سیستم‌عامل یا سامانه عامل (Operating System) بدون شک مهمترين نرم افزار در کامپيوتر است. سیستم عامل اولین نرم افزاری است که پس از روشن کردن کامپیوتر مشاهده می شود، و همچنین آخرین نرم افزاری خواهد بود که قبل از خاموش کردن کامپیوتر مشاهده می شود. سرفصل هایی که در این آموزش به آن پرداخته شده است: درس یکم: مفاهیم اولیه درس دوم: فرایند –نخ درس سوم: زمان بندی پردازنده درس چهارم: بن بست ... برای توضیحات بیشتر و تهیه این آموزش لطفا به لینک زیر مراجعه بفرمائید: http://faradars.org/courses/fvsft103

1. ‫های‬ ‫سیستم‬ ‫آموزش‬‫عامل‬
faradars.org/fvsft103
‫مدرس‬:
‫شیرافکن‬ ‫فرشید‬
‫تهران‬ ‫دانشگاه‬ ‫دکتری‬ ‫دانشجوی‬
(‫ارشد‬ ‫کارشناسی‬ ‫و‬ ‫کارشناسی‬:‫افزار‬ ‫نرم‬ ‫کامپیوتر‬( )‫دکتری‬:‫انفورماتیک‬ ‫بیو‬)
‫عامل‬ ‫های‬ ‫سیستم‬
1
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

2. ‫های‬ ‫سیستم‬ ‫آموزش‬‫عامل‬
faradars.org/fvsft103
2
‫فصل‬‫دوم‬
‫فرآیند‬(Process)
‫نخ‬(Thread)
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

3. ‫های‬ ‫سیستم‬ ‫آموزش‬‫عامل‬
faradars.org/fvsft103
‫فرایند‬
‫فرایند‬:‫برنامه‬ ‫به‬‫اجرا‬ ‫حال‬ ‫در‬‫گویند‬ ‫می‬.
‫فرایندها‬:
1-‫به‬ ‫محدود‬CPU(CPU Limited)
‫محاسبات‬ ‫صرف‬ ‫کامپیوتر‬ ‫زمان‬ ‫بیشتر‬CPU‫شود‬‫می‬.
2-‫ورودی‬ ‫به‬ ‫محدود‬/‫خروجی‬(LimitedI/O)
‫شود‬‫می‬ ‫اطالعات‬ ‫خروج‬ ‫و‬ ‫ها‬‫داده‬ ‫ورود‬ ‫صرف‬ ‫کامپیوتر‬ ‫زمان‬ ‫بیشتر‬.
3
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

4. ‫های‬ ‫سیستم‬ ‫آموزش‬‫عامل‬
faradars.org/fvsft103
‫فرایند‬ ‫کنترل‬ ‫بلوك‬(PCB)
Process Control block
‫سیستم‬ ‫در‬ ‫فرایند‬ ‫کردن‬ ‫مشخص‬ ‫برای‬ ‫ساختاری‬.
‫فرایند‬ ‫یک‬ ‫مورد‬ ‫در‬ ‫عامل‬ ‫سیستم‬ ‫نیاز‬ ‫مورد‬ ‫اطالعات‬ ‫تمام‬ ‫شامل‬.
4
1-‫فرایند‬ ‫حالت‬:‫باشد‬ ‫غیره‬ ‫و‬ ‫انتظار‬ ،‫اجرا‬ ،‫آماده‬ ،‫جدید‬ ‫حاالت‬ ‫از‬ ‫یکی‬ ‫در‬ ‫تواند‬ ‫می‬ ‫فرایند‬ ‫یک‬.
2-‫برنامه‬ ‫شمارنده‬(pc):‫شود‬ ‫اجرا‬ ‫باید‬ ‫که‬ ‫بعدی‬ ‫دستور‬ ‫آدرس‬ ‫شامل‬.
3-‫زمانبندی‬ ‫اطالعات‬CPU:‫زمانبندی‬ ‫صف‬ ‫به‬ ‫گر‬ ‫اشاره‬ ‫و‬ ‫فرایند‬ ‫اولویت‬ ‫شامل‬.
4-‫حافظه‬ ‫مدیریت‬ ‫اطالعات‬:‫قطعه‬ ‫یا‬ ‫صفحه‬ ‫جدولهای‬ ،‫حد‬ ‫و‬ ‫پایه‬ ‫ثباتهای‬ ‫مقدار‬ ‫شامل‬.
5-‫حسابرسی‬ ‫اطالعات‬:‫فرایند‬ ‫شماره‬ ،‫زمانی‬ ‫های‬ ‫محدودیت‬ ،‫پردازنده‬ ‫از‬ ‫استفاده‬ ‫میزان‬.
6-‫وضعیت‬ ‫اطالعات‬I/O:‫دستگاههای‬ ‫لیست‬ ‫شامل‬I/O‫فرایند‬ ‫به‬ ‫شده‬ ‫داده‬ ‫تخصیص‬
7-‫ثباتهای‬CPU
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

