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
‫ششم‬ ‫فصل‬
‫حافظه‬ ‫مدیریت‬
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

3. ‫های‬ ‫سیستم‬ ‫آموزش‬‫عامل‬
faradars.org/fvsft103
‫است‬ ‫حافظه‬ ‫مدیریت‬ ،‫عامل‬ ‫سیستم‬ ‫وظایف‬ ‫از‬ ‫یکی‬.
‫عهده‬ ‫بر‬ ‫دیسک‬ ‫حافظه‬ ‫مدیریت‬ ‫و‬ ‫اصلی‬ ‫حافظه‬ ‫مدیریت‬‫عامل‬ ‫سیستم‬‫است‬.
3
‫مدیریت‬‫حافظه‬:
1-‫برنامگی‬ ‫تک‬
2-‫برنامگی‬ ‫چند‬
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

4. ‫های‬ ‫سیستم‬ ‫آموزش‬‫عامل‬
faradars.org/fvsft103
‫ثابت‬ ‫پارتیشن‬ ‫با‬ ‫برنامگی‬ ‫چند‬
4
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

5. ‫های‬ ‫سیستم‬ ‫آموزش‬‫عامل‬
faradars.org/fvsft103
‫ایستا‬ ‫بندی‬ ‫پارتیشن‬ ‫روش‬ ‫به‬ ‫حافظه‬ ‫مدیریت‬ ‫معایب‬
1-‫ها‬ ‫پارتیشن‬ ‫اندازه‬ ‫و‬ ‫تعداد‬ ‫تعیین‬ ‫بودن‬ ‫مشکل‬.
2-‫ها‬ ‫پارتیشن‬ ‫تعداد‬ ‫به‬ ‫برنامگی‬ ‫چند‬ ‫درجه‬ ‫بودن‬ ‫محدود‬.
3-‫داخلی‬ ‫شدن‬ ‫تکه‬ ‫تکه‬
5
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

6. ‫های‬ ‫سیستم‬ ‫آموزش‬‫عامل‬
faradars.org/fvsft103
‫صف‬
‫باشد‬ ‫داشته‬ ‫را‬ ‫خود‬ ‫به‬ ‫مربوط‬ ‫صف‬ ،‫تواند‬ ‫می‬ ‫پارتیشن‬ ‫هر‬.‫گ‬ ‫نظر‬ ‫در‬ ‫ها‬ ‫پارتیشن‬ ‫همه‬ ‫برای‬ ‫مشترك‬ ‫صف‬ ‫یک‬ ‫توان‬ ‫می‬‫رفت‬.
6
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

7. ‫های‬ ‫سیستم‬ ‫آموزش‬‫عامل‬
faradars.org/fvsft103‫حد‬ ‫و‬ ‫پایه‬ ‫ثبات‬
‫هنگامی‬‫که‬‫پردازنده‬‫به‬‫فرایندی‬‫داده‬‫می‬،‫شود‬‫آدرس‬‫شروع‬‫پارتیشن‬‫در‬Base‫و‬‫طول‬‫پارتیشن‬‫در‬Limit
‫قرار‬‫می‬‫گیرد‬.
7
‫اگر‬‫ثبات‬‫پایه‬‫حاوی‬100‫و‬‫ثبات‬‫حد‬‫شامل‬20،‫باشد‬‫آن‬‫گاه‬‫برنامه‬‫می‬‫تواند‬‫به‬‫آدرسهایی‬‫از‬100‫تا‬‫خود‬
120،‫دستیابی‬‫داشته‬‫باشد‬.
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

8. ‫های‬ ‫سیستم‬ ‫آموزش‬‫عامل‬
faradars.org/fvsft103
‫برای‬‫جلوگیری‬‫از‬‫حفاظت‬،‫آدرس‬‫ها‬‫با‬‫محتوای‬Limit‫مقایسه‬‫می‬‫شوند‬‫تا‬‫به‬‫فضای‬‫خارج‬‫از‬‫پارتیشن‬
‫دسترسی‬‫نشود‬.
8
‫برای‬‫جلوگیری‬‫از‬‫مشکل‬‫جا‬‫به‬‫جایی‬،‫هر‬‫آدرس‬‫حافظه‬‫ای‬‫که‬‫تولید‬‫می‬،‫شود‬‫قبل‬‫از‬‫ارسال‬‫به‬‫حافظه‬،
‫مقدارش‬‫به‬‫صورت‬‫خودکار‬‫با‬‫محتوای‬Base‫جمع‬‫می‬‫شود‬.
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

