

فرآیند برای یقیه و عامل سیستم

Page 109: Operating Systems(Ayat)

109

سیستم کنترلی سیستم ساختارهای کنترلی ساختارهای::عاملعامل

: باشد زیر اطالعات حاوی بايد حافظه جداول

1. فرآیند- به اصلی حافظه تخصیص

2. فرآیند- به ثانویه حافظه تخصیص

3. فرآیند- حفاظتی های ویژگی

4. مجازی- حافظه مدیریت برای نیاز مورد اطالعات

Page 110: Operating Systems(Ayat)

110

جداول جداول انواع ::انواع

•: خروجی / ورودی مدیریت جداول و نگهداری برای. ... شود می استفاده و وخروجی ورودی های دستگاه

•: پرونده های جداول پرونده به مربوط اطالعاتجاری ،وضعیت ثانویه حافظه در آنها موجود،محل

. کنند... نگهداری و

•: فرآیند .جداول شود می استفاده فرآیندها مدیریت

Page 111: Operating Systems(Ayat)

111

فرآیند کنترلی فرآیند ساختار کنترلی ::ساختار

همراه معموال که است صفات یک دارای فرآیند هراین مجموعه به که آید می عامل سیستم به آن

گویند می فرآیند کنترل بلوک .صفات

،پشته ها برنامه،داده داده مجموعه بهبه آن محل گویندو می فرآیند ،تصویر وصفتثانویه حافظه در داردو بستگی حافظه مدیر

حافظه به باید اجرا برای و شود می نگهداریرود به .اصلی

Page 112: Operating Systems(Ayat)

112

یک تصویر متداول یک اجزای تصویر متداول اجزای::فرآیندفرآیند

•: کاربر های .داده کاربر فضای تغییر قابل بخش

•: کاربر .برنامه شود اجرا است قرار که ای برنامه

•: سیستم ...پشته و آدرس و پارامترها ذخیره برای

•: فرآیند کنترل کنترل بلوک برای الزم اطالعاتفرآیند.

Page 113: Operating Systems(Ayat)

113

بلوک یک به مربوط بلوک اطالعات یک به مربوط اطالعات: حاوی :فرآیند حاوی فرآیند

فرآیند- 1 شناسایی

پردازنده- 2 وضعیت اطالعات

فرآیند- 3 کنترل اطالعات

Page 114: Operating Systems(Ayat)

114

بلوک یک به مربوط بلوک اطالعات یک به مربوط اطالعاتحاوی حاوی فرآیند ::فرآیند

1 : فرآیند- یکتا شناسایی عددی شناسه یک. دهند می نسبت: شناسه مزایای

. است کنترل تحت جداول به مراجعاتارتباط قراری بر به پی توان می شناسه طریق از

. برد فرآیندها بین. داد نسبت کاربر شناسه یک فرآیندی به

Page 115: Operating Systems(Ayat)

115

بلوک یک به مربوط بلوک اطالعات یک به مربوط اطالعاتحاوی حاوی فرآیند ::فرآیند

2: پردازنده- وضعیت اطالعات. باشد می پردازنده ثباتهای محتوی. باشد می وضعیت اطالعات (PSW)برای

. است اطالعات دیگر و شرایط کد حاوی

Page 116: Operating Systems(Ayat)

116

بلوک یک به مربوط بلوک اطالعات یک به مربوط اطالعات: حاوی :فرآیند حاوی فرآیند

3: فرآیند- کنترل اطالعات

. شود می گفته فرآیند کنترل بلوکمی فعال فرآیندهای بین هماهنگی ایجاد موجب

شود.

Page 117: Operating Systems(Ayat)

117

فرآیند کنترل فرآیند نقشبلوک کنترل ::نقشبلوک

ساختمان • در مهم نقش فرآیند کنترل بلوک. دارد عامل سیستم

•. کند می تعریف را سیستم وضعیتشاخص • عنوان به فرآیند یکتای شناسه از

. کنند می استفاده

Page 118: Operating Systems(Ayat)

118

دارای فرايند كنترل بلوك دارای مشكالت فرايند كنترل بلوك مشكالتحفاظت حفاظت برای برای

لطمه- 1 به منجر بالک یک در اشکال وجود. شود می ها بالک تمام به زدن

در- 2 تغییر به منجر بلوک یک در تغییر. شود می ها مولفه از بسیاری

Page 119: Operating Systems(Ayat)

119

فرآیند فرآیند کنترل ::کنترل

•: اجرا :حالت اجرا حالت

. شود- می مربوط عامل سیستم به

قابل- ممتازتر حالت در تنها دستورات از بعضی. هستند اجرا

. گویند- می کاربر حالت امتیازتر کم حالت به

Page 120: Operating Systems(Ayat)

120

فرآیند فرآیند کنترل ::کنترل

یا کنترل ،حالت سیستم متمایز،حالت حالت بهکنترل افزار نرم که گویند هسته حالت

را حافظه ؛ ثباتها دستورالعملها؛ ؛ بردازندهدارد.

ثبات وجود PSWدر اجرا حالت برای بیت یکمی واگذار هسته بیت به حالت بیت که دارد. دهد می تغییر را حالت دستورالعمل و شود

Page 121: Operating Systems(Ayat)

121

فرآیند فرآیند ایجاد ::ایجاد

•. فرآیند به یکتا شناسه تخصیص

•. فرآیند تصویر اجزای تمام برای فضا تخصیص

•. شود می گذاری مقدار فرآیند کنترل بلوک

•. الزم پیوندهای برقراری

•. دیگر های داده ساختمان وگسترش ایجاد

Page 122: Operating Systems(Ayat)

122

::تعویضفرآیند تعویضفرآیند

به که بگیریم نظر در را سیستم های وقفه باید ابتدا. باشد می تله دیگر نوع

اول : نوع اجرا وقفه حال در فرآیند از مستقل. شود می حاصلدوم : نوع استثنایی وقفه شرایط یا خطا به

. است مربوطوقفه گرداننده یک به کنترل معمولی،ابتدا وقفه هر با

مخصوص که روال یک به و شود می منتقل. شود می منتقل است وقفه آن عامل سیستم

Page 123: Operating Systems(Ayat)

123

::تعویضفرآیند تعویضفرآیند

: ساعت بار وقفه دیگر فرآیند و تعویض جاری فرایندگذاری

: خروجی / ورودی به / وقفه خروجی ورودی دادن. فرایند یک

: .نقصحافظه آدرس بودن اشتباه

Page 124: Operating Systems(Ayat)

124

فرآیند حالت فرآیند تغییر حالت ::تغییر

•. پردازنده متن سازی ذخیره

حالت • در فرایندی کنترل های بلوک سازی بهنگاماجرا.

صف • به فرآیند این به مربوط فرآیند بلوک انتقالمناسب.

•. اجرا برای دیگر فرآیند انتخاب

Page 125: Operating Systems(Ayat)

125

فرآیند حالت فرآیند تغییر حالت ::تغییر

انتخاب • فرایند کنترل های بلوک سازی بهنگامشده.

مدیریت • های داده ساختمان سازی بهنگامحافظه .

•. پردازنده متن مجدد گذاری بار

Page 126: Operating Systems(Ayat)

126

در فرآیند در مدیریت فرآیند ::UNIX SVR4UNIX SVR4مدیریت

فرآیند • یک محیط داخل ،در عامل سیستم اعظم بخش. شود می اجرا کاربردی

•. کند می استفاده کاربردی و سیستمی فرآیند گروه دو از

•. شود می اجرا هسته کد در سیستمی های فرایند

های • برنامه اجرای برای کاربر حالت در کاربر های فرآیندکاربر.

Page 127: Operating Systems(Ayat)

127

در فرآیند در حاالت فرآیند ::UNIXUNIXحاالت

کاربر • اجرای

هسته • اجرای

•) ( حافظه زمانبندی از بعد حافظه در آماده

• ( اجرا قابل حادثه بروز تا حافظه در و خفتهنیست(

Page 128: Operating Systems(Ayat)

128

در فرآیند در حاالت فرآیند ::UNIXUNIXحاالت

• ( منتقل اصلی حافظه به شد مبادله و اجرا آماده) شود می

•) ( رود می کاربر به هسته از شده قبضه

•) ( نیست آماده اجرا برای شده ایجاد

•) ندارد) وجود دیگر فرآیندی جادویی

Page 129: Operating Systems(Ayat)

129

در فرآیند در تصویر فرآیند UNIXUNIX::تصویر

هایی • داده ساختمان از ای مجموعه فرآیند هرو مدیریت برای الزم اطالعات تمام که است

اختیار در را فرآیند و پردازنده وقت توزیع. میدهد قرار عامل سیستم

دارد،عناصر • وجود بعد صفحه در که جدولیسطح متن بخش سه که را فرآیند تصویر

سیستم سطح متن و ثابت کاربر،متن. است کرده ،خالصه شده سازماندهی

Page 130: Operating Systems(Ayat)

130

در فرآیند در تصویر فرآیند UNIXUNIX::تصویر

کاربر • سطح کاربر: متن ای پایه عناصر حاویاست.

•: ثابت اجرا متن حال در فرآیندی که هنگامی. شود می ذخیره آن در نیست

سیستم : • سطح برای متن اطالعاتی حاویو پویا بخش یک شامل و است سیستم مدیریت

. است ایستا بخش یک

Page 131: Operating Systems(Ayat)

131

کاربر سطح کاربر متن سطح متناجرا قابل دستورات

دستیابی قابل های دادهکاربر ... و نشانوند حاوی

دیگر با مورداشتراک حافظه

فرایند متنفرآیند های داده

کاربر پستهمشترک حافظه

ثابت متنبعدی کار دستورالعمل آدرس

زمان در افزار سخت وضعیت حاویقبضه

اشاره هسته یا کاربر پشته باالی بهدارد

افزار سخت یه وابسه

برنامه شمارندهپردازنده وضعیت ثبات

پشته گر اشارهمنظوره همه ثباتهای

سیستم سطح متنکند می تعریف را فرایند وضعیت

فرایند کنترل اطالعاتآدرس به مجازی حافظه از نگاشت

فیزیکیپشته قاب حاوی

فرآیند جدول مدخلکاربر ناحیهفرآیند هر منطق جدولهسته پشته

Page 132: Operating Systems(Ayat)

132

در فرآیند جدول در مدخل فرآیند جدول ::UNIXUNIXمدخل

دسترس • در همواره که فرآیند کنترل اطالعات. بردارد در را است هسته

•. دارد قرار اصلی حافظه در

• ( ناحیه یا کاربر اضافی( U ناحیه اطالعات حاوی. است کنترل

Page 133: Operating Systems(Ayat)

133

در فرآیند جدول در مدخل فرآیند جدول ::UNIXUNIXمدخل

حافظه • در بندی صفحه موقع اطالعات این. گیرد می قرار اصلی

می UNIXهسته • اجرا فرآیندی متن در همیشهگردد.

