ایجاد، خاتمه و مدیریت وضعیت فرآیندها
مدیریت فرآیندها یکی از وظایف اصلی سیستمعامل است که شامل ایجاد، زمانبندی، اجرا، تعلیق، از سرگیری و خاتمه فرآیندها میشود. سیستمعامل باید منابع سیستم را به طور کارآمد بین فرآیندها به اشتراک بگذارد و در عین حال از تداخل و ناسازگاری بین آنها جلوگیری کند.
ایجاد فرآیند (Process Creation)
فرآیندها میتوانند به روشهای مختلفی ایجاد شوند، از جمله:
- ایجاد توسط سیستمعامل: در زمان راهاندازی سیستم، تعدادی فرآیند سیستمی توسط سیستمعامل ایجاد میشوند.
- ایجاد توسط فرآیند والد: یک فرآیند میتواند فرآیندهای جدیدی را ایجاد کند که به عنوان فرآیندهای فرزند شناخته میشوند.
- درخواست کاربر: کاربر میتواند با اجرای یک برنامه، فرآیند جدیدی را ایجاد کند.
در اکثر سیستمعاملها، فرآیندها به صورت سلسله مراتبی سازماندهی میشوند، به طوری که هر فرآیند یک فرآیند والد دارد (به جز فرآیند اولیه سیستم).
خاتمه فرآیند (Process Termination)
فرآیندها میتوانند به دلایل مختلفی خاتمه یابند، از جمله:
- اتمام عادی: فرآیند پس از اتمام اجرای خود، به طور عادی خاتمه مییابد.
- وقوع خطا: در صورت وقوع خطایی مانند خطای تقسیم بر صفر، فرآیند خاتمه مییابد.
- درخواست کاربر: کاربر میتواند با ارسال سیگنال خاتمه به فرآیند، آن را خاتمه دهد.
- خاتمه توسط فرآیند والد: فرآیند والد میتواند فرآیند فرزند خود را خاتمه دهد.
مدیریت وضعیت فرآیند (Process State Management)
سیستمعامل وضعیت هر فرآیند را در طول زمان ردیابی میکند. وضعیت فرآیند نشاندهنده فعالیتی است که فرآیند در حال حاضر انجام میدهد یا میتواند انجام دهد. وضعیتهای معمول فرآیند عبارتند از:
- جدید (New): فرآیند در حال ایجاد است.
- آماده (Ready): فرآیند آماده اجرا است و منتظر تخصیص پردازنده است.
- در حال اجرا (Running): فرآیند در حال حاضر توسط پردازنده اجرا میشود.
- مسدود شده (Blocked): فرآیند منتظر یک رویداد خارجی مانند تکمیل عملیات ورودی/خروجی است.
- خاتمه یافته (Terminated): فرآیند اجرای خود را به پایان رسانده است.
مثال کاربردی:
فرض کنید میخواهید یک فایل متنی را با استفاده از یک ویرایشگر متن باز کنید. در این صورت:
- با کلیک بر روی آیکون ویرایشگر متن، یک فرآیند جدید ایجاد میشود.
- فرآیند ویرایشگر متن درخواستی برای خواندن فایل متنی از دیسک ارسال میکند.
- فرآیند ویرایشگر متن به حالت مسدود شده میرود تا زمانی که دادهها از دیسک خوانده شوند.
- پس از خواندن دادهها، فرآیند ویرایشگر متن به حالت آماده میرود.
- سیستمعامل فرآیند ویرایشگر متن را برای اجرا انتخاب میکند و آن را به حالت در حال اجرا میبرد.
- فرآیند ویرایشگر متن محتوای فایل متنی را در صفحه نمایش میدهد.
- پس از اتمام ویرایش فایل، فرآیند ویرایشگر متن به طور عادی خاتمه مییابد.
نکات کلیدی:
- ایجاد، خاتمه و مدیریت وضعیت فرآیندها از وظایف اصلی سیستمعامل هستند.
- فرآیندها میتوانند توسط سیستمعامل، فرآیندهای دیگر یا کاربران ایجاد شوند.
- فرآیندها میتوانند به دلایل مختلفی مانند اتمام عادی، وقوع خطا، یا درخواست کاربر خاتمه یابند.
- سیستمعامل وضعیت هر فرآیند را در طول زمان ردیابی میکند و منابع سیستم را بر اساس آن تخصیص میدهد.
اهداف یادگیری:
- درک مفاهیم ایجاد، خاتمه و مدیریت وضعیت فرآیندها
- آشنایی با روشهای مختلف ایجاد و خاتمه فرآیندها
- درک وضعیتهای مختلف فرآیند و انتقال بین آنها
- توانایی تحلیل سناریوهای مختلف مربوط به مدیریت فرآیندها
نکات کاربردی و مشاورهای:
- برای درک عمیقتر مفاهیم، به منابع معتبر مانند کتابهای سیستمعامل و مقالات علمی مراجعه کنید.
- با بررسی و مقایسه سیستمعاملهای مختلف، درک بهتری از نحوه مدیریت فرآیندها به دست آورید.
- برای آمادگی برای آزمونها، به سوالات تستی و تشریحی مرتبط با مبحث مدیریت فرآیندها پاسخ دهید.
منابع:
- Process (computing) - Wikipedia
- کتاب سیستم عامل، ویرایش نهم، ویلیام استالینگز