9. ‫های‬ ‫سیستم‬ ‫آموزش‬‫عامل‬
faradars.org/fvsft103
‫مبادله‬(swapping)
‫در‬‫سیستم‬‫های‬‫اشتراك‬‫زمانی‬‫در‬‫گاهی‬‫اوقات‬‫نمی‬‫توان‬‫همه‬‫فرایندهای‬‫فعال‬‫را‬‫در‬‫حافظه‬‫اصلی‬‫جای‬‫د‬‫اد‬
‫و‬‫باید‬‫فرایندهای‬‫اضافی‬‫به‬‫دیسک‬‫منتقل‬‫شده‬‫و‬‫بعدا‬‫به‬‫صورت‬‫پویا‬‫به‬‫داخل‬‫حافظه‬‫آورده‬‫شوند‬.
‫در‬‫روش‬‫مبادله‬،‫هر‬‫فرایند‬‫به‬‫طور‬‫کامل‬‫به‬‫حافظه‬‫اصلی‬‫آورده‬‫می‬‫شود‬‫و‬‫بعد‬‫از‬‫مدتی‬،‫اجرا‬‫به‬‫دیسک‬
‫برگردانده‬‫می‬‫شود‬(Swap in ,Swap out).
‫مثال‬‫در‬‫یک‬‫محیط‬‫چند‬‫برنامه‬‫ای‬‫که‬‫از‬RR‫استفاده‬‫می‬،‫کند‬‫وقتی‬‫فرایندی‬‫کوانتوم‬‫زمانی‬‫اش‬‫تمام‬‫می‬
،‫شود‬‫با‬‫فرایند‬‫دیگری‬‫مبادله‬‫می‬‫شود‬.
‫در‬‫پارتیشن‬‫بندی‬‫پویا‬،«،‫تعداد‬‫موقعیت‬‫و‬‫اندازه‬»‫پارتیشن‬‫ها‬‫متفاوت‬‫است‬.‫این‬‫انعطاف‬‫پذیری‬‫باعث‬
‫بهبود‬‫بهره‬‫وری‬‫حافظه‬‫می‬‫شود‬.
9
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

10. ‫های‬ ‫سیستم‬ ‫آموزش‬‫عامل‬
faradars.org/fvsft103
‫اساس‬ ‫بر‬ ‫که‬ ‫دهد‬ ‫می‬ ‫نشان‬ ‫را‬ ‫سیستمی‬ ‫عملکرد‬ ‫نحوه‬ ‫زیر‬ ‫شکل‬‫مبادله‬‫کند‬ ‫می‬ ‫کار‬.
‫اگر‬‫انقیاد‬‫در‬‫زمان‬‫اسمبل‬‫یا‬‫بار‬‫کردن‬،‫باشد‬‫وقتی‬‫فرایندی‬‫از‬‫حافظه‬‫بیرون‬،‫رفت‬‫هنگام‬‫برگشت‬‫به‬،‫حافظه‬‫در‬‫همان‬‫فضای‬‫قبلی‬‫بر‬‫می‬‫گ‬‫ردد‬.
‫اگر‬‫انقیاد‬‫در‬‫زمان‬‫اجرا‬‫صورت‬،‫گیرد‬‫فرایند‬‫در‬‫محلی‬‫غیر‬‫از‬‫محل‬‫اول‬‫قرار‬‫می‬،‫گیرد‬‫زیر‬‫آدرسهای‬‫فیزیکی‬‫در‬‫زمان‬‫اجرا‬‫محاسبه‬‫می‬‫شوند‬.
10
‫مثال‬
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