•. بود خواهد اطالعات این نمایشگر بعدی جدول

Page 134: Operating Systems(Ayat)

134

فعلی حالتناحیه فرآیند Uبه ناحیه و

دهد می نشان عامل سیستم به را فضاکند می مشخص را مسئول کاربرشود می گذاری مقدار پدر شناسه

) ( خفته حات در رود می آماده حات بهفرآیند زمانبدی

نشده رسیدگی عالمتهای شمارش... و منبع استفاده و فرآیند اجرای زمان

بعدی عنصر به اشارهاصلی حافظه به فذآیند انتقال یا تصویر

فرآیند وضعیتها گر اشاره

فرآیند اندازههای شناسه

کاربرهای شناسه

فرآیندحادثه توصیفگر

اولویتعالمت

ها سنج زمانPپیوند

حافظه وضعیت

Page 135: Operating Systems(Ayat)

135

::UNIXUNIXدر در UUناحیه ناحیه

ناحیه به که مدخلی است Uمبین مربوطکاربر واقعی شناسه

اجرا برای الزم زمانکند مشخصمی را فرآیند های اتعمل عکس

کامپیوتر با پایانه ارتباط برقراری پایه مبینکاربر برای

کند می ثبت زا ها خطافراخوانی نتیجه حاوی

... و د شو منتقل باید که داده مقدار... و جاری راهنمای جدول

کند می ثبت را شده باز های پروندهتوانید می که را فرآیند و پرونده اندازه

کند می محدود را بنویسیدمی تنظیم را شده ایجاد های پرونده حالت

کند

جدول گر اشارهفرآیندکاربر های شناسه

ها سنج زمانفرآیند گرداننده آرایه

کنترل پایانهخطا فیلد

بازگشت مقدارهای I/Oپارامتر

پرونده پارامترهایتوصیفگر جدول

کاربر پروندهحد های فیلد

مجاز حالت های فیلد

Page 136: Operating Systems(Ayat)

136

فرآیند فرآیند کنترل ::کنترل

توسط • فرآیند فراخوان ) (FORKایجاد یک کهزیر اعمال و شود می انجام است سیستم هسته

: شود می انجام

.1. دهد می قرار جدول در ،عنصری جدید فرآیند برای

.2. دهد می فرزند به یکتا شناسه یک

.3. کند می ایجاد پدر از کپی یک

.4. دهد می افزایش را پدر های پرونده شماره

.5. دهد می قرار اجرا حالت در را فرزند فرآیند6. دهد- می صفر مقدار و پدر را فرزند شناسه شماره

Page 137: Operating Systems(Ayat)

137

فرآیند فرآیند کنترل ::کنترل

می • انجام پدر فرآیند هسته حات در اعمال این تمامشود.

: شود می انجام زیر اعمال از یکی فرآیند توزیع وموقع

1. پدر- فرآیند در ماندن2. فرزند- فرآیند به کنترل انتقال3. دیگر- فرآیند به کنترل انتقال

Page 138: Operating Systems(Ayat)

138

چهارم چهارم فصل فصل

و متقارن چندپردازشی نخها،ها هسته ریز

Page 139: Operating Systems(Ayat)

139

ها نخ و ها فرآیندها نخ و ::فرآیندها

: دارد را زیر خصوصیت دو فرآیند

-) ( : وظیفه یا فرآیند منبع تملکتصویر نگهداری برای مجازی آدرس یک فرآیند هر به

. دهد می فرآیند

-) ( : وزن سبک فرآیند یا نخ فرآیند وقت توزیعتوسط و است برنامه چند یا یک اجرای مسیر فرآیند

. گیرد می قرار توزیع و بندی زمان مورد عامل سیستم

Page 140: Operating Systems(Ayat)

140

: نخی :چند نخی چند

را • نخ چند اجرای امکان که سیستم از قابلیتی به. کند می حمایت

•: نخی هر تک در اجرا نخ یک سنتی رویکرد بهفرآیند .

نخ MS-DOSمانند • یک از و کاربره تک فرآیند از. کند می حمایت

Page 141: Operating Systems(Ayat)

141

نخی نخی چند ::چند

•UNIX می حمایت نخ یک از تنها ولی کاربر چند ازکند.

ی • اجرا زمان یک javaموتور از سیستمی نمونه. است نخی چند فرآیند

نخي • جند زیرازسيستم هاي عامل سيستمهاي دراست شده استفاده

Windows NT ; solaris ; Mach ; os/2

Page 142: Operating Systems(Ayat)

142

فرآیند همراه فرآیند موارد همراه ::موارد

•. دارد بر در را فرآیند تصویر که مجازی آدرس فضای•. فرآیند به شده حفاظت دسترسی•. نخ اجرای حالت•. شده ذخیره متن•. اجرا پشته•. نخ هر محلی متغییرهای برای ایستا حافظه مقداری•. فرآیند حافظه و منابع به دسترسی

Page 143: Operating Systems(Ayat)

143

چند و نخی تک فرآیند چند مقاسیه و نخی تک فرآیند مقاسیه::نخینخی

•: نخی تک فرآیندبلوک • شامل

آدرس ،فضای کنترلآدرس فرآیند،فضای

فرآیند،پشته یرای کاربر،هسته

. است ... و مدیریت

•: نخی چند فرآیندکنترل • بلوک یک

آدرس فرآیند،فضایپسته نخ هر فرآیند،برایکنترل بلوک و گانه جدا

. دارد ... وجود و گانه جدا،در • فرآیند های نخ تمام

فرآیند آن منابع و حالت. هستند شریک

آدرس • فضای یک درهای داده هستندوبه

. دارند دسترسی یکسانی

Page 144: Operating Systems(Ayat)

144

نخ نخ حاالت :: حاالت

•:) زایش ) ایجاد. شود می ایجاد هم ،نخ فرآیند یک ایجاد با

•: شدن مسدود. شود می مسدود نخ حادثه بروز تا

•: بودن مسدود رفع. الزم حادثه اتفاق

پایان:•می آزاد هایش پشته و ثبات ،متن نخ یک تکمیل با

شود.

Page 145: Operating Systems(Ayat)

145

ها نخ سازی ها همگام نخ سازی همگام

در • و آدرس فضای در فرآیند یک ها نخ تمامهر در تغییر همین به هستند شریک دیگر منابع

سایرین محیط در نخ یک توسط منابع از یکها فرآیند سازی همگام لذا کند می ایجاد تغییر

. است ضروری

Page 146: Operating Systems(Ayat)

146

مجدد • رسم برای جداگانه نخ از دلیل دو به: کنند می استفاده نمایش صفحه

1-page maker یک روی در که هایی تعدادشیء. نکند محدود را است صفحه

رسم- 2 کردن قطع جداگانه،امکان نخ از استفاده. گذارد می اختیار در را

Page 147: Operating Systems(Ayat)

147

کاربر سطح کاربر نخهای سطح نخهای

•. شود می انجام کاربر توسط مدیریت کار•. است اطالع بی ها نخ این وجود از هسته•. کنند می ده استفا نخها مدیریت برای ها کتابخانه ازشروع • و شود می شروع نخ یک با کاربردی هر

. است نخ همان از اجرایشجدیدی • نخ توان می باشد اجرا حال در نخ این هرگاه

. شود می منجر کتابخانه احضار به که کرد ایجاد رااجرا • آماده تا شود می ایجاد آن زمانبندی الگوریتم

. شود می

Page 148: Operating Systems(Ayat)

148

هسته سطح هسته نخهای سطح نخهای

انجام • هسته توسط نخ مدیریت کار تمام. شود می

•. ندارد وجود کاربرد ناحیه در مدیریت کد

نخ • به کاربردی سازی برنامه واسط نخ یک. دارد وجود هسته

Page 149: Operating Systems(Ayat)

149

سطح به کاربر سطح نخ سطح امتیاز به کاربر سطح نخ امتیاز::هستههسته

•. ندارد نیاز ممتاز حالت به نخ تعویض

باشد • داشته خاص زمانبندی تواند می کاربرد

سیستم • هر روی توانند می کاربر سطح های نخ. گردند اجرا عامل

Page 150: Operating Systems(Ayat)

150

به کاربر سطح های نخ به اشکال کاربر سطح های نخ اشکالهسته هسته سطح ::سطح

کننده • مسدود سیستم های فراخوانی اکثرهستند.

چند • امتیازات از تواند نمی نخی چند کاربرد. کند استفاده پردازشی

Page 151: Operating Systems(Ayat)

151

کاربر سطح های نخ اشکال کاربر رفع سطح های نخ اشکال رفعهسته سطح هسته به سطح به

جای • به متعدد فرآیندهای صورت به کاربردها نوشتن. برد می بین از را ها نخ اصلی امتیاز که متعدد های نخ

کننده : • مسدود های نخ بر غلبه حل استفاده راهتبدیل آن هدف که کردن جلد نام به روشی از

مسدود غیر به کننده مسدود از سیستم فراخوانیکننده.

Page 152: Operating Systems(Ayat)

152

هسته سطح های نخ هسته امتیاز سطح های نخ ::امتیاز

). شود) می انجام هسته توسط نخ کارمدیریت تمام

چند • های زمان،نخ هم صورت به تواند می هستهمتعدد های پردازنده روی را واحد فرآند یک گانه

. کند زمانبندی

می • ،هسته شد مسدود فرآیند یک در نخی اگر. کند گئاری بار را فرآیند آن از دیگری نخ تواند

•. باشد نخی چند تواند می نیز هسته روالهای خود

Page 153: Operating Systems(Ayat)

153

سطح های نخ اصلی سطح عیب های نخ اصلی عیب::هستههسته

یک داخل در دیگر نخ به نخ یک از کنترل انتقالهسته حالت به تغییر نیازمند نیز واحد فرآیند

است.

Page 154: Operating Systems(Ayat)

154

ترکیبی ترکیبی رویکردهای ::رویکردهای

سطح • نخ و کاربر سطح نخ امکانات از ترکیبی . مانند کند می فراهم را .solarisهسته

داخل • در کاربرد فضای در کامل طور به نخ ایجاد. گیرد می صورت کاربرد یک

• ) هسته ) سطح های نخ از مساوی یا کمتر تعداد به. شود می نگاشته

متعدد • های پردازنده روی هم موازات به ها نخ. شود می اجرا

را • سیستم کل کننده مسدود فراخوان یک. کند نمی مسدود

Page 155: Operating Systems(Ayat)

155

فرآیندها و ها نخ بین فرآیندها رابط و ها نخ بین ::رابط

مثال: شرح فرآیندها نخهاعامل های سیستم

فرآیند یک اجرا نخ هر یک به unixیک

آدرس فضای یک فرآیند یک یک به Tچندwindows N

رود دیگر به محیط یک از نخ یک چند به (یکRa)clouds

چند به ویک یک به چند ترکیب چند به TRIXچند

Page 156: Operating Systems(Ayat)

156

رابط سازی پیاده رابط روشهای سازی پیاده روشهایچند به چند چند به ::چند

سازی • پیاده واحد فرآیند یک صورت به برنامه تمامشود.

. دارد اشکاالتی حافظه مدیریت نظر ازبه / • خروجی ورودی برنامه زیر و اصلی برنامه

. شوند سازی پیاده جداگانه فرآیند دو صورت. است اضافی بار سر مستلزم

به / • خروجی ورودی برنامه زیر و اصلی برنامهسازی پیاده نخ یک صورت به و فعالیت یک عنوانزیربرنامه. برای ویکی آدرس فضای یک ولی شود

. گردد/ ایجاد خروجی .(ورودی است ) روش بهترین

Page 157: Operating Systems(Ayat)

157

پردازشی چند پردازشی معماری چند معماری::متقارنمتقارن

FLYNN است کرده پیشنهاد را زیر :گروههای

• : واحد های داده و واحد دستورالعمل جریانها داده برای را واحدی دستورات پردازنده یک

. کند می دریافت

های • داده و گانه چند دستورالعمل جریاندستورات واحد: از تعدادی زمان هم اجرای

پردازشی.

Page 158: Operating Systems(Ayat)

158

پردازشی چند پردازشی معماری چند معماری::متقارنمتقارن

های • داده و گانه چند دستورالعمل جریان : گانه روی چند بر چنددستور زمان هم اجرای

. داده چند

های • داده و واحد دستورالعمل جریان : گانه روی چند بر چنددستور زمان هم اجرای

داده.

Page 159: Operating Systems(Ayat)

159

متقارن پردازنده چند متقارن سازمان پردازنده چند ::سازمان

و • منطق و حساب ،واحد کنترل واحد یک هر. دارند را خود خاص ثباتهای

•. دارد دسترسی مشترک اصلی حافظه یک به

ارتباط • در یکدیگر با حافظه طریق از ها پردازندههستند.

