خلاصه ای از نکات سیستم های عامل از فصل پنجم کتاب اصول طراحی سیستم های عامل اثر عین الله جعفر نژاد قمی

1. ‫عامل‬ ‫های‬ ‫سیستم‬
‫کتاب‬ ‫پنجم‬ ‫فصل‬ ‫خالصه‬:‫فرآیند‬ ‫بندی‬‫زمان‬
‫کتاب‬ ‫نویسنده‬:‫قمی‬ ‫جعفرنژاد‬ ‫هللا‬ ‫عین‬
‫ارائه‬:‫خاکسار‬ ‫مادح‬ ‫شایان‬
‫چمران‬ ‫شهید‬ ‫دانشگاه‬
‫کامپیوتر‬ ‫مهندسی‬–‫افزار‬ ‫نرم‬

2. ‫کردن‬ ‫قبضه‬ ‫بدون‬ ‫بندی‬‫زمان‬
‫وقتی‬‫فرآیندی‬‫پردازنده‬‫را‬‫در‬‫اختیار‬،‫گرفت‬‫آنقدر‬‫پردازنده‬‫را‬‫نگه‬‫دارد‬‫می‬‫تا‬‫اینکه‬‫خاتمه‬‫یابد‬‫ت‬‫ا‬‫به‬‫حالت‬
‫انتظار‬‫رود‬.
‫چون‬‫سیستم‬‫عامل‬‫تواند‬‫نمی‬‫ها‬‫وقفه‬‫را‬‫نادیده‬،‫بگیرد‬‫هنگام‬‫ورود‬‫به‬‫ها‬‫آن‬‫وقفه‬‫را‬‫غیرفعال‬‫و‬‫هنگام‬‫خ‬‫روج‬
‫وقفه‬‫را‬‫فعال‬‫کنیم‬‫می‬‫تا‬‫در‬‫حین‬‫انجام‬‫کار‬‫مهم‬‫وقفه‬‫صورت‬‫نگیرد‬.

3. ‫کننده‬ ‫توزیع‬:
‫مدت‬ ‫کوتاه‬ ‫زمانبند‬ ‫با‬(‫پردازنده‬ ‫زمانبند‬)‫کد‬ ‫دهدد‬‫می‬ ‫فرآیندی‬ ‫به‬ ‫را‬ ‫کنترل‬ ‫که‬ ‫است‬ ‫ای‬‫پیمانه‬ ‫استو‬ ‫همکار‬‫بندد‬‫زمان‬ ‫ه‬
‫است‬ ‫کرده‬ ‫انتخاب‬ ‫را‬ ‫آن‬ ‫مدت‬ ‫کوتاه‬.
.1‫متن‬ ‫تعویض‬
.2‫کاربر‬ ‫حالت‬ ‫به‬ ‫تغییر‬‫ز‬‫گویند‬ ‫توزیع‬ ‫تاخیر‬ ‫را‬ ‫ها‬‫عملیات‬ ‫این‬ ‫مان‬
.3‫برنامه‬ ‫مجدد‬ ‫آغاز‬ ‫و‬ ‫کاربر‬ ‫برنامه‬ ‫در‬ ‫مناسبی‬ ‫محل‬ ‫به‬ ‫پرش‬