11. ‫های‬ ‫سیستم‬ ‫آموزش‬‫عامل‬
faradars.org/fvsft103
‫خارجی‬ ‫شدن‬ ‫تکه‬ ‫تکه‬
‫در‬‫پارتیشن‬‫بندی‬،‫پویا‬‫به‬‫خاطر‬‫مبادله‬،‫حفره‬‫های‬‫متعددی‬‫در‬‫حافظه‬‫به‬‫وجود‬‫می‬‫آید‬‫که‬‫باعث‬‫اتال‬‫ف‬
‫حافظه‬‫می‬‫شود‬.‫به‬‫این‬،‫مشکل‬‫تکه‬‫تکه‬‫شدن‬‫خارجی‬‫می‬‫گویند‬.
‫برای‬‫مقابله‬‫با‬‫تکه‬‫تکه‬‫شدن‬‫خارجی‬‫از‬‫فشرده‬‫سازی‬‫توان‬‫می‬‫استفاده‬‫کرد‬.
‫ساده‬‫ترین‬‫الگوریتم‬‫فشرده‬‫سازی‬‫این‬‫است‬‫که‬‫تمام‬‫حفره‬‫ها‬‫را‬‫به‬‫یک‬‫طرف‬‫برده‬‫و‬‫حفره‬‫بزرگی‬‫از‬‫ح‬‫افظه‬
‫آزاد‬‫تشکیل‬‫می‬‫شود‬.‫ولی‬‫این‬‫روش‬‫هزینه‬‫زیادی‬‫دارد‬.
11
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

12. ‫های‬ ‫سیستم‬ ‫آموزش‬‫عامل‬
faradars.org/fvsft103
‫حافظه‬ ‫آزاد‬ ‫های‬ ‫بخش‬ ‫تشخیص‬
‫وقتی‬‫که‬‫حافظه‬‫به‬‫صورت‬‫پویا‬‫تخصیص‬‫داده‬‫می‬،‫شود‬‫سیستم‬‫عامل‬‫باید‬‫بداند‬‫که‬‫کدام‬‫بخ‬‫ش‬‫حافظه‬
‫در‬‫هر‬،‫لحظه‬‫تخصیص‬‫داده‬‫شده‬‫و‬‫کدام‬‫بخش‬‫آزاد‬‫است‬.
‫برای‬‫این‬،‫منظور‬‫دو‬‫روش‬‫وجود‬‫دارد‬:
1-‫مدیریت‬‫حافظه‬‫با‬‫نگاشت‬‫های‬‫بیتی‬
2-‫مدیریت‬‫حافظه‬‫با‬‫لیست‬‫های‬‫پیوندی‬
12
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

13. ‫های‬ ‫سیستم‬ ‫آموزش‬‫عامل‬
faradars.org/fvsft103
‫مدیریت‬‫بیتی‬ ‫های‬ ‫نگاشت‬ ‫با‬ ‫حافظه‬
‫حافظه‬‫به‬‫چندین‬‫واحد‬‫تخصیص‬‫تقسیم‬‫می‬‫شود‬.
‫متناظر‬‫با‬‫هر‬‫واحد‬‫یک‬،‫تخصیص‬‫بیت‬‫وجود‬‫دارد‬.
‫اگر‬‫واحد‬‫متناظر‬‫آزاد‬،‫باشد‬‫این‬‫بیت‬0‫است‬‫و‬‫در‬‫صورت‬‫پر‬،‫بودن‬1‫است‬.
13
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

14. ‫های‬ ‫سیستم‬ ‫آموزش‬‫عامل‬
faradars.org/fvsft103
‫مثال‬
‫شامل‬ ‫حافظه‬ ‫از‬ ‫قسمتی‬ ‫زیر‬ ‫شکل‬5‫و‬ ‫فرایند‬3‫دهد‬ ‫می‬ ‫نشان‬ ‫را‬ ‫حفره‬.
‫هستند‬ ‫خالی‬ ‫فضاهای‬ ،‫خورده‬ ‫هاشور‬ ‫مناطق‬.،‫مثال‬ ‫طور‬ ‫به‬8‫تا‬ ‫پنج‬ ‫شامل‬ ، ‫اول‬ ‫بیت‬1‫تا‬ ‫سه‬ ‫و‬0‫است‬.
‫هر‬‫چه‬‫واحد‬‫تخصیص‬‫کوچکتر‬،‫باشد‬‫نگاشت‬‫بیتی‬‫بزرگتر‬‫خواهد‬‫بود‬.
‫اگر‬‫اندازه‬،‫فرایند‬‫ضریبی‬‫از‬‫اندازه‬‫واحد‬‫تخصیص‬،‫نباشد‬‫در‬‫آخرین‬‫واحد‬‫مقداری‬‫از‬‫حافظه‬‫هدر‬‫می‬‫رود‬.
‫برای‬‫انتقال‬‫یک‬‫فرایند‬‫به‬‫حافظه‬‫که‬‫به‬k‫واحد‬‫فضا‬‫نیاز‬،‫دارد‬‫مدیر‬‫حافظه‬‫باید‬‫در‬‫نگاشت‬‫بیتی‬‫جستجو‬‫کرده‬‫و‬k‫بیت‬‫متوالی‬0‫را‬‫پیدا‬‫کند‬.‫که‬
‫عملی‬‫زمانبر‬‫است‬.
14
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