•. دارد وجود مستقیم تبادل امکان

Page 160: Operating Systems(Ayat)

160

متقارن پردازنده چند متقارن سازمان پردازنده چند ::سازمان

به • مشترک گذرگاه یک طریق از پردازنده هر. است متصل اصلی حافظه یک

•. است مهیا ها بلوک به دسترسی امکان

حافظه • در تغییر سبب پنهان حافظه یک در تغییر) (. پنهان حافظه وابستگی شود می دیگر پنهان

•. شود می خورد بر افزار سخت در آن با

Page 161: Operating Systems(Ayat)

161

عامل سیستم طراحی عامل مالحظات سیستم طراحی مالحظاتای پردازنده ای چند پردازنده ::چند

• : ها نخ یا ها فرآیند زمانی از هم یک هر توسطشود انجام ها .پردازنده

شود زمانبندی: • انجام ها پردازنده از یک هر توسط.

سازی • انحصار :همگام تنظیم برای است ابزاری. ها حادثه تنظیم و متقابل

Page 162: Operating Systems(Ayat)

162

عامل سیستم طراحی عامل مالحظات سیستم طراحی مالحظاتای پردازنده ای چند پردازنده ::چند

• : حافظه را مدیریت مناسب افزار سخت باید. جوید بهره

• : خرابی تحمل و اطمینان در قابلیت. کند اقدام ید با خرابی با برخورد

Page 163: Operating Systems(Ayat)

163

ها هسته ها ریز هسته ::ریز

الزم • بنیان که است کوچکی عامل سیستم هسته ریز. آورد می وجود به را ای مولفه گسترشهای برای

عامل • سیستم در آن کارگیری به با هسته ریز رویکردMach. گرفت قرار عمومی توجه مورد

عامل • هسته windows NTسیستم ریز داردای نیز. است بودن ای مولفه و حمل قابلیت مدعی که است

Page 164: Operating Systems(Ayat)

164

هسته ریز هسته معماری ریز ::معماری

رویه • هر مجازا یکپارچه، عامل های سیستم این در. کنند فراخوانی را دیگری رویه هر توانست می ای

صورت • به ها ای،عمل الیه های عامل سیستم درسطوح تنها و است شده طراحی مراتبی سلسله

. باشند داشته محاوره یکدیگر مجاوربا

کامال • اعمال تنها که است این هسته ریز فلسفه. باشد هسته در باید عامل سیستم اصلی

Page 165: Operating Systems(Ayat)

165

هسته ریز هسته معماری ریز ::معماری

•. شده ساخته هسته ریز روی کاربردها

قرار • هسته ریز درخارج که عامل سیستم از بخشهاییمی سازی پیاده خدمتگذار فرآیند صورت به دارند

شوند.ارتباط • هم با هسته ریز طریق از و برابری مبنای بر

. کنند می برقرار

•. کند می عمل پیام کننده مبادله یک عنوان به هسته ریز

Page 166: Operating Systems(Ayat)

166

هسته ریز هسته مزایای ریز ::مزایای

• . یکنواخت (واسط فرآیند) درخواستهای برای

• . گسترش (قابلیت خدمات) افزایش دانستن مجاز

• . انعطاف (قابلیت است) مربوط گسترش قابلیت به

• . حمل خاص) قابلیت های ویژگی به مربوط کد تمام) دارد وجود هسته در پردازنده

Page 167: Operating Systems(Ayat)

167

هسته ریز هسته مزایای ریز ::مزایای

•. اطمینان قابلیت

•: توزیعی سیستم سیستم ) حمایت توسط) توزیعی عامل

•. گرا شیء عامل سیستم

Page 168: Operating Systems(Ayat)

168

هسته ریز هسته کارایی ریز ::کارایی

کاهش • که شده سبب کوچک خیلی هسته ریزرا اطمینان فابلیت و انعطاف و حذف را کارایی

. کند بهتر

از • طیفی مختلف های هسته ریز اینکه دلیل بهتوان نمی دهند، می نشان را اندازه و اعمال

که اعمالی مورد در سریعی و محکم قاعده هیچسازی پیاده ساختار و کند ارائه باید هسته ریز

. داشت اظهار آن

Page 169: Operating Systems(Ayat)

169

هسته ریز هسته طرح ریز ::طرح

دارد • بستگی افزار سخت به مستقیما هسته ریز: کند می حمایت را زیر اعمال و

1. اولیه- حافظه مدیریت2. فرآیندها- بین ارتباط3. خروجی- / ورودی4. وقفه- مدیریت

Page 170: Operating Systems(Ayat)

170

حمایت برای روشزیر حمایت سه برای روشزیر سهصفحه و مجازی حافظه صفحه مدیریت و مجازی حافظه مدیریت

خارجی خارجی بندی ::بندی

از: اهدا• تعدادی تواند می فرآیند هر. دهد دیگری به را خود صفحات

از نگاشت: • یک هر تواند می فرآیند یک. بنگارد دیگری فضای به را خود صفحات

شده مطالبه: • استفاده قبال که صفحه هر. کند مطالبه را

Page 171: Operating Systems(Ayat)

171

فرآیند داخلی فرآیند ارتباط داخلی ::ارتباط

•. نخهاست یا فرایندها بین ارتباط اصلی شکل پیام

گیرنده- –1 فرآیندهای سرآمدفرستنده

. کند می مشخص راپیام

ها- 2 داده بلوک به گری اشاره بدنهکنترلی اطالعات بعضی یا

Page 172: Operating Systems(Ayat)

172

و خروجی و ورودی و مدیریت خروجی و ورودی مدیریتها ها وقفه ::وقفه

و • پیام صورت به افزاری سخت های وقفه ادارهآدرس فضاهای در خروجی و ورودی های درگاه

. شود می میسر

را • آنها ولی دهد می تشخیص را وقفه هسته ریز. کند نمی اداره

آن • به مربوط کاربر سطح فرآیند برای را پیامی. کند می تولید وقفه

Page 173: Operating Systems(Ayat)

173

دازشی پر چند و نخ دازشی مدیریت پر چند و نخ مدیریتدر در متقارن متقارن

Windows NTWindows NTفرآیندهای :NTویژگیهای از عبارتند

.NTفرآیند • اند شده سازی شیءپیاده صورت به

بیشتر • یا نخ یک حاوی تواند اجرا،می قابل فرآیند هریاشد.

،دارای • نخ های شیء هم و فرآیند های شیء هم. هستند سازی همگام ساخته پیش راهکارهای

Page 174: Operating Systems(Ayat)

174

مربوط • حافظه های بلوک مجموعه فرآیند هر بهاست.

نسبت • یابی دست امنیتی نشانه یک فرآیند هر به. شود می داده

که • هست هم شیء جدول یک شامل فرآیندشده شناخته دیگرشیءهای به های دستگیره

. این در که نخهای از یک هر برای دارد فرایند این. دارد وجود دستگیره یک هست شیء

Page 175: Operating Systems(Ayat)

175

دستگیرهای • چنین کردن باز برای فرآیندی اگرودر آن بودن مجاز امنیتی سیستم کند، تالشمی تعیین را تش خصوصیا تغییر امکان نتیجه

کند.

تغییر • را ها ساختار مستقیما تواند نمی فرآینددهد.

است .• شیء جدول یک شامل فرایند

Page 176: Operating Systems(Ayat)

176

فرایند فرایند خصوصیاتشیء خصوصیاتشیءفرآیند یکتای مقدار

این به کسی چه توصیف....فرآیند

فرآیند این های نخ برایپیش های پردازنده مجموعه

فرضمنابع حداکثر

نخ اجرا زمان مجموع ... توسط شده ثبت و متغییر

فرآیندانجام عملیات نوع و تعداد

شدهبین ارتباطی کانالهای

فرایندهافرآیند یک یافتن پایان دلیل

فرآیند شناسهامنیت توصیفپایه اولویت

پردازنده به فرآیند وابستگیسهم حداکثر

اجرا زمانهای I/Oشمارنده

حافظه عملیات شمارندهمجازی

درگاههای اشکالزدایی/ استثنا

خروج وضعیت

Page 177: Operating Systems(Ayat)

177

نخ نخ خصوصیتشیء :: خصوصیتشیء

•: نخ .شناسه نخ یکتای مقدار•: نخ .... متن و نخ مقادیر مجموع•: پویا . اولویت لحظه هر در نخ اجرای اولویت•: پایه . اولویت نخ اولویت کمترین•: پردازنده به نخ که وابستگی هایی پردازتده

. شود انجام نخ روی در توان می

Page 178: Operating Systems(Ayat)

178

نخ نخ خصوصیتشیء :: خصوصیتشیء

•: نخ اجرای و زمان هسته در آن اجرای زمان. کاربرد حالت در

•: هشدار همگام . وضعیت نا رویه فراخوانیتعلیق :• اجرای شماره تعلیق دفعات تعداد

نخ.• : هویت جعل موقت .نشانه دستیابی•: پایان .درگاه فرآیندها بین ارتباطی کانال یک•: نخ خروجی .وضعیت نخ یافتن پایان دلیل

Page 179: Operating Systems(Ayat)

179

نخ های نخ حالت های ::حالت

.آماده: • گردیده زمانبندی اجرا برای

نخ جانشین:• ،یک خاص پردازنده هر برایجانشین

.اجرا:• رود می اجرا مرحله به تعویض با

Page 180: Operating Systems(Ayat)

180

نخ های نخ حالت های ::حالت

:انتظار:• که رود می اجرا حالت به موقعی نخ یک1. کردد- مسدود حادثه روی2. شود- منتظر ،داوطلبانه سازی همگام منظور بهتعلیق- 3 به وادار محیط سیستم زیر یک توسط

گردد.

.انتقال:• نیست فراهم منابع

.پایان:• پدر یا خودش توسط

Page 181: Operating Systems(Ayat)

181

پردازشی جند و نخ پردازشی مدیریت جند و نخ مدیریتدر در متقارن SolarisSolarisمتقارن

معمولی فرآیند:• فرآیند همان

•: کاربر سطح های نخها نخ ار ای کتابخانه وسیله به. شوند می سازی پیاده فرآیند یک آدرس فضای در

•: وزن سبک سطح فرآیند های نخ بین نگاشتی. گرفت نظر در هسته های نخ و کاربر

•: هسته های .نخ بنیادی موجودیتهای

Page 182: Operating Systems(Ayat)

182

نخ نخ اجرای ::اجرای

•: سازی .همگام فعالیت کردن هنگ هما جهت

.تعلیق :• درخواست منتظر و شدن معلق

آمدن قبضه :• در اجرا به موجب که عملی. شود دار اولویت فعالیت

واگذاری.•

Page 183: Operating Systems(Ayat)

183

حل حل راه اداره solarissolarisراه اداره برای برایوقفهوقفه

ها • وقفه اداره های solarisبرای نخ ای مجموعه. است کارگرفته به را هسته

،هسته • متقابل انحصار های اولیه از استفاده با. کند می کنترل را ها داده ساختمان به دسترسی

هسته • های نخ دیگر اولویت ،از ها وقفه اولویت. است بیشتر

Page 184: Operating Systems(Ayat)

184

پنجم پنجم فصل فصل

همزمانی:سازی همگام و متقابل انحصار

Page 185: Operating Systems(Ayat)

185

طراحی در محوری موضات طراحی همه در محوری موضات همهو ها فرایند مدیریت به عامل و سیستم ها فرایند مدیریت به عامل سیستم

است مربوط ها است نخ مربوط ها ..نخ

ای :• برنامه فرایندهای چند فرایند مدیریت. ای پردازنده تک کامپیوتر یک داخل در متعدد

•: پردازشی فرایندهای چند فرایند مدیریت. ای پردازنده چند کامپیوتر یک داخل در متعدد

•: توزیعی فرایندهای پردازش فرایند مدیریت. متعدد کامپیوتری های سیستم روی در متعدد. است زمانی هم مسئله فوق زمینه سه هر برای

Page 186: Operating Systems(Ayat)

186

طراحی متفاوت زمینه سه در طراحی همزمانی متفاوت زمینه سه در همزمانی: گردد :می گردد می

طور: متعدد کاربردهای• به کامپیوتر پردازش زمان. گردد تقسیم بتواند کاربرد یا کار تعدادی بین پویا

صورت: ساختیافته کاربرد• رابه کاربردها از بعضیطورکارامد همزمان،به فرایندهای از ای مجموعه

. کرد سازی برنامه

سیستم • امتیاز: عامل ساختار همیناعمال قابل نیز سیستم ساز برنامه ،برای ساختاردهی

است.