4. ‫بندی‬‫زمان‬ ‫های‬‫الگوریتم‬ ‫بهترین‬ ‫معیارهای‬
•‫پردازنده‬ ‫وری‬‫بهره‬:‫است‬ ‫صد‬ ‫تا‬ ‫صفر‬ ‫از‬.‫است‬ ‫پردازنده‬ ‫مشغولیت‬ ‫میزان‬.
•‫عملیاتی‬ ‫توان‬(‫گذردهی‬: )‫شوند‬‫می‬ ‫کامل‬ ‫زمان‬ ‫واحد‬ ‫در‬ ‫که‬ ‫فرآیندهایی‬ ‫تعداد‬.
•‫برگشت‬ ‫زمان‬(‫کل‬ ‫زمان‬: )‫آن‬ ‫اجرای‬ ‫شدن‬ ‫کامل‬ ‫زمان‬ ‫تا‬ ‫فرآیند‬ ‫تحویل‬ ‫زمان‬ ‫ار‬ ‫زمانی‬ ‫فاصله‬
•‫انتظار‬ ‫زمان‬:‫ماند‬‫می‬ ‫انتظار‬ ‫صف‬ ‫در‬ ‫فرآیند‬ ‫که‬ ‫زمانی‬ ‫مدت‬
•‫پاسخ‬ ‫زمان‬:‫پاسخ‬ ‫اولین‬ ‫زمان‬ ‫تا‬ ‫تحویل‬ ‫زمان‬

5. ‌‫‌بندی‌ترتیب‌ورود‬‫ن‬‫زما‬(FCFS)
‫صف‬ ‫یک‬ ‫با‬FIFO‫شود‬‫می‬ ‫انجام‬.
‫شود‬‫می‬ ‫وارد‬ ‫یکی‬ ‫وقتی‬PCB‫گیرد‬‫می‬ ‫قرار‬ ‫صف‬ ‫انتهای‬ ‫در‬ ‫آن‬.
‫است‬ ‫کردن‬ ‫قبضه‬ ‫بدون‬ ‫بندی‬‫زمان‬ ‫این‬.
‫است‬ ‫متغیر‬ ‫ورود‬ ‫ترتیب‬ ‫به‬ ‫نسبت‬ ‫انتظار‬ ‫زمان‬.

6. ‫اسکورت‬ ‫اثر‬
•‫در‬ ‫وقتی‬FCFS‫کند‬ ‫رها‬ ‫را‬ ‫پردازنده‬ ‫بزرگ‬ ‫فرآیند‬ ‫یک‬ ‫تا‬ ‫منتظرند‬ ‫فرآیندها‬ ‫همه‬.

7. ‫کار‬ ‫ترین‬‫کوتاه‬ ‫ترتیب‬ ‫به‬ ‫بندی‬‫زمان‬(SJF)
‫باشد‬ ‫داشته‬ ‫کمتری‬ ‫انفجار‬ ‫زمان‬ ‫که‬ ‫یابد‬‫می‬ ‫اختصاص‬ ‫فرآیندی‬ ‫به‬ ‫پردازنده‬.‫ف‬ ‫دو‬ ‫انفجار‬ ‫زمان‬ ‫اگر‬‫یکی‬ ‫رآیند‬
‫از‬ ‫بود‬FCFS‫شود‬‫می‬ ‫استفاده‬.
(‫است‬ ‫کمینه‬ ‫انتظار‬ ‫زمان‬ ‫میانگین‬)

8. ‫کار‬ ‫ترین‬‫کوتاه‬ ‫ترتیب‬ ‫به‬ ‫بندی‬‫زمان‬(SJF)
‫میگیرد‬ ‫صورت‬ ‫طریق‬ ‫دو‬ ‫از‬ ‫انفجار‬ ‫زمان‬ ‫تعیین‬:
•‫بینی‬‫پیش‬
•‫سابقه‬
FCFS‫در‬SJF‫دارد‬ ‫حالت‬ ‫دو‬:
•‫کردن‬ ‫قبضه‬ ‫با‬:‫میگیرد‬ ‫سرویس‬ ‫شود‬ ‫وارد‬ ‫تر‬‫کوتاه‬ ‫فرآیند‬ ‫اگر‬
•‫کردن‬ ‫قبضه‬ ‫بدون‬