15. ‫های‬ ‫سیستم‬ ‫آموزش‬‫عامل‬
faradars.org/fvsft103
‫پیوندی‬ ‫های‬ ‫لیست‬ ‫با‬ ‫حافظه‬ ‫مدیریت‬
‫شود‬ ‫می‬ ‫تشکیل‬ ‫حافظه‬ ‫یافته‬ ‫تخصیص‬ ‫یا‬ ‫آزاد‬ ‫های‬ ‫قطعه‬ ‫از‬ ‫پیوندی‬ ‫لیست‬ ‫یک‬.
‫با‬ ‫خالی‬ ‫فضاهای‬H‫با‬ ‫پر‬ ‫فضاهای‬ ‫و‬P‫اند‬ ‫شده‬ ‫مشخص‬.
‫پیوندی‬ ‫لیست‬ ‫گره‬ ‫فیلدهای‬:
1-‫بودن‬ ‫فرایند‬ ‫یا‬ ‫حفره‬2-‫شروع‬ ‫آدرس‬3-‫طول‬4-‫بعدی‬ ‫گره‬ ‫آدرس‬
‫سادگی‬ ‫به‬ ‫لیست‬ ‫این‬ ،‫شود‬ ‫می‬ ‫مبادله‬ ‫یا‬ ،‫یابد‬ ‫می‬ ‫خاتمه‬ ‫فرایندی‬ ‫که‬ ‫زمانی‬ ‫که‬ ‫است‬ ‫این‬ ‫روش‬ ‫این‬ ‫مزیت‬update‫شود‬ ‫می‬.
15
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

16. ‫های‬ ‫سیستم‬ ‫آموزش‬‫عامل‬
faradars.org/fvsft103‫حافظه‬ ‫تخصیص‬ ‫و‬ ‫یابی‬ ‫مکان‬ ‫های‬ ‫الگوریتم‬
‫وقتی‬‫فرایندها‬‫و‬‫حفره‬‫ها‬‫در‬‫یک‬‫لیست‬‫مرتب‬‫شده‬‫بر‬‫اساس‬‫آدرس‬‫قرار‬‫می‬،‫گیرند‬‫الگوریتم‬‫های‬‫مختلفی‬‫جهت‬‫تخص‬‫یص‬
‫حافظه‬‫به‬‫یک‬‫فرایند‬‫وجود‬‫دارد‬.
1-‫اولین‬‫برازش‬(First fit)
‫جستجو‬‫از‬‫ابتدای‬‫حافظه‬‫شروع‬‫شده‬‫و‬‫فرایند‬‫در‬‫اولین‬‫حفره‬‫ای‬‫قرار‬‫داده‬‫می‬‫شود‬‫که‬‫در‬‫آن‬‫جا‬‫می‬‫شود‬.
2-‫برازش‬‫بعدی‬(Next fit)
‫مانند‬First fit،‫است‬‫با‬‫این‬‫تفاوت‬‫که‬‫جستجو‬‫از‬‫آخرین‬‫محل‬‫تخصیص‬‫شروع‬‫می‬‫شود‬.
3-‫بهترین‬‫برازش‬(Best fit)
‫تمام‬‫لیست‬‫جستجو‬‫می‬‫شود‬‫و‬‫فرایند‬‫در‬‫کوچکترین‬‫حفره‬‫ای‬‫قرار‬‫داده‬‫می‬‫شود‬‫که‬‫در‬‫آن‬‫جا‬‫می‬‫شود‬.
4-‫بدترین‬‫برازش‬(Worst fit)
‫تمام‬‫لیست‬‫جستجو‬‫می‬‫شود‬‫و‬‫فرایند‬‫در‬‫بزرگترین‬‫حفره‬‫ای‬‫قرار‬‫داده‬‫می‬‫شود‬‫که‬‫در‬‫آن‬‫جا‬‫می‬‫شود‬.
16
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