Page 187: Operating Systems(Ayat)

187

های فرآیند از حمایت برای اصلی نیازنحصار ا اعمال توان همزمان،

. است متقابل

انجام قدرت فرآیند یک به وقتی یعنی . فرایندها تمام بتوان شد داده عملی

. بازداشت قدرت این از دیگررا

Page 188: Operating Systems(Ayat)

188

همزمانی همزمانی اصول اصول

است ممکن تنها ،نه ای پردازنده چند های سیستم درتوانند می شوند،بلکه اجرا یکدیگر بین در ها فرایند

. گردند اجرا همپوشانی با و هم موازات به واقعا

: آید پیشمی زیر روشمشکالت این :در آید پیشمی زیر روشمشکالت این در

1. است- مخاطره پر سراسری منابع اشتراکعامل- 2 سیستم برای منابع بهینه تخصیص مدیریت

است 3. شود- می مشکل سازی برنامه خطای محل تعیین

Page 189: Operating Systems(Ayat)

189

در عامل سیستم در مالحظات عامل سیستم مالحظات::همزمانیهمزمانی

مختلف • فعال فرایندهای تواند به باید عامل سیستمکنترل های بلوک توسط کار این که کند دنبال را

. شود می انجام فرایندها • فرایند از یک هر به را منابع باید عامل سیستم

بگیرد پس باز یا و دهد :تخصیص جمله از

دستگاههای ) هاريا، پرونده حافظه، پردازنده، وقت) خروجی و ورودی

Page 190: Operating Systems(Ayat)

190

در عامل سیستم در مالحظات عامل سیستم مالحظات::همزمانیهمزمانی

هر • فیزیکی منایع و ها داده باید عامل سیستمفرایند خواسته نا دخالت مقابل در را فرایند

. کند محافظت دیگر

پیشرفت • سرعت از مستقل باید فرایند یک نتایج. باشد دیگر همزمان های فرایند اجرای

Page 191: Operating Systems(Ayat)

191

ها فراینده ها محاوره فراینده ::محاوره

فرآیندها : ها محاوره نخ و فرآیندها بین ارتباطات

یکدیگر • از ها فرایند اطالعی ها: بی فرایند. هستند مستقل

یکدیگر • از فرایندها مستقیم غیر : اطالع. یکدیگر اشیاء از بعضی به دسترسی

یکدیگر • ار ارتباط : اطالع در یکدیگر با ، نام باهستند.

Page 192: Operating Systems(Ayat)

192

منابع یک از استفاده برای فرایند چند که هنگامیکه دارند درگیری کنند می فعالیت

صحیح : حل راه در اساسی صحیح :شرایط حل راه در اساسی شرایط

•. بحرانی بخش اجرای در متقابل انحصار

•. بخش هر در زمانی محدوده های فعالیت

در • بحرانی ناحیه به رفتن های مرتبه تعداد. است محدود منتظران حضور

Page 193: Operating Systems(Ayat)

193

سرعت • و دستورات طول به نسبت فرضی هیچ. باشد نمی اجرا

•. همیشگی: حلقه فرایند

پیامی • ها فرایند باقی به بست بن پایان در. گردد می ارسال

گرسنگی.•

Page 194: Operating Systems(Ayat)

194

: اشتراک توسط ها فرایند :همکاری اشتراک توسط ها فرایند همکاری

یکدیگر • با که دهند می پوشش را فرایندهایییکدیگر از صراحتا اینکه بدون کنند، می محاوره

. باشند مطلع

بن • ، متقابل انحصار کنترل مسئلهدو در داده و دارد وجود باز ،گرسنگی بست

دسترسی مورد نوشتن و خواندن ممکن حالتدر باید نوشتن مورد تنها و گیرند می قرار

. گیرد قرار متقابل انحصار

Page 195: Operating Systems(Ayat)

195

: ارتباط توسط ها فرایند :همکاری ارتباط توسط ها فرایند همکاری

فرایند • و دارد را خود مجزای محیط فرایند هر. ندارد بر در را دیگر های

و • است مستقیم غیر ها فرایند بین محاوره. ندارند اطالع یکدیگر محل از صراحتا ها فرایند

•. کنند می مشخص پیام نوعی با را ارتباط

•. دارد وجود گرسنگی و بست بن مسئله

Page 196: Operating Systems(Ayat)

196

متقابل انحصار متقابل ملزومات انحصار ::ملزومات

•: گردد اعمال باید متقابل انحصار

متوقف • خود بحرانی غیر بخش در که فرایندیدر دخالتی هیچ که کند عمل طوری باید ، شود می

باشد . نداشته دیگر های فرایند

بخش • یک دسترسی به نیاز که فرایندی برایآن محدود نا انداختن تاخیر به دارد،نباید بحرانی

نمی گرسنگی یا بست بن ، باشد داشته وجود. باشد مجاز تواند

Page 197: Operating Systems(Ayat)

197

متقابل انحصار متقابل ملزومات انحصار ::ملزومات

بحرانی • ناحیه در فرایندی هیچ که هنگامی. است تاخیر بدون فرایند یک ورود نیست

سرعت • یا و ها فرایند تعداد باره در فرضی هیچ. داشت آن

ناحیه • در محدودی زمان برای تنها فرایندی هر. گیرد می قرار بحرانی

Page 198: Operating Systems(Ayat)

198

: متقابل : انحصار متقابل نرم انحصار نرم رویکرد رویکرد افزاریافزاری

افزاری نرم افزاری رویکرد نرم رویکردکه همزمانی های فرایند برای میتوان راچند یا ای پردازنده تک ماشینهای روی

مشترک حافظه از که ای پردازنده. کرد سازی پیاده کنند می استفاده

Page 199: Operating Systems(Ayat)

199

: نرم رویکرد متقابل : انحصار نرم رویکرد متقابل انحصار افزاریافزاری

::DEKKERDEKKERالگوریتم الگوریتم

،الگوریتمی فرایند دو متقابل انحصار برایکرد . منتشر را

حداکثر که ایت آن رویکرد این امتیازهای برنامه ایجاد در متداول خطاهای

. شود می ،تشریح همزمان

Page 200: Operating Systems(Ayat)

200

: نرم رویکرد متقابل : انحصار نرم رویکرد متقابل انحصار افزاریافزاری

: :PetersonPetersonالگوریتم الگوریتم

سراسری فرایند flagآرایه هر وضع نمایانگرمتغییر و است متقابل انحصار به نسبت

را turnسراسری همزمانی گیریهای در. کند می حل

Page 201: Operating Systems(Ayat)

201

: حمایتسخت متقابل : انحصار حمایتسخت متقابل انحصارافزارافزار

: وقفه انداختن کار :از وقفه انداختن کار از

شود • نمی زمان ،هم پردازنده تک ماشین یک در. شوند بحرانی ناحیه وارد ها فرایند

از • است ،کافی متقابل انحصار ضمانت برای. شود جلوگیری وقفه با فرایند مواجهه

Page 202: Operating Systems(Ayat)

202

: حمایتسخت متقابل : انحصار حمایتسخت متقابل انحصارافزارافزار

شود، • داده وقفه تواند نمی بحرانی بخش چون. است شده ضمانت متقابل انحصار لذا

•. شود می کم متقابل طور به اجرایی کارایی

کارایی • پردازندهای چند معماری در روش اینندارد.

Page 203: Operating Systems(Ayat)

203

مقدار و آزمون العمل مقدار دستور و آزمون العمل دستورگذاری:گذاری:

شدن • وارد هنگام در فرایند هر روش دراینمی یک را متغییر مقدار بحرانی ناحیه بهمی صفر را آن شدن خارج هنگام و کند

هیچ باشد می یک مقدار که ،هنگامی کند. ندارد را ناحیه این به ورود اجازه فرایندی

Page 204: Operating Systems(Ayat)

204

دستورالعمل رویکرد دستورالعمل ویژگیهای رویکرد ویژگیهای::ماشینماشین

پردازنده • یک ،روی فرایندها از تعداد هر برایمشترک حافظه از که پردازنده چند یا و

. است کارگیری به ،قابل کنند می استفاده

•. باشد می آسان آن وارسی لذا و است ساده

متعدد • بحرانی بخسهای از حمایت برای آن از. کرد استفاده توان می

Page 205: Operating Systems(Ayat)

205

دستورالعمل رویکرد دستورالعمل معایب رویکرد معایب::ماشینماشین

•. دارد جود مشغول انتظار

•. دارد وجود گرسنگی امکان

Page 206: Operating Systems(Ayat)

206

::راهنماهاراهنماها

نظام • یک اعمال و ها فرایند بین دهی عالمت برای. کرد استفاده متقابل انحصار

فرایند • چند یا دو که است این اساسی اصلهمکاری یکدیگر با سادهای عالئم وسیله به بتوانند

.کنند

راهنما • نام به ای ویژه متغییر از دادن عالمت برای. کند می استفاده

Page 207: Operating Systems(Ayat)

207

::راهنماهاراهنماها

راهنمای • توسط عالمت فرستادن ،فرایند sبرای.) signal) sاولیه کند می اجرا را

راهنمای • یک توسط عالمت دریافت برایs اولیه .)wait)s،فرایند کند می اجرا را

نشده • فرستاده هنوز ، مربوط عالمت اگر. ماند می ان،معلق زمان تا فرایند ،این باشد

Page 208: Operating Systems(Ayat)

208

::ناظرهاناظرها

راهنما • کار که است سازی بزنامه زبان از ساختاری. است تر ساده هم آن کنترل و دهد می انجام را

سازی • برنامه زبانهای از تعدادی در ناظر ساختارسازی ... modulaاز پیاده ای کتابخانه صورت وبه و

. شود میروی • در ناظر های قفل تا دهد می اجازه افراد این

شئ هربگذارد.••. است پیوندی لیست مانند عمل در

Page 209: Operating Systems(Ayat)

209

عالمت با عالمت ناظر با ::ناظراز • ای دنباله رویه، چند یا یک بر مشتمل افزاری نرم ای مولفه

است . محلی های داده و اولیه گذاری مقدار

های :• ویژگی دارایناظر 1. خود های رویه برای تنها ناظر محلی داده متغییرهای

دسترسی آنها به دیگری رویه هیچ و بوده دسترسی قابلندارد .

.2. شود می ان ،وارد ناظر های رویه از یکی احضار با فرایند یک

اجرا 3. حال در ناظر در تواند می فرایند یک تنها زمان هر درباشد.

Page 210: Operating Systems(Ayat)

210

عالمت با عالمت ناظر با ::ناظر

می عمل شرطی متغییر روی که تابعی می دو عمل شرطی متغییر روی که تابعی دو: از عبارتند :کند از عبارتند کند

Cwait)c(: روی را کننده صدا فرایند یک اجرای.cشرط کند می معلق

Csignsl)c( : عمل یک از بعد که فرایندی یک اجرایcwait از را است بوده معلق شرط همان روی ،

. گیرد می سر

Page 211: Operating Systems(Ayat)

211

پیام پیام تبادل ::تبادل

•. هستند مفید متقابل انحصار برای ها پیاممی • فراهم فرآیندها بین ارتباط برای را موثری ابزاری

کند.،دو • کند برقرارمی ارتباط یکدیگر با فرآیند دو که هنگامی

. شود می تامین باید ارتباط و سازی همگام بنیادی نیازمتقابل • انحصار تا دارند همگامسازی به نیاز ها فرایند

. شوند تامین• Send )destination,message(• Receive)source,message(

Page 212: Operating Systems(Ayat)

212

سازی سازی همگام همگام

است : متداول زیر ترکیب سه پیام تبادل هنگام است :در متداول زیر ترکیب سه پیام تبادل هنگام در•: گیرنده شدن ،مسدود فرستنده شدن مسدود

. بین سازی همگام میگویند مالقات قرار این به گاهی. کند می محکم را ها فرایند

شدن • ،مسدود فرستنده نشدن مسدودگیرنده:

. است مسدود پیام ورود رمان تا گیرندهنشدن • مسدود ، فرستنده نشدن مسدود

گیرنده .