5. ‫های‬ ‫سیستم‬ ‫آموزش‬‫عامل‬
faradars.org/fvsft103
‫فرایند‬ ‫حاالت‬
1-‫آماده‬: (READY)‫باشد‬ ‫آماده‬ ‫اجرا‬ ‫برای‬ ،‫شود‬ ‫داده‬ ‫فرصت‬ ‫آن‬ ‫به‬ ‫وقتی‬ ‫که‬ ‫فرایندی‬.
2-‫اجرا‬(Running):‫باشد‬ ‫می‬ ‫اجرا‬ ‫حال‬ ‫در‬ ‫اکنون‬ ‫هم‬ ‫که‬ ‫فرایندی‬.
3-‫مسدود‬(Blocked)‫انتظار‬ ‫یا‬:‫شود‬ ‫اجرا‬ ‫تواند‬‫نمی‬ ‫ای‬‫حادثه‬ ‫بروز‬ ‫تا‬ ‫که‬ ‫فرایندی‬.
4-‫جدید‬: (New)‫عامل‬ ‫سیستم‬ ‫اجرای‬ ‫قابل‬ ‫فرایندهای‬ ‫جزء‬ ‫هنوز‬ ‫اما‬ ،‫است‬ ‫شده‬ ‫گرفته‬ ‫اکنون‬ ‫هم‬ ‫که‬ ‫فرایندی‬
‫باشد‬ ‫نشده‬ ‫پذیرفته‬.
5-‫خروج‬: (Terminated)‫مجموعه‬ ‫از‬ ‫و‬ ‫شده‬ ‫قطع‬ ‫آن‬ ‫اجرای‬ ‫یا‬ ‫و‬ ‫است‬ ‫یافته‬ ‫پایان‬ ‫آن‬ ‫اجرای‬ ‫که‬ ‫فرایندی‬
‫است‬ ‫شده‬ ‫خارج‬ ‫عامل‬ ‫سیستم‬ ‫اجرای‬ ‫قابل‬ ‫فرایندهای‬.
5
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

6. ‫های‬ ‫سیستم‬ ‫آموزش‬‫عامل‬
faradars.org/fvsft103
‫حالت‬ ‫پنج‬ ‫فرایند‬ ‫مدل‬‫ه‬
6
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

7. ‫های‬ ‫سیستم‬ ‫آموزش‬‫عامل‬
faradars.org/fvsft103
‫وجود‬‫وضعیت‬‫مسدود‬‫باعث‬‫افزایش‬‫بهره‬‫وری‬‫پردازنده‬‫می‬‫شود‬.
‫چون‬‫وقتی‬‫فرایند‬‫در‬‫حال‬‫اجرا‬‫نیاز‬‫به‬I/O‫پیدا‬‫می‬،‫کند‬‫به‬‫حالت‬Blocking‫منتقل‬‫شده‬‫و‬‫فرایند‬‫آماده‬‫دیگری‬‫به‬‫قسمت‬
‫اجرا‬‫منتقل‬‫می‬،‫شود‬‫تا‬‫در‬‫حد‬‫امکان‬CPU‫بیکار‬‫نماند‬.
‫وجود‬‫وضعیت‬‫معلق‬،‫موجب‬‫اجرای‬‫فرایند‬‫جدید‬‫حتی‬‫در‬‫صورت‬‫پر‬‫بودن‬
‫حافظه‬‫اصلی‬‫می‬‫شود‬.
7
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

8. ‫های‬ ‫سیستم‬ ‫آموزش‬‫عامل‬
faradars.org/fvsft103
‫بلوکه‬ ‫صف‬ ‫و‬ ‫آماده‬ ‫صف‬
8
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

9. ‫های‬ ‫سیستم‬ ‫آموزش‬‫عامل‬
faradars.org/fvsft103
‫ممکن‬ ‫حاالت‬ ‫تغییر‬
1-‫آماده‬ ‫به‬ ‫جدید‬
‫برد‬‫می‬ ‫آماده‬ ‫حالت‬ ‫به‬ ‫را‬ ‫جدید‬ ‫حالت‬ ‫در‬ ‫موجود‬ ‫فرایند‬ ،‫باشد‬ ‫داشته‬ ‫را‬ ‫دیگر‬ ‫فرایند‬ ‫یک‬ ‫گرفتن‬ ‫آمادگی‬ ‫عامل‬ ‫سیستم‬ ‫اگر‬.
2-‫اجرا‬ ‫به‬ ‫آماده‬
‫اج‬ ‫به‬ ‫آماده‬ ‫حالت‬ ‫از‬ ‫و‬ ‫کرده‬ ‫انتخاب‬ ‫را‬ ‫است‬ ‫رسیده‬ ‫فرا‬ ‫آن‬ ‫اجرای‬ ‫وقت‬ ‫که‬ ‫آماده‬ ‫حالت‬ ‫در‬ ‫موجود‬ ‫فرایندهای‬ ‫از‬ ‫یکی‬ ‫عامل‬ ‫سیستم‬‫را‬
‫برد‬‫می‬.‫توزیع‬ ‫عمل‬ ‫این‬ ‫به‬Dispatch )(‫گویند‬ ‫می‬.
3-‫خروج‬ ‫به‬ ‫اجرا‬:‫برد‬‫می‬ ‫خروج‬ ‫به‬ ‫اجرا‬ ‫حالت‬ ‫از‬ ‫را‬ ‫آن‬ ‫عامل‬ ‫سیستم‬ ،‫کند‬ ‫پایان‬ ‫اعالم‬ ‫جاری‬ ‫فرایند‬ ‫که‬ ‫وقتی‬.
4-‫مسدود‬‫به‬‫آماده‬:‫وقتی‬‫رود‬‫می‬ ‫آماده‬ ‫به‬ ‫مسدود‬ ‫حالت‬ ‫از‬ ،‫دهد‬ ‫رخ‬ ‫است‬ ‫بوده‬ ‫آن‬ ‫منتظر‬ ‫فرایند‬ ‫که‬ ‫ای‬‫حادثه‬.(wake up)
9
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