17. ‫های‬ ‫سیستم‬ ‫آموزش‬‫عامل‬
faradars.org/fvsft103‫مثال‬
‫فرایند‬ ‫به‬ ‫فضا‬ ‫تخصیص‬16‫مگابایتی‬
17
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

18. ‫های‬ ‫سیستم‬ ‫آموزش‬‫عامل‬
faradars.org/fvsft103
‫مثال‬
‫در‬‫یک‬‫سیستم‬‫که‬‫مدیریت‬‫حافظه‬‫با‬‫استفاده‬‫از‬‫مبادله‬‫انجام‬،‫شود‬‫می‬‫حافظه‬‫اصلی‬‫شامل‬‫فضاهای‬‫خالی‬‫با‬‫های‬‫اندازه‬‫به‬‫ترتیب‬
10 , 4 , 20 , 18 , 7 , 9 , 12(‫چپ‬‫به‬‫راست‬)‫است‬.‫برای‬‫درخواست‬‫تکه‬‫هایی‬‫از‬‫حافظه‬‫به‬‫طور‬‫متوالی‬‫و‬‫به‬‫مقدارهای‬12‫و‬10‫و‬
6‫کیلو‬‫بایت‬‫با‬‫استفاده‬‫از‬‫روش‬‫های‬‫گفته‬‫شده‬‫کدام‬‫یک‬‫از‬‫فضاهای‬‫خالی‬‫فوق‬‫الذکر‬‫اشغال‬‫شوند؟‬‫می‬
12971820410
129718841012
12971884010
1297182406
First fit
18
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

19. ‫های‬ ‫سیستم‬ ‫آموزش‬‫عامل‬
faradars.org/fvsft103
12971820410
129718841012
12978841010
1297284106
Next fit
19
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

20. ‫های‬ ‫سیستم‬ ‫آموزش‬‫عامل‬
faradars.org/fvsft103
12971820410
097182041012
09718204010
0911820406
Best fit
20
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

21. ‫های‬ ‫سیستم‬ ‫آموزش‬‫عامل‬
faradars.org/fvsft103
12971820410
129718841012
12978841010
697884106
Worst fit
21
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

22. ‫های‬ ‫سیستم‬ ‫آموزش‬‫عامل‬
faradars.org/fvsft103
22
‫اگر‬‫لیست‬‫فضاهای‬‫خالی‬‫بر‬‫اساس‬‫اندازه‬‫فضاها‬‫مرتب‬،‫باشد‬‫س‬‫رعت‬
Best fit،‫افزایش‬‫می‬‫یابد‬.
‫سرعت‬‫الگوریتم‬‫های‬Best fit‫و‬Worst fit‫پایین‬،‫است‬‫چون‬‫کل‬‫لیست‬‫باید‬
‫جستجو‬‫شود‬.
‫در‬Next fit،‫حفره‬‫های‬‫بزرگ‬‫انتهای‬‫حافظه‬‫سریع‬‫تر‬‫شکسته‬‫می‬‫شود‬‫و‬‫در‬‫ورو‬‫د‬
‫فرایندهای‬‫بزرگ‬،‫بعدی‬‫مشکل‬‫ایجاد‬‫می‬‫شود‬.
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

23. ‫های‬ ‫سیستم‬ ‫آموزش‬‫عامل‬
faradars.org/fvsft103
‫سریع‬ ‫برازش‬(Quick fit)
‫برای‬‫هر‬‫دسته‬‫از‬‫فرایندها‬‫با‬‫اندازه‬‫های‬،‫متداول‬‫یک‬‫لیست‬‫جداگانه‬‫تهیه‬‫می‬‫شود‬.
‫جدولی‬‫با‬n‫خانه‬‫را‬‫فرض‬‫کنید‬‫که‬:
‫خانه‬‫اول‬:‫اشاره‬‫گری‬‫به‬‫ابتدای‬‫لیست‬‫حفره‬‫های‬4‫کیلو‬،‫بایتی‬
‫خانه‬‫دوم‬:‫به‬‫ابتدای‬‫حفره‬‫های‬8‫کیلو‬‫بایتی‬
‫و‬...
‫یافتن‬‫حفره‬‫ای‬‫با‬‫اندازه‬،‫مناسب‬‫بسیار‬‫سریع‬‫است‬.
23
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