9. ‫اولویت‬ ‫با‬ ‫بندی‬‫زمان‬
•‫یابد‬‫می‬ ‫اختصاص‬ ‫اولویت‬ ‫باالترین‬ ‫به‬ ‫پردازنده‬ ‫و‬ ‫شود‬‫می‬ ‫داده‬ ‫نسبت‬ ‫اولویت‬ ‫یک‬ ‫فرآیند‬ ‫هر‬ ‫به‬.
‫اولویت‬ ‫تعریف‬:
•‫داخلی‬:‫حافظه‬ ‫نیازمندی‬–‫باز‬ ‫های‬‫فایل‬ ‫تعداد‬–‫زمان‬ ‫حدود‬-..
•‫خارجی‬:‫فرآیند‬ ‫اهمیت‬–‫است‬ ‫شده‬ ‫استفاده‬ ‫که‬ ‫ای‬‫هزینه‬ ‫میزان‬ ‫و‬ ‫نوع‬-..

10. ‫سالخوردگی‬ ‫تکنیک‬
•‫افزایش‬ ‫تدریج‬ ‫به‬ ‫است‬ ‫مانده‬ ‫منتظر‬ ‫سیستم‬ ‫در‬ ‫زیادی‬ ‫مدت‬ ‫به‬ ‫که‬ ‫فرآیندی‬ ‫اولویت‬‫یابد‬‫می‬

11. ‫گردشی‬ ‫نوبت‬ ‫بندی‬‫زمان‬-Round Robin
•‫شبیه‬FCFS‫است‬ ‫کردن‬ ‫قبضه‬ ‫با‬ ‫که‬ ‫تفاوت‬ ‫این‬ ‫با‬ ،.
•‫مدت‬ ‫به‬ ‫را‬ ‫پردازنده‬ ‫و‬ ‫چرخشی‬ ‫صفحه‬ ‫یک‬ ‫صورت‬ ‫به‬ ‫را‬ ‫صف‬ ‫و‬ ‫گیریم‬‫می‬ ‫نظر‬ ‫در‬ ‫زمانی‬ ‫کوانتم‬ ‫یک‬
‫دهیم‬‫می‬ ‫فرآیند‬ ‫هر‬ ‫به‬ ‫کوانتوم‬ ‫یک‬.
•‫داشت‬ ‫کار‬ ‫کوانتوم‬ ‫یک‬ ‫از‬ ‫بیش‬ ‫فرآیندی‬ ‫اگر‬CPU‫رود‬‫می‬ ‫صف‬ ‫آخر‬ ‫به‬ ‫و‬ ‫شود‬‫می‬ ‫گرفته‬ ‫او‬ ‫از‬.

12. ‫گردشی‬ ‫نوبت‬ ‫بندی‬‫زمان‬-Round Robin
•‫است‬ ‫زیاد‬ ‫اغلب‬ ‫انتظار‬ ‫زمان‬ ‫میانگین‬
•‫کنی‬ ‫بزرگتر‬ ‫را‬‫آن‬ ‫هرچه‬ ‫اما‬ ،‫باشد‬ ‫بزرگ‬ ‫زمانی‬ ‫کوانتوم‬ ‫خواهیم‬‫می‬ ‫تعویض‬ ‫تعداد‬ ‫با‬ ‫مقابله‬ ‫برای‬‫به‬ ‫م‬
‫سمت‬FCFS‫رویم‬‫می‬ ‫شدن‬.

13. ‫سطحی‬ ‫چند‬ ‫صف‬ ‫بندی‬‫زمان‬
‫فرآیند‬ ‫متداول‬ ‫بندی‬ ‫تقسیم‬:
•‫ای‬‫محاوره‬
•‫ای‬‫دسته‬
‫ای‬‫جداگانه‬ ‫های‬‫الگوریتم‬ ‫توانند‬‫می‬ ‫که‬ ‫بریم‬‫می‬ ‫ای‬‫جداگانه‬ ‫های‬‫صف‬ ‫به‬ ‫را‬ ‫ها‬‫آن‬ ‫فرآیندها‬ ‫تقسیم‬ ‫از‬ ‫پس‬‫داشته‬
‫باشند‬.