Page 213: Operating Systems(Ayat)

213

::آدرسدهی آدرسدهی

•: مستقیم آدرسدهی.1Send. مقصد فرایند آدرس شناسه شامل.2receive . ضمنی یا کند می بیان صریح یا•: مستقیم غیر آدرسدهی

نمی فرستاده گیرنده به فرستنده از مستقیما ها پیامارسال مشترک داده ساختمان یک به بلکه شوند

. گردد میها آن به که است صفهایی دارای داده ساختمان این

. گویند می پستی صندوق

Page 214: Operating Systems(Ayat)

214

::آدرسدهی آدرسدهی

تواند : می پستی صندوق به پیام تواند :انتساب می پستی صندوق به پیام انتساب. باشد ایستا و .پویا باشد ایستا و پویا

. ایستا: شود می داده نسبت فرایند یک به

وجود پویا: زیادی های فرستنده که هنگامی. باشد داشته

Page 215: Operating Systems(Ayat)

215

فرایندها مستقیم غیر فرایندها ارتباط مستقیم غیر ::ارتباط

فرایند گیرنده فرایند فرستنده

p1p1

P)n(

Q1

Q)n(

p1

P)n(

Q1

پستی صندوق

درگاه

Page 216: Operating Systems(Ayat)

216

پیام پیام قالب ::قالب

•: شامل پیام قالب.1. پیام: درباره اطالعات حاوی سرآمد.2. پیام: خود حاوی بدنه

سرآمد

پیام بدنه پیام محتوای محتوای

کنترلی کنترلی اطالعات اطالعات

پیام پیام طول طول

مبدا مبدا شناسه شناسه

مقصد مقصد شناسه شناسه

پیام پیام نوع نوع

Page 217: Operating Systems(Ayat)

217

بندی صف بندی نظام صف نظام

•FIFO بندی صف نظام ترین ساده

پیام • نوع اساس بر پیام اولیت

فرستنده • توسط پیام اولیت

پیامها ) • صف بازرسی گیرنده توسط پیام اولیت) بعدی پیام انتخاب و

Page 218: Operating Systems(Ayat)

218

فرایندها فرایندها وضعیتصفهای :: وضعیتصفهایwsem برقراری

صف بدون

سیستم در خوانندگان فقط وجود

rsemو wsemبرقراری

روی نویسندگان wsem صف

سیستم در نویسندگان فقط وجود

خواننده wsemبرقراری وسیله بهنویسنده rsemبرقراری وسیله به

روی نویسندگان تمام wsemصف

روی خواننده یک تنها rsemصف

روی دیگر خوانندگان zصف

با نویسندگان هم و خوانندگان همخواندن تقدم

برقراری wsemبرقراری خواننده وسیله بهrsem نویسنده وسیله به

روی نویسندگان تمام wsemصف

روی خواننده یک تنها rsemصف

روی دیگر خوانندگان zصف

با نویسندگان هم و خوانندگان همنوشتن :تقدم

Page 219: Operating Systems(Ayat)

219

ششم ششم فصل فصل

گرسنگی: و بست بن همزمانی

Page 220: Operating Systems(Ayat)

220

بست بن بست اصول بن ::اصول

دائمی • بودن مسدود صورت به را بست بنسیستم منابع برای که ها فرآیند از ای مجموعه

هستند . ارتباط در یکدیگر با یا کنند می رقابت

•. ندارد وجود بست بن برای کارامدی حل راه

یا • فرآیند دو متضاد های نیاز بستهابی بن تمام. هستند راه هم منابع ،برای بیشتر

Page 221: Operating Systems(Ayat)

221

منابع منابع انواع ::انواع

• : مجدد استفاده قابل صدمه منابع بدونمورد زمان هر در توان می فرآیند یک توسط

. شود نمی تمام گیردو می قرار استفاده... و : ثانویه و اصلی ها،حافظه پردازنده مثل

• : مصرفشدنی می منابع که هستند منبعی. گردد ونابود ایجاد تواند

به نوع یک از شدنی مصرف منابع تعداد روی نوعا. ندارد وجود ،حدی خصوص

Page 222: Operating Systems(Ayat)

222

بست بن بست شرایط بن :شرایط

•) الزم : ) شرط متقابل انحصار. منبع یک از فرآیند یک

•) ( : الزم شرط انتظار و نگهداشتن. کند می جدید منبع خواست در دیگری منبع داشتن با

یک اختیار در طوالنی مدت به منبع یک صورت این در. بود خواهد فرآیند

Page 223: Operating Systems(Ayat)

223

بست بن بست شرایط بن :شرایط•) ( : الزم شرط نکردن قبضه•. گرفت پس زور به توان نمی را منبع

دارای : منابع که کند می جلوگیری بست ازبن وقتی تنها. باشند اولویت

•) ( : کافی و الزم شرط مدور انتظارمنبع اختیار در که کنند می هایی منبع درخواست فرآیند چند

است دیگر. گیرند می قرار چرخشی انتظار در سبب همین به و

دسترسی ضروری غیز کردن رد و ها فرآیند کردن کند موجبشود می منابع

Page 224: Operating Systems(Ayat)

224

بن با برخورد در رویکرد بن سه با برخورد در رویکرد سهبستبست

پیشگیری پیشگیری •

کشفکشف•

اجتناباجتناب•

Page 225: Operating Systems(Ayat)

225

بست بن از بست پیشگیری بن از ::پیشگیری

مستقیم :• حالتهای روشغیر از 3و2و1پیشگیری) نکردن) قبضه انتظار، و نگهداشتن متقابل، انحصار

مدور روشمستقیم : • انتظار بروز از پیشگیری

Page 226: Operating Systems(Ayat)

226

بست بن از پیشگیری بست مزایای بن از پیشگیری ::مزایای

زیادی • هایی فعالیت که هایی فرآیند مورد در. دهند می انجام

•. کردن قبضه به نیاز عدممعایب:معایب:••. کارامدی نا• . فرآیند شروع تاخیر

Page 227: Operating Systems(Ayat)

227

::کشفکشف

•: تخصیصمنابع ،در سیاست زیاد بسیار. شود می داده تخصیص امکان صورت

•: مختلف های برای طرح دورهای احضار. بست بن بررسی

Page 228: Operating Systems(Ayat)

228

: :کشفکشف

•: اصلی مزایای

فرآیند .• آغاز در تاخیر عدم

•. کار حین در پردازش تسهیل

•: اصلی معایب

•. قبضه ذاتی های ضرر

Page 229: Operating Systems(Ayat)

229

::اجتناباجتناب

•: تخصیصمنابع بین سیاست راهی انتخاب. کشف و پیشگیری

•: مختلف های یافتن طرح برای دستکاری. امن مسیر یک حداقل

Page 230: Operating Systems(Ayat)

230

::اجتناباجتناب

•: اصلی مزایای

•. کردن قبضه به نیاز عدم

•: اصلی معایب

آینده • نیاز مورد منابع از اطالع ضرورت

•. فرآیند طوالنی شدن مسدود امکان

Page 231: Operating Systems(Ayat)

231

بن از اجتناب برای رویکرد بن دو از اجتناب برای رویکرد دوبستبست

است • ممکن که فرایندی شروع عدمشود منتهی بست بن به درخواستهایش

از • اضافی منبع درخواستهای به پاسخ عدماست ممکن تخصیص این با که فرایندی

. شود بست بن به منجر

Page 232: Operating Systems(Ayat)

232

تخصیص تخصیص عدم ::عدم

•. گویند می نیز بانکداران الگوریتم•. است ها فرآیند به منابع تخصیص سیستم حالتحالت :• دو دارای•1: امن- حالت•. شود اجرا ها فرآیند از یکی حداقل•2: امن_ نا حالت

. نباشد امن که است حالتیها کننده درخواست به دقت با منابع باید روش این در

نشویم . منابع کمبود دچار که شود ارائه

Page 233: Operating Systems(Ayat)

233

بست بن از اجتناب بست امتیاز بن از اجتناب ::امتیاز

بینی • پیش باید فرآیند هر نیاز مورد منابع حداکثرشود.

•. باشند مستقل باید نیاز مورد فرآیندهای

•. باشند ثابت باید تخصص منابع تعداد

خارج • تواند نمی دارد اختیار در را منبعی که فرآیندیشود.

Page 234: Operating Systems(Ayat)

234

) بست : ) بن کشف از بعد (ترمیم بست : ) بن کشف از بعد ترمیم

•. بست بن فرآیندهای تمام قطع

از • قبل نقطه به بست بن فرآیندهای از یک هر برگشتآن.

وجود • بستی بن که جایی تا بست بن درپی پی قطع. باشد نداشته

نداشته • وجود بستی بن که جایی تا منابع کردن قبضهباشد.

Page 235: Operating Systems(Ayat)

235

بست بن برای مجتمع بست راهبرد بن برای مجتمع ::راهبرد

گروههای • از تعدادی در منابع بندی تقسیممختلف.

•. خطی سازی مرتب راهبرد از استفاده

•. الگوریتم ترین مناسب از استفاده

Page 236: Operating Systems(Ayat)

236

بست بن برای مجتمع بست راهبرد بن برای مجتمع ::راهبرد

: الگوریتم بهترین از استفاده مثال عنوان به

• : مبادله قابل ثانویه فضای حافظه از هایی بلوک. فرآیند مبادله در استفاده برای

•: فرآیند .منابع تخصیص قابل دستگاههای

•: اصلی .حافظه فرآیندها به تخصیص قابل حافظه

•: داخلی . منابع خروجی و ورودی کانالهای مثل

Page 237: Operating Systems(Ayat)

237

فیلسوفان تغذیه فیلسوفان مسئله تغذیه ::مسئلهدر • که جایی به بخورد غذا خواست می که فیلسوفی هر

دو از استفاده وبا رفت می بود شده منظور میز اینکه است این مشکل کشد می غذا بشقابش کنار چنگال

داشته نیز سایرین گرسنگی رفع برای ای چاره بایدباشیم.

چپ • سمت چنگال ابتدا فیلسوف هر مشکل این برایدر هم باز که بردارد را خود راست سمت چنگال وسپس

. آید می پیش بست بن مسئله روش این

•. کند می تشریح را گرسنگی بست بن اصلی مسائل

Page 238: Operating Systems(Ayat)

238

در زمانی هم در راهکارهای زمانی هم راهکارهایunixunix: :

•: ها لوله•: ها م پیامشترک :• حافظهراهنماها: •

عالئم

Page 239: Operating Systems(Ayat)

239

در زمانی هم در راهکارهای زمانی هم راهکارهایunixunix: :

•: ها :لوله ها لولهکمکهای ترین مهم از توسعه unixیکی و ایجاد به

. است عامل های سیستمهم با کننده مصزف و کننده تولید مدل اساس بر

. کند می برقرار ارتیاط . لوله نوع دو است ورودی ترتیب به خروجی صف

. دارد وجود نام با و نام بی

Page 240: Operating Systems(Ayat)

240

در زمانی هم در راهکارهای زمانی هم راهکارهایunixunix: :

•: ها م :پیا ها م پیا

. فراخوان از است نوع یک همراه به متن از بلوکیفرآیندهای msgrcvو msgsndسیستمی ی برا

. کنند می استفاده پیام تبادل در درگیر

Page 241: Operating Systems(Ayat)

241

در زمانی هم در راهکارهای زمانی هم راهکارهایunixunix: :

•: مشترک :حافظه مشترک حافظه

فرآیندها بین ارتباط شکل سریعترینتوسط. که است مجازی حافظه از بلوکی استگیرد . می قرار اشتراک مورد متعدد های فرآیند

Page 242: Operating Systems(Ayat)

242

در زمانی هم در راهکارهای زمانی هم راهکارهایunixunix: :

راهنماها:راهنماها:•های اولیه به. signal و waitاز متعددی عملیات است

. شامل راهنما یک شود می اجرا زمان هم صورت: است زیر عناصر

1. راهنما- جاری مقدار2. شناسه-مقدار- 3 از راهنما منتظرمقدار فرآیندهای تعداد

. باشد بزرگتر انها جاریصفر-- 4 آنها ی راهنما منتظرمقدار فرآیندهای تعداد

باشد...