10. ‫های‬ ‫سیستم‬ ‫آموزش‬‫عامل‬
faradars.org/fvsft103
5-‫اجرا‬‫به‬‫مسدود‬
‫وقتی‬‫فرایندی‬‫چیزی‬‫را‬‫بخواهد‬‫که‬‫به‬‫خاطر‬‫آن‬‫باید‬‫منتظر‬،‫بماند‬‫سیستم‬‫عامل‬‫آن‬‫فرایند‬‫را‬‫از‬‫حالت‬‫اجرا‬‫به‬‫مسد‬‫ود‬
‫برد‬‫می‬.‫به‬‫این‬‫عمل‬‫بلوکه‬‫شدن‬‫می‬‫گویند‬.
10
6-‫اجرا‬‫به‬‫آماده‬:‫به‬‫دلیل‬‫اتمام‬‫زمان‬‫مجاز‬‫برای‬‫اجرای‬‫فرایند‬‫جاری‬‫در‬‫سیستم‬‫عامل‬‫چند‬‫ای‬‫برنامه‬.
7-‫آماده‬‫به‬‫خروج‬:‫با‬‫پایان‬‫یافتن‬‫فرایند‬،‫پدر‬‫ممکن‬‫است‬‫همه‬‫فرایندهای‬‫فرزند‬‫آن‬‫نیز‬‫پایان‬‫یابند‬.
8-‫خروج‬ ‫به‬ ‫مسدود‬
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

11. ‫های‬ ‫سیستم‬ ‫آموزش‬‫عامل‬
faradars.org/fvsft103
‫طبیعی‬ ‫پایان‬‫فراخوانی‬‫یک‬‫سرویس‬‫سیستم‬‫عامل‬‫برای‬‫بیان‬‫تکمیل‬‫اجرایش‬
‫زمانی‬ ‫سقف‬‫در‬‫فرایند‬‫محاوره‬،‫ای‬‫مقدار‬‫زمانی‬‫که‬‫از‬‫آخرین‬‫ورودی‬‫کاربر‬‫گذشته‬‫است‬.
‫زمان‬ ‫گذشت‬‫انتظار‬‫زیادتر‬‫از‬‫حد‬‫برای‬‫بروز‬‫یک‬‫حادثه‬‫مشخص‬
‫حافظه‬ ‫نبود‬‫نیاز‬‫به‬‫حافظه‬‫ای‬‫بیش‬‫از‬‫آنچه‬‫که‬‫سیستم‬‫می‬‫تواند‬‫فراهم‬‫کند‬.
‫حدود‬ ‫از‬ ‫تجاوز‬‫مراجعه‬‫به‬‫محلهای‬‫غیر‬‫مجاز‬‫در‬‫حافظه‬
‫حفاظت‬ ‫خطای‬‫تالش‬‫برای‬‫دسترسی‬‫به‬‫منبعی‬‫که‬‫مجاز‬‫به‬‫استفاده‬‫از‬‫آن‬‫نیست‬.
‫محاسباتی‬ ‫خطای‬‫مانند‬‫تقسیم‬‫بر‬‫صفر‬‫یا‬‫تالش‬‫برای‬‫ذخیره‬‫عددی‬‫بزرگتر‬‫از‬‫ظرفیت‬‫سخت‬‫افزاری‬
‫فرآیند‬ ‫یک‬ ‫پایان‬ ‫دالیل‬
11
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

12. ‫های‬ ‫سیستم‬ ‫آموزش‬‫عامل‬
faradars.org/fvsft103
‫ورودی‬ ‫خطای‬/‫خروجی‬‫مانند‬‫پیدا‬‫نکردن‬‫یک‬‫فایل‬
‫نامعتبر‬ ‫دستورالعمل‬‫تالش‬‫برای‬‫اجرای‬‫دستورالعملی‬‫که‬‫وجود‬‫ندارد‬
‫ممتاز‬ ‫دستورالعمل‬‫تالش‬‫برای‬‫اجرای‬‫دستورالعملی‬‫که‬‫مخصوص‬‫سیستم‬‫عامل‬‫است‬
‫داد‬ ‫از‬ ‫نامناسب‬ ‫استفاده‬‫ه‬‫داده‬‫با‬‫نوع‬‫نامناسب‬‫یا‬‫بدون‬‫مقدار‬‫اولیه‬
‫عامل‬ ‫سیستم‬ ‫دخالت‬‫به‬‫دالیلی‬‫مانند‬‫بن‬‫بست‬
‫پدر‬ ‫یافتن‬ ‫پایان‬‫با‬‫پایان‬‫یک‬،‫فرایند‬‫فرایندهای‬‫فرزند‬‫آن‬‫نیز‬‫پایان‬‫داده‬‫شوند‬
‫پدر‬ ‫درخواست‬‫فرایند‬‫حق‬‫پایان‬‫دادن‬‫به‬‫هر‬‫یک‬‫از‬‫فرایندهای‬‫فرزند‬‫خود‬‫را‬‫دارد‬.
12
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