14. ‫‌بندی‌صف‌چندسطحی‬‫ن‬‫زما‬
•‫مثال‬ ،‫کنیم‬ ‫بندی‬‫زمان‬ ‫توانیم‬‫می‬ ‫نیز‬ ‫ها‬‫صف‬ ‫بین‬:‫او‬ ‫زمینه‬‫پس‬ ‫صف‬ ‫به‬ ‫نسبت‬ ‫زمینه‬‫پیش‬ ‫صف‬‫دارد‬ ‫لویت‬
•‫باشد‬ ‫خالی‬ ‫باالتر‬ ‫اولویت‬ ‫با‬ ‫آنکهصف‬ ‫مگر‬ ‫شود‬‫نمی‬ ‫اجرا‬ ‫کمتر‬ ‫اولویت‬ ‫با‬ ‫صف‬ ‫در‬ ‫فرآیندی‬ ‫هیج‬.
•‫الگوریتم‬ ‫به‬ ‫توجه‬ ‫با‬ ‫توانیم‬‫می‬RR‫بدهیم‬ ‫صف‬ ‫هر‬ ‫به‬ ‫خاصی‬ ‫مدت‬ ‫برای‬ ‫را‬ ‫پردازنده‬.

15. ‫دار‬ ‫فیدبک‬ ‫سطحی‬ ‫چند‬ ‫صف‬ ‫بندی‬‫زمان‬(‫بازخوردی‬)
•‫شود‬ ‫جابجا‬ ‫مختلف‬ ‫های‬‫صف‬ ‫بین‬ ‫فرآیندها‬ ‫دهد‬‫می‬ ‫اجازه‬ ‫اما‬ ‫است‬ ‫معمولی‬ ‫سطحی‬ ‫چند‬ ‫صف‬ ‫مانند‬.
•‫مثال‬:‫ب‬‫می‬ ‫تر‬‫پایین‬ ‫صف‬ ‫به‬ ‫اولویت‬ ‫به‬ ‫توجه‬ ‫با‬ ‫را‬ ‫ها‬‫آن‬ ‫و‬ ‫کنیم‬‫می‬ ‫تعیین‬ ‫اولویت‬ ‫فرآیندها‬ ‫برای‬‫ریم‬.‫برای‬
‫آوریم‬‫می‬ ‫باالتر‬ ‫صف‬ ‫به‬ ‫را‬ ‫ها‬‫آن‬ ‫نیز‬ ‫قحطی‬ ‫حل‬

16. ‫دار‬ ‫فیدبک‬ ‫سطحی‬ ‫چند‬ ‫صف‬ ‫بندی‬‫زمان‬(‫بازخوردی‬)
•‫ها‬‫تعدادصف‬
•‫صف‬ ‫هر‬ ‫بندی‬‫زمان‬ ‫الگوریتم‬
•‫رود‬‫می‬ ‫بیشتر‬ ‫اولویت‬ ‫با‬ ‫صفی‬ ‫به‬ ‫فرآیند‬ ‫یک‬ ‫هنگامی‬ ‫چه‬ ‫کند‬‫می‬ ‫تعیین‬ ‫که‬ ‫روشی‬
•‫رود‬‫می‬ ‫کمتر‬ ‫اولویت‬ ‫با‬ ‫صفی‬ ‫به‬ ‫فرآیند‬ ‫یک‬ ‫هنگامی‬ ‫چه‬ ‫کند‬‫می‬ ‫تعیین‬ ‫که‬ ‫روشی‬
•‫رود‬‫می‬ ‫صف‬ ‫کدام‬ ‫به‬ ‫ورود‬ ‫هنگام‬ ‫در‬ ‫فرآیند‬ ‫کند‬‫می‬ ‫تعیین‬ ‫که‬ ‫روشی‬