Page 243: Operating Systems(Ayat)

243

در زمانی هم در راهکارهای زمانی هم راهکارهایunixunix: :

عالئم:عالئم:•

حادثه یک بروز از که است افزاری راهکارنرم یک. دهد می خبر بهنگام نا

Page 244: Operating Systems(Ayat)

244

در نخ سازی همگام های در اولیه نخ سازی همگام های اولیهsolarissolaris::

•: متقابل انحصار های قفل. کند می جلوگیری نخ یک رفت پیش از

راهنماها:•. دهد می ارائه را کالسیک شمارنده راهنماهای

•: نویسنده یک و خواننده چند های قفلتحت شیءکه به زمان هم متعدد های نخ دهد می اجازه. باشد داشته خواندنی فقط دسترسی است حفاظت

•: شرط های متغییر . خاصی شرط برقراری تا انتظار ی برا

Page 245: Operating Systems(Ayat)

245

در همزمانی در راهکارهای همزمانی راهکارهایwindows NTwindows NT::

برنامه . فرآیند:• یک احضار

اجرا .نخ:• قابل موجودیت

.پرونده:• باز پرونده نمونه

•: کار میز .ورودی متنی نمایش صفحه میانگیر یک

•: پرونده تغییر .اعالم پرونده سیستم تغییر

Page 246: Operating Systems(Ayat)

246

در همزمانی در راهکارهای همزمانی راهکارهایwindows NTwindows NT::

•Mutex.) متقابل ) انحصار

می راهنما:• تنظیم را برنامه های تعدادنخ شمارندهکند.

. حادثه:• است افتاده اتفاق سیستمی حادثه یک

•: انتظار قابل سنج ثبت زمان برای شمارنده. زمان گذشت

Page 247: Operating Systems(Ayat)

247

هفتم هفتم فصل فصل

حافظه مدیریت

Page 248: Operating Systems(Ayat)

248

حافظه مدیریت حافظه نیازهای مدیریت ::نیازهای

: است زیر نیاز پنج :دارای است زیر نیاز پنج دارای

محل جابجایی: • از باید سیستم منظور این برایذخیره را آنها آدرس و باشند داشته آگاهی ها فرآیند

کنند.

ناخواسته حفاظت: • های تداخل مقابل در بایدعمدی . یا باسد تصادفی خواه شود حفاظت

تا اشتراک: • باشد گونه به حفاظت داشتن با بایدباشند . داشته دستیابی آن به توانند به نیز دیگرا

Page 249: Operating Systems(Ayat)

249

حافظه مدیریت حافظه نیازهای مدیریت ::نیازهای

• : منطقی فضای سازمان صورت به حافظهو است یافته سازمان بعدی یک یا خطی آدرس

است . ها کلمه و بایتها از ای دنباله شامل

• : فیزیکی اصلی سازمان صورت دو به حافظه،نسبتا پایدار که مجازی و ،گران ،سریع ناپایدار که

. باشد می دو این بین مدیریت و باشد می ارزان

Page 250: Operating Systems(Ayat)

250

منطقی دهی سازمان منطقی مزایای دهی سازمان ::مزایای

نوشت • مستقل صورت به توان می را مولفه هر. کرد ترجمه و

را • حفاظتی مختلف مراتب اضافی بار سر یک باداریم.

مولفه • اشتراک برای راهکارهایی معرفی امکان. دارد وجود ها فرآیند بین در ها

Page 251: Operating Systems(Ayat)

251

دهی سازمان کارآمدی نا دهی علت سازمان کارآمدی نا علت:: فیزیکیفیزیکی

کافی • ها داده برای موجود حافظه است ممکننباشد.

زمان • سازدر برنامه،برنامه چند محیط یک دراختیار در حافظه مقدار چه داند نمی برنامه نوشتن

... و دارد

Page 252: Operating Systems(Ayat)

252

حافظه مدیریت حافظه روشهای مدیریت ::روشهای

• : ایستا بندی بخش بخش تعدادی به اصلی حافظه . به فرآیند شود می ایجاد سیستم ایجاد زمان ذر ایستا

. برود بزرگتر یا برابر اندازه با بخشی داخل

• : پویا بیدی می بخش ایجاد پویا صورت به بخشهاخودش اندازه با برابر بخشی داخل به فرآیند شود،هر

. رود می

• : ساده بندی به صفحه اندازه حافظه هم هایی قابقاب با اندازه هم صفحات به فرآیند شودو می تقسیم

. شود می تقسیم ها

Page 253: Operating Systems(Ayat)

253

حافظه مدیریت حافظه روشهای مدیریت ::روشهای

• : ساده بندی تقسیم قطعه هایی قطعه به فرآیند هرمی اجرا قطعاتش تمام کردن بار طریق از و شود می

. شود نیستند پیوسته لزوما که

• : مجازی حافظه بندی بندی صفحه صفحه ماننداست بار ساده فرآیند یک صفحات تمام نیست نیاز ولیشود.

• : مجازی حافظه بندی بندی قطعه قطعه ماننداست بار ساده فرآیند یک صفحات تمام نیست نیاز ولی

شود.

Page 254: Operating Systems(Ayat)

254

::مزایامزایا

• : ایستا پیاده بخشبندی سادگی. سیستم بار سر ،کمی سازی

• : پویا .بخشبیدی داخلی شدن تکه تکه بدون

ساده : • بندی شدن صفحه تکه تکه بدونخارجی.

Page 255: Operating Systems(Ayat)

255

::مزایامزایا

• : ساده بندی .قطعه داخلی شدن تکه تکه بدون

• : مجازی حافظه بندی شدن صفحه تکه تکه بدون. بزرگ مجازی باالتر،فضای برنامگی چند داخلی،درجه

• : مجازی حافظه بندی شدن قطعه تکه تکه بدونآدرس باالتر،فضای برنامگی چند درجه داخلی،

. وحفاظت اشتراک از حمایت بزرگ، مجازی

Page 256: Operating Systems(Ayat)

256

::معایبمعایب

• : ایستا .بخشبندی حافظه از موثر غیر استفاده

• : پویا .بخشبیدی پردازنده از موثر غیر استفاده

• : ساده بندی شدن صفحه تکه تکه کمی مقدارداخلی.

Page 257: Operating Systems(Ayat)

257

::معایبمعایب

• : ساده بندی و قطعه حافظه گیری کار به گسترش. پویا بندی بخش به نسبت سربار کاهش

• : مجازی حافظه بندی پیچیدگی صفحه سربار. حافظه مدیریت

• : مجازی حافظه بندی پیچیدگی قطعه سربار. حافظه مدیریت

Page 258: Operating Systems(Ayat)

258

داخلی تکه داخلی تکه تکه ::تکه

رود • هدر به بخش یک داخل از قسمتی اینکه. گویند می داخلی شدن تکه تکه پدیده

Page 259: Operating Systems(Ayat)

259

بندی بندی صفحه ::صفحه

می • تقسیم کوچک نسبتا بخشهای به اصلی حافظهشود.

•. شود می تقسیم آنها با اندازه هم های تکه به فرآیند هر•. گویند می صفحه فرآیند هر های تکه به•. گویند قاب حافظه در موجود های تکه بهایجاد • فرآیند هر برای صفحه جدول یک عامل سیستم

. کند میافزار • سخت توسط فیزیکی به منطقی آدرس تبدیل

. شود می انجام

Page 260: Operating Systems(Ayat)

260

آدرس ترجمه برای زیر آدرس مراحل ترجمه برای زیر مراحلاست است الزم ::الزم

عنوان • به صفحه شماره چپ nاستخراج بیت. منطقی آدرس

به • شاخص عنوان به صفحه شماره کارگیری بهقاب شماره یافتن برای صفحه (k.)جدول

قاب • شروع فیزیکی .آدرس

Page 261: Operating Systems(Ayat)

261

بندی بندی قطعه ::قطعه•. است بندی کاربر،قطه برنامه تقسیم برای جایگزین روش

•. شود می تقسیم قطعه تعدادی به ها داده

باشد .• می یکسان اندازه داردای قطعه

•. است پویا بندی بخش مشابه

•. است روئیت قابل بندی قطعه

•. ندارد وجود منطقی و فیزیکی آدرس بین ستدهای رابط

Page 262: Operating Systems(Ayat)

262

آدرس ترجمه آدرس مراحل ترجمه ::مراحل

از • قطعه شماره .nاستخراج منطقی آدرس چپ سمت بیت

•. شاخص عنوان به قطعه شماره از استفاده

در • موجود انحراف . mمقایسه راست سمت بیت

فیزیکی • آدرس مجموع از عبارست نظر مورد فیزیکی آدرس. ونحراف قطعه شروع

Page 263: Operating Systems(Ayat)

263

هشتم هشتم فصل فصل

مجازی حافظه

Page 264: Operating Systems(Ayat)

264

قطعه و بندی صفحه قطعه مشخصه و بندی صفحه مشخصه::بندیبندی

آدرس • ، حافظه به فرآیند یک مراجع کلیهمی تبدیل فیزیکی آدرس به که هستند منطقی

شوند.

مختلفی • های تکه به برنامه یک است ممکنحین در ها تکه این نیست الزم و شود شکسته

. گیرد قرار حافظه در پیوسته طور به اجرا

Page 265: Operating Systems(Ayat)

265

•. شود می اطالق قطعه یا صفحه به تکه

را • است حافظه در مقیم که فرآیند از بخشی به. گویند مقیم مجموعه

صفحه • جدول از مجموعه این از استفاده برای. کنند می استفاده

Page 266: Operating Systems(Ayat)

266

نداشته • دسترسی منطقی آدرس به فرآیند اگر. کند می صادر وقفه یک باشد

حافظه • به دسترسی خطای معنی به وقفه اینبرای و شود می مسدود فرآیند و دارد وجود

حافظه به را ان عامل سیستم فرآیند ان اجرا. برد می اصلی

Page 267: Operating Systems(Ayat)

267

امر این پیامد امر دو این پیامد ::دو

اصلی • حافظه داخل در توان می را بیشتری فرآیند. شود می پردازنده از بهتر استفاده و دارد قرار

•. باشد اصلی حافظه از بزرگتر فرایند یک دارد امکان. باشد آگاه ها فرآیند اندازه از باید نویس برنامه لذا

عهده • به وظیفه این بندی قطعه و بندی صفحه وجود با. است عامل سیستم و افزار سخت

Page 268: Operating Systems(Ayat)

268

مجازی و حقیقی مجازی حافظه و حقیقی حافظه

حقیقی : حافظه حافظه اصلی حافظه به. گویند می حقیقی

مجازی : کارآمد حافظه و بزرگتر حافظهحافظه کند می استفاده آن از کاربر که تر

. گویند می مجازی

Page 269: Operating Systems(Ayat)

269

::کوبیدگیکوبیدگی

فرآیند • بیشتری تعداد که آن برای عامل سیستمتکه و کرده تکه تکه را ها فرآیند کند اجرا را

اما دهد می قرار اصلی حافظه در را اجرا آمادهرفته بیرون حافظه از که ای تکه است ممکنعامل سیستم که شود اجرا خواهد به دوباره

. شود می آن دوباره کردن بار به مجبور

را وقتش بیشترین عامل سیستم حالت این در. کند می جابجایی این صرف

Page 270: Operating Systems(Ayat)

270

بودن محلی بودن اصل محلی ::اصل

•. هستند ای ،خوشه حافظه در ها داده و برنامه به مراجعات

و • شوند می اجرا حافظه در ها فرآیند از محدودی تعداد. شود می اجرا آینده در برنامه کدام که زد حدس باید

کنند .• می گیری جلو کوبیدگی از ترتیب این به

مجازی • حافظه محیط یک در فرآیندها کارآمدی در تاکیداست.