13. ‫های‬ ‫سیستم‬ ‫آموزش‬‫عامل‬
faradars.org/fvsft103
‫معلق‬ ‫فرایند‬
‫فرایندی‬‫است‬‫که‬ً‫ا‬‫فور‬‫آماده‬‫اجرا‬‫نیست‬.
‫توسط‬‫عاملی‬‫در‬‫حالت‬‫معلق‬‫قرار‬‫گرفته‬‫است‬.(‫مانند‬‫سیستم‬،‫عامل‬‫خودش‬‫یا‬‫فرایند‬‫پدر‬)
‫تا‬‫وقتی‬‫عامل‬‫تعلیق‬‫فرمان‬،‫ندهد‬‫نمی‬‫توان‬‫فرایند‬‫را‬‫از‬‫حالت‬‫معلق‬‫خارج‬‫کرد‬.
13
‫دالیل‬‫معلق‬‫کردن‬‫یک‬‫فرایند‬
1-‫مبادله‬
2-‫ترتیب‬‫زمانی‬
3-‫درخواست‬‫کاربر‬‫محاوره‬‫ای‬
4-‫درخواست‬‫فرایند‬‫پدر‬
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

14. ‫های‬ ‫سیستم‬ ‫آموزش‬‫عامل‬
faradars.org/fvsft103
‫حالته‬ ‫هفت‬ ‫فرایند‬ ‫مدل‬
1-‫معلق‬ ‫و‬ ‫مسدود‬(Suspend-Wait)
‫است‬ ‫ای‬ ‫حادثه‬ ‫منتظر‬ ‫و‬ ‫ثانوی‬ ‫حافظه‬ ‫در‬ ‫نظر‬ ‫مورد‬ ‫فرایند‬.
2-‫معلق‬ ‫و‬ ‫آماده‬(Suspend-Ready)
‫اجراس‬ ‫آماده‬ ‫اصلی‬ ‫حافظه‬ ‫در‬ ‫شدن‬ ‫لود‬ ‫محض‬ ‫به‬ ‫و‬ ‫ثانوی‬ ‫حافظه‬ ‫در‬ ‫نظر‬ ‫مورد‬ ‫فرایند‬‫ت‬.
14
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

15. ‫های‬ ‫سیستم‬ ‫آموزش‬‫عامل‬
faradars.org/fvsft103‫حاالت‬‫ممکن‬‫در‬‫این‬‫نمودار‬
1-‫مسدود‬‫به‬‫مسدود‬‫و‬‫معلق‬
2-‫مسدود‬‫و‬‫معلق‬‫به‬‫آماده‬‫و‬‫معلق‬
‫وقتی‬‫حادثه‬‫ای‬‫که‬‫یک‬‫فرایند‬‫مسدود‬‫و‬‫معلق‬‫منتظر‬‫آن‬‫بوده‬‫است‬‫رخ‬‫دهد‬‫به‬‫حالت‬‫آماده‬‫و‬‫معلق‬‫رود‬‫می‬.
3-‫آماده‬‫و‬‫معلق‬‫به‬‫آماده‬
‫وقتی‬‫که‬‫هیچ‬‫فرایند‬‫آماده‬‫ای‬‫در‬‫حافظه‬‫اصلی‬،‫نباشد‬‫سیستم‬‫عامل‬‫یک‬‫فرایند‬‫آماده‬‫و‬‫معلق‬‫را‬‫به‬‫حالت‬‫آماده‬‫می‬‫آورد‬.‫همچنین‬‫ممک‬‫ن‬‫است‬
‫فرایند‬‫موجود‬‫در‬‫حالت‬‫آماده‬‫و‬‫معلق‬‫دارای‬‫اولویت‬‫بیشتری‬‫نسبت‬‫به‬‫همه‬‫فرایندهای‬‫آماده‬‫باشد‬‫که‬‫در‬‫این‬‫حالت‬‫فرایند‬‫به‬‫حالت‬‫آم‬،‫اده‬
‫آورده‬‫می‬‫شود‬.
15
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