17. ‫ای‬‫پردازنده‬ ‫چند‬ ‫بندی‬‫زمان‬
•‫نامتقارن‬:‫گیرد‬‫می‬ ‫را‬ ‫نتیجه‬ ‫و‬ ‫کند‬‫می‬ ‫پخش‬ ‫را‬ ‫فرآیند‬ ‫بقیه‬ ‫بین‬ ‫و‬ ‫رییس‬ ‫یکی‬
•‫متقارن‬:‫باشد‬‫داشته‬ ‫ای‬‫جداگانه‬ ‫صف‬ ‫حتی‬ ‫و‬ ‫کند‬ ‫بندی‬‫زمان‬ ‫را‬ ‫خود‬ ‫تواند‬‫می‬ ‫پردازنده‬ ‫هر‬.‫صف‬ ‫یک‬ ‫یا‬
‫باشیم‬‫داشته‬ ‫مشترک‬ ‫آماده‬.

18. ‫پردازنده‬ ‫به‬ ‫وابستگی‬
‫در‬ ‫پنهان‬ ‫حافظه‬ ‫معتبرسازی‬ ‫و‬ ‫بودن‬ ‫نامعتبر‬ ‫خاطر‬ ‫به‬ ‫دیگر‬ ‫پردازنده‬ ‫به‬ ‫فرآیند‬ ‫انتقال‬ ‫عدم‬‫صف‬
‫دوم‬ ‫و‬ ‫اول‬
.1‫افزاری‬‫نرم‬ ‫وابستگی‬:‫دهد‬‫نمی‬ ‫انجام‬ ‫را‬ ‫انتقال‬ ‫شود‬‫می‬ ‫که‬ ‫آنجا‬ ‫تا‬ ‫عامل‬ ‫سیستم‬.
.2‫افزاری‬ ‫سخت‬ ‫وابستگی‬:‫شود‬ ‫منتقل‬ ‫فرآیند‬ ‫گذارد‬‫نمی‬ ‫اصال‬ ‫عامل‬ ‫سیستم‬.

19. ‫بار‬ ‫توازن‬
•‫های‬‫سیستم‬ ‫در‬ ‫کاری‬ ‫بار‬ ‫کند‬‫می‬ ‫سعی‬SMP‫شود‬ ‫منتقل‬ ‫ها‬‫پردازنده‬ ‫بین‬.
•‫در‬ ‫که‬ ‫است‬ ‫مهم‬ ‫زمانی‬ ‫فقط‬SMP‫در‬CPU‫دارد‬ ‫جدا‬ ‫آماده‬ ‫صف‬ ‫یک‬.

20. ‫‌درنگ‬‫ی‬‫‌های‌ب‬‫م‬‫سیست‬
• ‫افزاری‬ ‫نرم‬:‫کند‬‫نمی‬ ‫تضمین‬ ‫حیاتی‬ ‫فرآیند‬ ‫برای‬ ‫را‬ ‫حیاتی‬ ‫بندی‬‫زمان‬.‫ک‬‫می‬ ‫تضمین‬ ‫تنها‬‫ند‬
‫باشد‬ ‫داشته‬ ‫اولویت‬ ‫غیرحیاتی‬ ‫های‬‫فعالیت‬ ‫به‬ ‫نسبت‬.
• ‫افزاری‬ ‫سخت‬:‫بگیرد‬ ‫سرویس‬ ‫حتما‬ ‫شده‬ ‫تعیین‬ ‫مهلت‬ ‫در‬ ‫باید‬ ‫فرآیند‬ ‫هر‬.
‫ست‬‫دهی‬ ‫سرویس‬ ‫عدم‬ ‫معادل‬ ‫بگیرد‬ ‫سرویس‬ ‫مهلت‬ ‫از‬ ‫بعد‬ ‫اگر‬.

21. ‫رویداد‬ ‫تاخیر‬
‫است‬ ‫گرفتن‬ ‫سرویس‬ ‫و‬ ‫وقوع‬ ‫بین‬ ‫زمان‬ ‫مدت‬
•‫وقفه‬ ‫تاخیر‬
•‫توزیع‬ ‫تاخیر‬