Page 271: Operating Systems(Ayat)

271

مجازی حافظه کارآمدی مجازی برای حافظه کارآمدی ::برای

•. باشد داشته وجود افزاری سخت حمایت باید

جهت • هایی افزار نرم دارای باید عامل سیستمحافظه به اصلی حافظه از ها قطعه تبادل

. باشد مجازی

Page 272: Operating Systems(Ayat)

272

قطعه و بندی صفحه قطعه مشخصات و بندی صفحه مشخصاتبا ::بندیبندی مجازی حافظه

بندی صفحهبا مجازی حافظه

بندی قطعهساده بندی قطعه ساده بندی صفحه

اصلی حافظهنشده تقسیم

تکه به اصلی حافظهقاب نام به یکسان

شده تقسیم

اصلی حافظهنشده تقسیم

های تکه به حافظهتقسیم وی مسا

قطعه برنامهشده بندی

صفحه به برنامهشده تقسیم

بندی قطعه برنامهشده

صفحه به برنامهشده تقسیم

تکه تکه بدونشدنداخلی

داخلی شدن تکه تکهقاب در

شدن تکه تکه بدونداخلی

داخلی شدن تکه تکهقاب در

شدن تکه تکهخارجی

شدن تکه تکه بدونخارجی

شدن تکه تکهخارجی

شدن تکه تکه بدونخارجی

جدول تهیهقطعه

صفحه جدول تهیه قطعه جدول تهیه صفحه جدول تهیه

های حفره لیستآزاد

های ب قا لیستآزاد

های حفره لیستآزاد

آزاد های ب قا لیست

آوردن بدستآدرسمنطقی

آدرس آوردن بدستمنطقی

آوردن بدستآدرسمنطقی

آدرس آوردن بدستمنطقی

در باید اجرا برایاصلی حافظهباشند

در باید اجرا برایباشند اصلی حافظه

در باید اجرا برایاصلی حافظهباشند

در باید اجرا برایباشند اصلی حافظه

به خواندناصلی حافظهدیسک نیازمنداست

حافظه به خواندندیسک نیازمند اصلیاست

Page 273: Operating Systems(Ayat)

273

جدول جدول ساختار ::ساختار

از • کلمه یک خواندن برای اصلی راهکاربه منطقی یا مجازی آدرس یک ،ترجمه حافظه

جدول کارگیری به طریق ،از فیزیکی آدرس یک. است صفحه

•. گیرد می قرار اصلی حافظه در

•. گیرد می قرار ثبات در شروع آدرس

Page 274: Operating Systems(Ayat)

274

جدول جدول ساختار ::ساختار

عنوان • ،به مجازی آدرس صفحه شماره ازاستفاده قاب شماره شناسایی برای شاخص

. کند می

یا • سطحی یک صفحه جداول کارگیری به برایسطحی دو

. است معکوس صفحه جدول ساختار از استفاده

Page 275: Operating Systems(Ayat)

275

مخصوص • پنهان حافظه یک از مجازی حافظهمی استفاده صفحه جدول های مدخل برای

می ترجمه دستی دم میانگیر آن به که شودگویند.

میانگیر • کارگیری به آن بهبود های راهکار از یکی. است بیشتر مدخلهای با بزرگتر

Page 276: Operating Systems(Ayat)

276

•. تر بزرگ صفحه اندازه گیری کار به ها حل راه از دیگر یکی

یک • باشد نداشته قرار اصلی حافظه در صفحه که هنگامیمی صادر صفحه فقدان خطای نام به دسترسی خطای

شود.اندازه • تعیین افزار سخت طراحی در مهم تصمیمات از یکی

. است صفحه

•. دارد بستگی صفحه فیزیکی اندازه به صفحه اندازه

Page 277: Operating Systems(Ayat)

277

های • سیاست که دارد را قایلیت این بندی قطعه. شوند اجرا آن روی بر وحفاظتی اشتراکی

Page 278: Operating Systems(Ayat)

278

حافظه بخشمدیریت حافظه طراحی بخشمدیریت ::طراحی

: دارد زیر انتخاب سه به بستگی

•. خیر یا شود استفاده مجازی حافظه های روش از اینکه

•. دو هر یا بندی قطعه یا بندی صفحه از استفاده

مختلف • های جنبه برای استفاده مورد های الگوریتم. حافظه مدیریت

Page 279: Operating Systems(Ayat)

279

برای عامل سیستم برای سیاستهای عامل سیستم سیاستهایمجازی مجازی حافظه ::حافظه

مجموعه • مدیریتمقیم.

•. پاکسازی سیاست

•. بار کنترل

•. واکشی سیاست

جاگذاری .• سیاست

•. جایگزینی سیاست

Page 280: Operating Systems(Ayat)

280

واکشی واکشی سیاست ::سیاست

وارد • درخواستی طور به توانند می فرآیند یک های صفحهفعالیتهای که بندی صفحه پیش سیاست یک شوند،یا

صفحه تعدادی یکباره آوردن داخل به طریق از را ورودی. دهد می انجام ها

درخواستی.•

بندی .• صفحه پیش

•. کنند می دنبال را سیاست این ها عامل اکثرسیستم

Page 281: Operating Systems(Ayat)

281

جاگذاری جاگذاری سیاست ::سیاست

قطعه • ساده، بندی قعه سیستم یک انتخاب بادر موجود فضاهای از یکی در باید ورودی

. شود گذاشته حافظه

به • یکنواخت غیر دسیترسی با های سیستم برای. است الزم حافظه

Page 282: Operating Systems(Ayat)

282

جایگزینی جایگزینی سیاست ::سیاست

شود گیری تصمیم باید باشد، پر حافظه که زمانی. شود جایگزین صفحاتی یا صفحه کدام که

Page 283: Operating Systems(Ayat)

283

جایگزینی جایگزینی سیاست ::سیاست

: اصلی الگوریتم

.بهینه :• باشد تر طوالنی آن به مراجعه برای الزم زمان

• . نزدیک گذشته در استفاده (LRU)حداقل

•. ورود ترتیب به (FIFO)خروج

قاب : .• هر به اضافی بیت یک کردن مربوط ساعت

Page 284: Operating Systems(Ayat)

284

مقیم مجموعه مقیم مدیریت مجموعه ::مدیریت

از • مقدار چه بگیرد تصمیم باید عامل سیستمدهدواین اختصاص آن به را اصلی حافظهبه یا و پویا صورت به تواند می تخصیص

. باشد ایستا صورت

•. متغیر یا ثابت مقیم مجموعه اندازه

•. محلی یا سراسری جایگزینی قلمروی

Page 285: Operating Systems(Ayat)

285

مقیم مجموعه مقیم مدیریت مجموعه :: مدیریتجایگزینی جایگزینی سراسریسراسری

محلی محلی جایگزینی جایگزینی

نیست .ممکن تخصیص قابهای تعدادکه ای ثابت،صفحه یافته

از یابد تخصیص بایدتخصیص قابهای میان

شود می انتخاب .یافته

تخصیتخصی صص

ثابتثابت

قرار که ای صفحهشود جایگزین است

کلیه میان ازحافظه قابهای

می انتخاب اصلیشود.

تخصیص قابهای تعدادمتغییر تواند می یافته

باید. که ای صفحه باشدمیان از یابد تخصیص

یافته تخصیص قابهای. شود می انتخاب

تخصیتخصیص ص متغییرمتغییر

Page 286: Operating Systems(Ayat)

286

پاکسازی پاکسازی سیاست ::سیاست

•. است واکشی سیاست عکس بر

چه • یافته تغییر صفحه یک که شود تعیین با. شود نوشته ثانوی حافظه در باید موقعی

Page 287: Operating Systems(Ayat)

287

پاکسازی پاکسازی سیاست ::سیاست

• : درخواستی یک پاکسازی زمانی فقطکه شود می نوشته مجازی حافظه در صفحه

باشد شده انتخاب جایگزینی .برای

• : در پیشپاکسازی را هایشان قاب ابتدا از. نویسد می مجازی حافظه

Page 288: Operating Systems(Ayat)

288

پاکسازی پاکسازی سیاست ::سیاست

زمان • در توانند می یافته تغییر های صفحهیک با اینکه شوند،یا نوشته خارج در جایگزینیاز خروجی فعالیتهای پاکسازی پیش سیاست

انجام ها صفحه از تعدادی یکباره نوشتن طریقگیرد.

درخواستی.•

•. پاکسازی پیش

Page 289: Operating Systems(Ayat)

289

بار بار کنترل ::کنترل

در • مقیم های فرایند تعداد تعیین مورد در. است لحظه هر در حافظه

•. برنامگی چند درجه

Page 290: Operating Systems(Ayat)

290

فرآیند فرآیند تعلیق ::تعلیقیا ،یک یابد کاهش برنامگی چند سطح باشد قرار اگر

. رود می معلق به فرایند چند

فرایند یک تعلیق جهت فرایند ششامکان یک تعلیق جهت ششامکان

•. اولویت کمترین با فرآیند

دهنده • خطا فرایند

•. شده فعال فرآیند آخرین

Page 291: Operating Systems(Ayat)

291

فرآیند فرآیند تعلیق ::تعلیق

•. مقیم مجموعه کوچکترین با فرایندی

•. فرآیند بزرگترین

•. باقیمانده اجرایی پنجره بزرگترین با فرایندی

Page 292: Operating Systems(Ayat)

292

حافظه مدیریت حافظه پارامترهای مدیریت ::پارامترهای

صفحه جدول صفحه مدخل جدول مدخل

صفحه - قاب حافظه : شماره داخل درحقیقی.

.سن: - بوده حافظه در صفحه مدت چهنوشتن :- در فرایند کپی یک از بیش که هنگامی

. باشند داشته اشتراک صفحه یک در.تغییر: - صفحه در.مراجعه : - صفحه به مراجعه دهنده نشان.اعتبار : - است اصلی حافظه داخل دراست؟ حفاظت : - مجاز نوشتن عمل آیا

Page 293: Operating Systems(Ayat)

293

حافظه مدیریت حافظه پارامترهای مدیریت ::پارامترهای

دیسک بلوک دیسک توصیفگر بلوک توصیفگر

مبادله : • دستگاه شماره شماره. صفحه منطقی

دستگاه : • بلوک بلوک شماره مکانصفحه.

حافظه • .نوع

Page 294: Operating Systems(Ayat)

294

حافظه مدیریت حافظه پارامترهای مدیریت ::پارامترهای

صفحه قاب های داده جدول صفحه مدخل قاب های داده جدول مدخل

.حالتصفحه- : ... است و آزاد قاب این آیاصفحه شمارشمراجع- : به که هایی فرآیند تعداد

. کند می مراجعهمنطقی- : .دستگاه صفحه از کپی یک

: بلوک- منطقی .شماره دستگاه در کپیصفحه- : قاب های داده گر مدخلهای اشاره به

آزاد های صفحه لیست در صفحه قاب دادهها جدولدرهم و

Page 295: Operating Systems(Ayat)

295

حافظه مدیریت حافظه پارامترهای مدیریت ::پارامترهای

: مبادله – استفاده جدول :مدخل مبادله – استفاده جدول مدخل

: جدول- های مدخل شماره شمارشمراجعصفحه.

شناسه- / : حافظه صفحه شمارشواحد. حافظه واحد روی بر صفحه

Page 296: Operating Systems(Ayat)

296

در حافظه در مدیریت حافظه وو UNIXUNIXمدیریتSOLARISSOLARIS::

•UNIX مدیریت طرح ، باشد می ماشین از مستقل. کند می فرق دیگر سیستم به سیستمی از حافظه

می • ارائه را مجازی حافظه بندی صفحه سیستمکند.