16. ‫های‬ ‫سیستم‬ ‫آموزش‬‫عامل‬
faradars.org/fvsft103
4-‫آماده‬‫به‬‫معلق‬ ‫و‬ ‫آماده‬
‫به‬‫طور‬‫معمول‬‫سیستم‬‫عامل‬‫ترجیح‬‫می‬‫دهد‬‫یک‬‫فرایند‬‫مسدود‬‫را‬‫به‬‫جای‬‫فرایند‬،‫آماده‬‫به‬‫حال‬‫تعلیق‬‫در‬‫آورد‬.‫ولی‬‫در‬‫صورتی‬‫که‬‫را‬‫هی‬‫برای‬
‫خالی‬‫کردن‬‫حافظه‬‫اصلی‬،‫نباشد‬‫یک‬‫فرایند‬‫آماده‬‫را‬‫به‬‫تعلیق‬‫در‬‫می‬‫آورد‬.
‫یا‬‫ممکن‬‫است‬‫سیستم‬‫عامل‬‫یک‬‫فرایند‬‫آماده‬‫ولی‬‫با‬‫اولویت‬‫کم‬‫را‬‫به‬‫جای‬‫فرایند‬‫مسدودی‬‫که‬‫اولویتش‬‫بیشتر‬‫است‬‫و‬‫گمان‬‫می‬‫کند‬‫بزودی‬
‫آماده‬‫می‬‫شود‬‫به‬‫حالت‬‫معلق‬‫می‬‫برد‬.
5-‫معلق‬ ‫و‬ ‫مسدود‬‫به‬‫مسدود‬
‫اگر‬‫اولویت‬‫فرایندی‬‫که‬‫در‬‫صف‬‫مسدود‬‫و‬‫معلق‬‫است‬‫از‬‫اولویت‬‫همه‬‫فرایندهای‬‫موجود‬‫در‬‫صف‬‫آماده‬‫و‬‫معلق‬‫بیشتر‬‫باشد‬‫و‬‫سیستم‬‫ع‬‫امل‬
‫گمان‬‫کند‬‫که‬‫حادثه‬‫ای‬‫که‬‫این‬‫فرایند‬،‫مسدود‬‫منتظر‬‫آن‬‫بوده‬‫است‬‫به‬‫زودی‬‫رخ‬،‫دهد‬‫آن‬‫را‬‫به‬‫حالت‬‫مسدود‬‫می‬‫آورد‬.‫البته‬‫باید‬‫مقدا‬‫ری‬‫از‬
‫حافظه‬‫اصلی‬‫خالی‬‫باشد‬‫تا‬‫آوردن‬‫یک‬‫فرایند‬‫مسدود‬‫به‬‫حافظه‬‫نسبت‬‫به‬‫یک‬‫فرایند‬‫آماده‬‫معقول‬‫به‬‫نظر‬‫برسد‬.
16
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

17. ‫های‬ ‫سیستم‬ ‫آموزش‬‫عامل‬
faradars.org/fvsft103
6-‫اجرا‬‫به‬‫آماده‬‫و‬‫معلق‬
‫معموال‬‫با‬‫پایان‬‫زمان‬‫منظور‬‫شده‬‫برای‬‫فرایند‬،‫جاری‬‫فرایند‬‫به‬‫حالت‬‫آماده‬‫منتقل‬‫می‬‫شود‬.‫در‬‫این‬‫حالت‬‫اگر‬‫این‬‫فرا‬‫یند‬
‫به‬‫خاطر‬‫فرایند‬‫با‬‫اولویت‬‫بیشتری‬‫قبضه‬،‫شود‬‫سیستم‬‫عامل‬‫می‬‫تواند‬‫فرایند‬‫جاری‬‫را‬‫مستقیما‬‫به‬‫صف‬‫آماده‬‫و‬‫معلق‬‫منتقل‬
‫کند‬‫تا‬‫بخشی‬‫از‬‫حافظه‬‫اصلی‬‫آزاد‬‫شود‬.
7-‫مختلف‬‫به‬‫خروج‬:‫شود‬ ‫منتقل‬ ‫خروج‬ ‫حالت‬ ‫به‬ ‫حالتی‬ ‫هر‬ ‫از‬ ‫فرایند‬ ‫یک‬ ‫است‬ ‫ممکن‬.
17
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

18. ‫های‬ ‫سیستم‬ ‫آموزش‬‫عامل‬
faradars.org/fvsft103
‫زمانبندها‬ ‫انواع‬
‫کلید‬‫چند‬‫برنامگی‬‫زمانبندی‬‫است‬.‫زمانبندی‬‫بر‬‫روی‬‫کارایی‬‫سیستم‬‫اثر‬،‫گذارد‬‫می‬‫زیرا‬‫مشخص‬‫کند‬‫می‬‫کدام‬‫ها‬‫فرایند‬‫منتظ‬‫ر‬‫مانده‬‫و‬‫کدام‬
‫فرایندها‬‫به‬‫جلو‬‫بروند‬.‫انواع‬‫زمانبندی‬‫برای‬‫پردازنده‬:
1-‫زمانبند‬‫بلند‬‫مدت‬(Long Term Scheduler)
‫تصمیم‬‫گیری‬‫در‬‫مورد‬‫افزودن‬‫به‬‫مجموعه‬‫فرایندها‬‫برای‬‫اجرا‬.
2-‫زمانبند‬‫میان‬‫مدت‬(Middle Term Scheduler)
‫تصمیم‬‫گیری‬‫در‬‫مورد‬‫افزودن‬‫به‬‫تعداد‬‫فرایندهایی‬‫که‬‫بخشی‬‫یا‬‫تمام‬‫آنها‬‫در‬‫حافظه‬‫اصلی‬‫است‬.
18
3-‫زمانبند‬‫کوتاه‬‫مدت‬(Short Term Scheduler)
‫تصمیم‬‫گیری‬‫در‬‫مورد‬‫اینکه‬‫کدام‬‫یک‬‫از‬‫فرایندهای‬‫موجود‬‫در‬‫حافظه‬،‫اصلی‬‫برای‬‫اجرا‬‫توسط‬‫پردازنده‬‫انتخاب‬‫شود‬.
4-‫زمانبندی‬‫ورودی‬/‫خروجی‬
‫تصمیم‬‫می‬‫گیرد‬‫که‬‫کدام‬‫درخواست‬I/O‫فرایندها‬‫به‬‫وسیله‬‫یک‬‫دستگاه‬I/O‫موجود‬‫انجام‬‫بگیرد‬.
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