تخصیص :• مدیریت برای

. کند می استفاده هسته حافظه دهنده تخصیص از

Page 297: Operating Systems(Ayat)

297

در حافظه در مدیریت حافظه وو UNIXUNIXمدیریتSOLARISSOLARIS::

استفاده ) دهده ساختمان تعدادی از بندی صفحه سیستم). کند می

•. : فرآیند هر برای صفحه جدول

•. : فرآیند صفحه برای دیسک بلوک توصیفگر

• : را اصلی حافظه های قاب صفحه قاب های داده جدول. کند می توصیف

مبادله - • استفاده جدول

Page 298: Operating Systems(Ayat)

298

ر د حافظه ر مدیریت د حافظه windows windowsمدیریتNTNT::

را • بندی صفحه اجرای و حافظه تخصیص چگونگی. کند می کنترل

در • کاربر فرآیند آدرس NTهر بیتی 32فضایتا که بینید می را اجازه 4جداگانه را گیگابایتحافظه

. دهد می

یکاربران NTمستندات • برا را حافظه تخصیص ابن. داند می زیاد

Page 299: Operating Systems(Ayat)

299

بندی بندی صفحه ::NTNTصفحه. کند می تقسیم ثابت بااندازه هایی صفحه فضا،به این: میباشد زیر حالت سه از یکی در تواند می صفحه هر

.موجود:• باشد نشده مصرف هنوز ای صفحه

باشد .رزرو:• شده رزرو فرایند برای که صفحاتی

شده متعهد:• گذتشته کنار بندی صفحه برای که صفحاتیباشد.

دارای است شده استفاده که مقیم مجموعه مدیریت طرح. است مدیریت تخصیص خصوصیت

Page 300: Operating Systems(Ayat)

300

نهم نهم فصل فصل

پردازنده تک بندی زمان

Page 301: Operating Systems(Ayat)

301

زمانبندی زمانبندی انواع ::انواع

فرآیندها • ،تخصیص بندی زمان از هدفبه است زمان طول در ها پردازنده به

هدف به که ای سیستم گونه هایبرسد.

Page 302: Operating Systems(Ayat)

302

ها زمانبندی ها انواع زمانبندی انواع

• : مدت بلند در زمانبندی گیری تصمیم. اجرا برای فرایندها مجموعه به افزودن مورد

• : مدت میان در زمانبندی گیری تصمیم. فرایندها تعداد به افزودن مورد

• : مدت کوتاه برای کدامزمانبندی فرایندشود فرستاده .اجرا

• : خروجی / ورودی کدام زمانبندیکدام توسط فرایند خروجی و ورودی درخواست

. شود اجرا دستگاه

Page 303: Operating Systems(Ayat)

303

حالتهای وتغییر حالتهای زمانبندی وتغییر زمانبندی ::فرآیندفرآیند

زمانبندی زمانبندی

مدت مدت بلند کوتاه

زمانبندی زمانبندیمدت میان مدت کوتاه

زمانبدی مدت میان

جدیدجدید

آماده،معلقآماده،معلق آمادهآماده

مسدود،معلقمسدود،معلق مسدودمسدود

اجرااجرا خروجخروج

Page 304: Operating Systems(Ayat)

304

زمانبندی زمانبندی معیارهای ::معیارهایبه مربوط و کاربر دید از ها به معیار مربوط و کاربر دید از ها معیار

کارآمدی:کارآمدی: -: پاسخ حداکثر زمان و باشد کم زمان این باید

. ای محاوره کاربران سازی - : کل تا زمان فرآیند یک پذیرش بین فاصله

. . است ای دسته کارهای برای معیاری ان تکمیل.مهلت: آخرین- ها مهلت آخرین ارضاء

: کاربر دید از دیگر :معیارهای کاربر دید از دیگر معیارهایپیش - زمان بینی: قابلیت در باید کار یک

. ... شود انجام و یکسان

Page 305: Operating Systems(Ayat)

305

زمانبندی زمانبندی معیارهای ::معیارهای

به مربوط و سیستم دیدگاه از به معیارها مربوط و سیستم دیدگاه از معیارهاکارآمدی:کارآمدی:

عملیاتی - شده: توان تکمیل فرایندهای تعداد. زمان واحد در

پردازنده - از مشغول: استفاده زمان درصد. دهد می نشان را فرایند یک بودن

Page 306: Operating Systems(Ayat)

306

زمانبندی زمانبندی معیارهای ::معیارهای

: سیستم دید از دیگر های :معیار سیستم دید از دیگر های معیار

داشته هرعدالت: - منابع از ای عادالنه سهم فرایندباشد.

اولویت - باالتر تقدمها: اعمال زمان با .فرایندها

منابع - در مشغول: توازن را سیستم منابع بایدنگهدارد.

Page 307: Operating Systems(Ayat)

307

زمانبندی های زمانبندی سیاست های ::سیاست

: انتخاب :تابع انتخاب تابعمی انتخاب اجرا آماده های فرایند میان از را بعدی فرایند

کند.: است مهم زیر کمیت سه

w =به تا اجرا و انتظار برای سیستم در شده سپری زمانحال

e =حال به تا اجرا برای شده سپری زمان

s =شامل فرایند،که نیاز مورد زمان .eکل هست نیز

Page 308: Operating Systems(Ayat)

308

گیری تصمیم گیری حالت تصمیم ::حالت

را • آید می در اجرا به انتخاب تابع که زمانی: دارد . را زیر بندی گروه دو کند می مشخص

- : کردن قبضه یا بدون برود شدن تکمیل تابرای .I/Oخودش شود مسدود گرفتن

: کردن قبضه تواند با می کردن قبضه به تصمیم. ... شود ایجاد و ورود هنگام

Page 309: Operating Systems(Ayat)

309

ترتیب به خدمت ترتیب زمانبندی به خدمت زمانبندی:: FCFSFCFS ورودورود

؛ • الگوریتم ترین ساده

ملحق • آماده صف به شدن آماده با فرآیند هرماند باز اجرا از جاری فرایند وقتی شده

اجرا به آماده صف در صف در فرایند قدیمیترینگیرد می قرار

Page 310: Operating Systems(Ayat)

310

:: FCFSFCFS زمانبندیزمانبندی

انتخاب : • max[w]تابع

تصمیم • قبضه گیری : حالت بدونعملیاتی :• است توان نشده تاکیدپاسخ :• باشد زمان زیاد تواند میحداقل سربار:••: ها فرآیند روی بر کوتاه تاثیر فرایند به

زند می صدمهخیر گرسنگی :•

Page 311: Operating Systems(Ayat)

311

گردشی نوبت گردشی زمانبندی نوبت ::RRRR زمانبندی

ای • دوره زمانی فواصل در ساعت وقفه یکگردد می تولید

در • اجراست حال در که فاریندی وقفه بروز بابعدی آماده کار و گیرد می قرار آماده صف

شود FCFSبراساس می انتخاب

Page 312: Operating Systems(Ayat)

312

::RRRR زمانبندیزمانبندی

•: انتخاب ثابت تابع•: گیری تصمیم کردن حالت قبضه با•: عملیاتی کم توان باشد کوچک خیلی زمانی برهه اگرپاسخ • خوب : زمان بسیار زمان کوتاه های فرایند برایکم سربار:••: ها فرآیند روی بر عادالنه تاثیر عملکردخیر گرسنگی:•

مشخصی مقدار پردازش هر ،به انحصاری می cpuغیرکوانتوم. به آن از استفاده زمان بهتر عبارت به دهند

. شود می تقسیم هایی

Page 313: Operating Systems(Ayat)

313

فرایند ترین کوتاه فرایند زمانبندی ترین کوتاه زمانبندیSPNSPN ::

هایی • فرایند کردن قبضه بدون سیاست این درمی اجرا اول دارند کوتاهی پاسخ زمان که

طوالنی. کارهای روی از کوتاه فرآیند و شوند. میگیرد قرار صف ابتدای در و گذرد می

انجام • هیچگاه بزرگ فرایندهای دارد امکاننشود.

Page 314: Operating Systems(Ayat)

314

:: SPNSPNزمانبندیزمانبندی

•: انتخاب min[s]تابع•: گیری تصمیم کردن حالت قبضه بدون•: عملیاتی زیاد توان•: پاسخ خوب زمان کوتاه های فرایند برایباشد سربار:• زیاد تواند می•: ها فرآیند روی بر طوالنی تاثیر های فرایند به

زده صدمهدارد گرسنگی:• امکان

می اجرا اول دارند کوتاهی پاسخ زمان که هایی فرایندشوند.

Page 315: Operating Systems(Ayat)

315

زمان ترین کوتاه زمان زمانبندی ترین کوتاه زمانبندی:: SRTSRT باقیماندهباقیمانده

مانده • باقی کمترین که شود می اجرا فرایندی. باشد داشته را پاسخ زمان

شود • می وارد آماده صف به فرایندی وقتیبه نسبت کمتری باقیماده زمان دارد امکانعمل با که باشد داشته اجرا حال در فرایند

. آید می در اجرا به فرایند آن کردن قبضه

Page 316: Operating Systems(Ayat)

316

::SRTSRT زمانبندیزمانبندی

•: انتخاب min[s-e]تابع•: گیری تصمیم کردن حالت قبض با•: عملیاتی زیاد توان•: پاسخ خوب زمانباشد سربار:• زیاد تواند می•: ها فرآیند روی بر صدمه تاثیر طوالنی های فرایند به

زدهدارد گرسنگی:• امکان

را پاسخ زمان مانده باقی کمتری که شود می اجرا فرایندی. باشد داشته

Page 317: Operating Systems(Ayat)

317

پاسخ نسبت باالترین پاسخ زمانبندی نسبت باالترین زمانبندیHRRNHRRN ::

اولویت • تر کوتاه وکارهای بوده داینامیک اولویت. شوند می اجرا زودتر و داشته بیشتر

پاسخ : • باالترین تشخیص )max)w+s/sفرمول

• W =پردازنده برای انتظار زمان

•S = انتظار مورد خدمت زمان

Page 318: Operating Systems(Ayat)

318

:: HRRNHRRNزمانبندیزمانبندی

•: انتخاب )max)w+s/sتابع•: گیری تصمیم کردن حالت قبضه بدون•: عملیاتی زیاد توان•: پاسخ خوب زمانباشد سربار:• زیاد تواند می•: ها فرآیند روی بر مناسب تاثیر توازنخیر گرسنگی:•

بیشتر اولویت تر کوتاه وکارهای بوده داینامیک اولویت. شوند می اجرا زودتر و داشته

Page 319: Operating Systems(Ayat)

319

بک فید بک زمانبندی فید ::FBFB زمانبندی

فرایندها نسبی طول از ای نشانه هیچ ااگرروشهای از یک هیچ باشیم نداشته متفاوت

HRRN ; SRT ; SPN . برد بکار توان نمی را: دیگر راه

طوالنی زمان که کارهایی کردن جریمه طریق ازاند آمده در اجرا به تری

Page 320: Operating Systems(Ayat)

320

::FBFB زمانبندیزمانبندی

•: انتخاب ------------ تابع•: گیری تصمیم کردن حالت قبضه با•: عملیاتی است توان نشده تاکید•: پاسخ است زمان نشده تاکیدباشد سربار:• زیاد تواند می•: ها فرآیند روی بر در تاثیر های فرایند نفع به

I/Oتنگنای دارد گرسنگی:• امکان

تری طوالنی زمان که کارهایی کردن جریمه طریق از. دارند اجرا برای

Page 321: Operating Systems(Ayat)

321

سنتی سنتی زمانبندی ::UNIXUNIXزمانبندی

و • زمانی اشتراک محیط برای سیستم این. است شده گرفته نظر در ای محاوره

•. شوند نمی گرسنگی دچار اولویتها کم• . بت ن زمانبندی از و سطحی چند فیدبک از

اولویت صفهای از یک هر برای گردشییک کردن قبضه سیستم این کندو می استفاده

. برد می کار به را ثانیه

Page 322: Operating Systems(Ayat)

322

سنتی سنتی زمانبندی ::UNIXUNIXزمانبندی

زیر ترتیب به ها گروه اولویت از نزولی ترتیب یک دراست:

. کننده- مبادلهدستگاه- .I/Oکنترل بلوکی

. پرونده- دستگاهدستگاه - .I/Oکنترل ای نویسه-. کاربر های فرایند

می فراهم را خروجی و ورودی ار استفاده موثرترینکند.