19. ‫های‬ ‫سیستم‬ ‫آموزش‬‫عامل‬
faradars.org/fvsft103
‫زمانبندی‬ ‫با‬ ‫همراه‬ ‫فرایند‬ ‫حالت‬ ‫تغییر‬ ‫نمودار‬
19
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

20. ‫های‬ ‫سیستم‬ ‫آموزش‬‫عامل‬
faradars.org/fvsft103
‫ها‬ ‫نکته‬:
20
‫وظیفه‬‫فعال‬‫سازی‬‫و‬‫تعلیق‬‫فرآیندها‬‫بر‬‫عهده‬‫زمانبند‬‫میان‬‫مدت‬(Medium-term scheduler)‫می‬‫باشد‬.
‫زمانبند‬‫میان‬،‫مدت‬‫فرایندی‬‫را‬‫از‬‫حافظه‬‫اصلی‬‫حذف‬‫و‬‫به‬‫حافظه‬‫جانبی‬‫می‬‫برد‬.‫این‬‫فرایند‬‫بعدا‬‫می‬‫تواند‬‫به‬‫حافظه‬‫اصلی‬‫لود‬‫شود‬.
‫این‬‫الگو‬‫را‬‫مبادله‬(swapping)‫می‬‫گویند‬.
‫ایده‬‫اصلی‬‫زمانبندی‬‫میان‬،‫مدت‬‫این‬‫است‬‫که‬‫می‬‫تواند‬‫فرایندی‬‫را‬‫از‬‫حافظه‬‫حذف‬‫کند‬‫و‬‫درجه‬‫چند‬‫برنامگی‬‫را‬‫کاهش‬‫دهد‬.
‫زمانبند‬‫بلند‬،‫مدت‬‫ترکیب‬‫خوبی‬‫از‬‫فرایندهای‬I/O limited‫و‬CPU Limited،‫انتخاب‬‫می‬‫کند‬.
‫است‬ ‫کار‬ ‫زمانبند‬ ،‫مدت‬ ‫بلند‬ ‫زمانبند‬ ‫دیگر‬ ‫نام‬.
‫است‬ ‫پردازنده‬ ‫زمانبند‬ ،‫مدت‬ ‫کوتاه‬ ‫زمانبند‬ ‫دیگر‬ ‫نام‬.
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

21. ‫های‬ ‫سیستم‬ ‫آموزش‬‫عامل‬
faradars.org/fvsft103
‫کننده‬ ‫توزیع‬(Dispatcher)
‫توزیع‬،‫کننده‬‫پیمانه‬‫ای‬‫است‬‫که‬‫کنترل‬‫را‬‫به‬‫پردازنده‬‫ای‬‫می‬‫دهد‬‫که‬‫توسط‬‫زمانبند‬‫کوتا‬‫ه‬‫مدت‬
‫انتخاب‬‫شده‬‫است‬.
‫این‬‫عمل‬‫شامل‬‫موارد‬‫زیر‬‫است‬:
1-‫تعویض‬‫بستر‬(Context Switch)
2-‫تغییر‬‫به‬‫حالت‬‫کاربر‬
3-‫پرش‬‫به‬‫محل‬‫مناسبی‬‫در‬‫برنامه‬‫کاربر‬‫و‬‫آغاز‬‫مجدد‬‫آن‬‫برنامه‬.
21
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

22. ‫های‬ ‫سیستم‬ ‫آموزش‬‫عامل‬
faradars.org/fvsft103
‫نخ‬(Thread)
22
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

23. ‫های‬ ‫سیستم‬ ‫آموزش‬‫عامل‬
faradars.org/fvsft103
‫نخ‬(Thread)
‫به‬‫توزیع‬‫وقت‬،‫پردازنده‬‫نخ‬‫می‬‫گویند‬.
‫به‬‫تملک‬،‫منبع‬‫فرایند‬‫می‬‫گویند‬.
‫نخ‬‫در‬‫برنامه‬،‫نویسی‬‫بخشی‬‫از‬‫یک‬‫فرایند‬‫یا‬‫برنامه‬‫بزرگتر‬‫می‬‫باشد‬.
‫با‬‫تقسیم‬‫یک‬‫کار‬‫به‬‫چند‬،‫نخ‬‫برنامه‬‫ساز‬‫می‬‫تواند‬‫کنترل‬‫زیادی‬‫روی‬‫مولفه‬‫ای‬‫بودن‬‫آن‬‫ک‬‫اربرد‬‫و‬
‫تنظیم‬‫وقت‬‫حوادث‬‫مربوط‬‫به‬‫آن‬‫داشته‬‫باشد‬.
23
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

24. ‫های‬ ‫سیستم‬ ‫آموزش‬‫عامل‬
faradars.org/fvsft103
‫مثال‬1:‫در‬‫برنامه‬‫اکسل‬‫از‬‫یک‬‫نخ‬‫برای‬‫خواندن‬‫ورودی‬‫کاربر‬‫و‬‫از‬‫نخ‬‫دیگری‬‫برای‬‫بهنگام‬‫سازی‬
‫استفاده‬‫می‬‫شود‬.
‫مثال‬2:‫در‬‫صفحات‬،‫وب‬‫شامل‬‫چند‬‫تصویر‬‫کوچک‬،‫هر‬‫نخ‬‫می‬‫تواند‬‫به‬‫طور‬‫همزمان‬‫با‬‫نخ‬‫های‬‫دیگ‬‫ر‬
‫تصویر‬‫مربوط‬‫به‬‫خود‬‫را‬‫درخواست‬‫کند‬.
‫مثال‬3:‫در‬word،‫جهت‬‫حفاظت‬‫در‬‫مقابل‬‫قطع‬‫برق‬،‫یک‬‫نخ‬‫می‬‫تواند‬‫تنها‬‫برای‬‫گرفتن‬‫پشتی‬‫بان‬
‫دوره‬‫ای‬‫ایجاد‬‫شود‬‫و‬‫خودش‬‫را‬‫مستقیما‬‫با‬‫سیستم‬‫عامل‬‫زمانبندی‬‫کند‬.
24
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

25. ‫های‬ ‫سیستم‬ ‫آموزش‬‫عامل‬
faradars.org/fvsft103
‫نخ‬‫ها‬‫و‬‫فرایندها‬‫می‬‫توانند‬4‫حالت‬‫را‬‫بوجود‬‫آورند‬:
1-‫یک‬‫فرایند‬-‫یک‬‫نخ‬2-‫یک‬‫فرایند‬–‫چند‬‫نخ‬
3-‫چند‬‫فرایند‬-‫یک‬‫نخ‬‫در‬‫هر‬‫فرایند‬4-‫چند‬‫فرایند‬–‫چند‬‫نخ‬‫در‬‫هر‬‫فرایند‬
25
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

26. ‫های‬ ‫سیستم‬ ‫آموزش‬‫عامل‬
faradars.org/fvsft103
‫نخی‬ ‫چند‬ ‫و‬ ‫نخی‬ ‫تک‬ ‫مدل‬
26
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

27. ‫های‬ ‫سیستم‬ ‫آموزش‬‫عامل‬
faradars.org/fvsft103
‫نخ‬ ‫اصلی‬ ‫حاالت‬
،‫اجرا‬‫آماده‬‫و‬‫مسدود‬.(‫نخ‬‫حالت‬‫معلق‬‫ندارد‬)
‫تمام‬‫نخ‬‫های‬‫یک‬،‫فرایند‬‫در‬‫حالت‬‫و‬‫منابع‬‫آن‬‫فرایند‬‫شریک‬‫هستند‬.
‫اگر‬‫نخ‬‫یک‬‫فرآیند‬‫در‬‫حال‬‫اجرا‬‫باشد‬‫و‬‫آن‬‫فرآیند‬‫به‬‫حالت‬‫خروج‬،‫برود‬‫نخ‬‫نمی‬‫تواند‬‫به‬‫اجرا‬‫ادامه‬‫دهد‬.
27
‫تغییر‬‫متن‬‫میان‬‫دو‬‫نخ‬‫متعلق‬‫به‬‫دو‬‫فرایند‬،‫جداگانه‬‫مثل‬‫این‬‫است‬‫که‬‫تعویض‬‫متن‬‫فرایند‬‫رخ‬‫د‬‫اده‬‫است‬.
‫تغییر‬‫متن‬‫در‬‫نخ‬‫های‬‫یک‬‫فرایند‬:
‫الف‬-‫اشاره‬‫گر‬‫پشته‬(SP)‫را‬‫تغییر‬‫می‬‫دهد‬.
‫ب‬-‫ثبات‬‫های‬‫مدیریت‬‫حافظه‬‫را‬‫تغییر‬‫نمی‬‫دهد‬.
‫ج‬-‫جداول‬‫مدیریت‬‫حافظه‬‫را‬‫تغییر‬‫نمی‬‫دهد‬.
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

28. ‫های‬ ‫سیستم‬ ‫آموزش‬‫عامل‬
faradars.org/fvsft103
‫نخ‬‫سطح‬ ‫های‬‫کاربر‬
‫سیستم‬‫عامل‬‫از‬‫وجود‬‫نخ‬‫ها‬‫آگاه‬‫نمی‬‫باشد‬.
‫تمام‬‫عملیات‬‫راهبری‬‫در‬‫فضای‬‫آدرس‬‫کاربر‬‫انجام‬‫می‬‫شود‬.
‫سریع‬‫بودن‬:،‫ایجاد‬،‫حذف‬‫همگام‬‫سازی‬‫وتعویض‬‫متن‬‫نخ‬‫ها‬.
‫هزینه‬‫ایجاد‬‫نخ‬‫با‬‫هزینه‬‫تخصیص‬‫حافظه‬‫برای‬‫بر‬‫پا‬‫سازی‬‫پشته‬‫نخ‬‫تعیین‬‫می‬‫شود‬.
28
‫تعویض‬‫متن‬‫نخ‬‫اغلب‬‫با‬‫تعداد‬‫کمی‬‫از‬‫دستور‬‫العمل‬‫ها‬‫انجام‬‫می‬‫شود‬.
‫در‬‫تعویض‬‫متن‬‫نخ‬،‫ها‬‫نیازی‬‫به‬‫حسابداری‬‫پردازنده‬،‫تغییر‬‫نگاشت‬‫های‬‫حافظه‬‫نمی‬‫باشد‬.
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

29. ‫های‬ ‫سیستم‬ ‫آموزش‬‫عامل‬
faradars.org/fvsft103
‫نقاط‬‫ضعف‬‫نخ‬‫های‬‫سطح‬‫کاربر‬:
1-‫اگر‬‫یک‬‫نقص‬‫صفحه‬(page fault)‫برای‬‫یک‬‫نخ‬‫رخ‬،‫دهد‬‫همه‬‫نخ‬‫های‬‫درون‬‫فرایند‬‫به‬‫اشتباه‬
‫مسدود‬‫می‬‫شود‬.
2-‫اگر‬‫نخی‬‫یک‬‫فراخوان‬‫سیستمی‬‫بلوکه‬‫کننده‬‫را‬‫صدا‬،‫بزند‬‫همه‬‫نخ‬‫های‬‫درون‬‫فرایند‬‫به‬‫اشتباه‬
‫مسدود‬‫می‬‫شوند‬.
3-‫چون‬‫سیستم‬‫عامل‬‫از‬‫وجود‬‫نخ‬‫ها‬‫آگاه‬‫نمی‬،‫باشد‬‫نخ‬‫ها‬‫را‬‫بین‬‫چندین‬‫پردازنده‬‫به‬‫خوبی‬
‫پخش‬‫و‬‫زمان‬‫بندی‬‫نمی‬‫کند‬.
29
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

30. ‫های‬ ‫سیستم‬ ‫آموزش‬‫عامل‬
faradars.org/fvsft103
‫سطح‬ ‫های‬ ‫نخ‬‫هسته‬
‫اگر‬‫دهن‬ ‫نمی‬ ‫رخ‬ ‫قبل‬ ‫روش‬ ‫مشکالت‬ ،‫شوند‬ ‫سازی‬ ‫پیاده‬ ‫عامل‬ ‫سیستم‬ ‫هسته‬ ‫در‬ ‫ها‬ ‫نخ‬‫د‬.
‫هر‬‫عملیات‬‫نخ‬‫باید‬‫توسط‬‫هسته‬‫انجام‬‫شود‬‫و‬‫به‬‫یک‬‫فراخوانی‬‫سیستمی‬‫نیاز‬‫دارد‬‫و‬‫هزینه‬
‫باال‬‫می‬‫رود‬.
‫تعویض‬‫متن‬‫نخ‬‫ممکن‬‫است‬‫به‬‫اندازه‬‫تعویض‬‫متن‬‫فرایند‬‫پر‬‫هزینه‬‫باشد‬.
30
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

31. ‫های‬ ‫سیستم‬ ‫آموزش‬‫عامل‬
faradars.org/fvsft103
‫فرایندهای‬‫سبک‬‫وزن‬(LWP)
LWP،‫نگاشتی‬‫بین‬‫نخ‬‫سطح‬‫کاربر‬‫و‬‫نخ‬‫سطح‬‫هسته‬‫می‬‫باشد‬.
‫هر‬LWP‫از‬‫یک‬(‫یا‬‫یشتر‬)‫نخ‬‫سطح‬‫کاریر‬‫حمایت‬‫می‬‫کند‬‫و‬‫به‬‫یک‬‫نخ‬‫سطح‬‫هسته‬‫می‬‫نگارد‬.
31
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

32. ‫های‬ ‫سیستم‬ ‫آموزش‬‫عامل‬
faradars.org/fvsft103
‫دوم‬ ‫فصل‬ ‫پایان‬
32
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

33. ‫های‬ ‫سیستم‬ ‫آموزش‬‫عامل‬
faradars.org/fvsft103
33
‫فرادرس‬ ‫در‬ ‫شده‬ ‫مطرح‬ ‫نکات‬ ‫مبنای‬ ‫بر‬ ‫ها‬ ‫اسالید‬ ‫این‬
«‫عامل‬ ‫های‬ ‫سیستم‬ ‫آموزش‬»
‫است‬ ‫شده‬ ‫تهیه‬.
‫نمایید‬ ‫مراجعه‬ ‫زیر‬ ‫لینک‬ ‫به‬ ‫آموزش‬ ‫این‬ ‫مورد‬ ‫در‬ ‫بیشتر‬ ‫اطالعات‬ ‫کسب‬ ‫برای‬.
‫های‬ ‫سیستم‬ ‫آموزش‬‫عامل‬
faradars.org/fvsft103
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org