24. ‫های‬ ‫سیستم‬ ‫آموزش‬‫عامل‬
faradars.org/fvsft103
‫رفاقتی‬ ‫سیستم‬ ‫با‬ ‫حافظه‬ ‫مدیریت‬(Buddy System)
‫در‬‫بخش‬‫بندی‬‫ایستا‬‫امکان‬‫تکه‬‫تکه‬‫شدن‬‫داخلی‬‫و‬‫در‬‫بخش‬‫بندی‬‫پویا‬،‫امکان‬‫تکه‬‫تکه‬‫شدن‬‫خ‬‫ارجی‬
‫وجود‬‫دارد‬.
‫سیستم‬،‫رفاقتی‬‫یک‬‫تعادل‬‫قابل‬‫قبول‬‫برای‬‫فائق‬‫آمدن‬‫بر‬‫معایب‬‫طرحهای‬‫بخش‬‫بندی‬‫ایستا‬‫و‬‫پویا‬‫است‬.
‫اندازه‬‫بالکهای‬‫حافظه‬‫توانی‬‫از‬2‫باشند‬‫می‬.
24
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

25. ‫های‬ ‫سیستم‬ ‫آموزش‬‫عامل‬
faradars.org/fvsft103
‫نحوه‬‫کار‬:
‫اگر‬‫اندازه‬‫یک‬‫حفره‬‫برابر‬‫باشد‬‫و‬‫فرایندی‬‫به‬‫اندازه‬S‫باید‬‫به‬‫داخل‬‫آن‬‫مبادله‬،‫شود‬‫اگر‬S‫از‬‫نصف‬
‫اندازه‬‫حفره‬‫بزرگتر‬،‫بود‬‫کل‬‫فضا‬‫به‬‫آن‬‫داده‬‫می‬،‫شود‬‫در‬‫غیر‬‫کل‬،‫اینصورت‬‫بلوك‬‫نصف‬‫شده‬‫و‬‫دو‬‫ب‬‫لوك‬‫رفیق‬
‫ایجاد‬‫می‬‫شود‬.‫این‬‫روند‬‫به‬‫صورت‬‫بازگشتی‬‫تکرار‬‫خواهد‬‫شد‬.‫در‬‫صورت‬‫آزاد‬‫شدن‬‫یک‬،‫حفره‬‫امکان‬
‫ترکیب‬‫رفقای‬‫مجاور‬‫می‬‫باشد‬.
k
2
‫است‬ ‫روش‬ ‫این‬ ‫در‬ ‫حافظه‬ ‫اتالف‬ ،‫رفاقتی‬ ‫سیستم‬ ‫معایب‬ ‫از‬.
25
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

26. ‫های‬ ‫سیستم‬ ‫آموزش‬‫عامل‬
faradars.org/fvsft103‫مثال‬
‫دهد‬ ‫می‬ ‫نشان‬ ‫را‬ ‫رفاقتی‬ ‫سیستم‬ ‫عملکرد‬ ‫نحوه‬ ‫زیر‬ ‫شکل‬:
26
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

27. ‫های‬ ‫سیستم‬ ‫آموزش‬‫عامل‬
faradars.org/fvsft103‫رفاقتی‬ ‫سیستم‬ ‫درختی‬ ‫ساختار‬
‫یک‬ ‫توان‬ ‫می‬ ‫و‬ ‫است‬ ‫یافته‬ ‫ساخت‬ ‫ها‬ ‫حفره‬ ‫چیدمان‬ ‫که‬ ‫است‬ ‫این‬ ‫رفاقتی‬ ‫سیستم‬ ‫مزیت‬‫درختی‬ ‫ساختار‬‫های‬ ‫بلوك‬ ‫برای‬‫و‬ ‫پر‬
‫کرد‬ ‫پیدا‬ ‫سریع‬ ‫خیلی‬ ‫را‬ ‫مناسب‬ ‫حفره‬ ،‫بازگشتی‬ ‫الگوریتم‬ ‫یک‬ ‫با‬ ‫و‬ ‫کرد‬ ‫ایجاد‬ ‫خالی‬.
‫مثال‬:‫درخواست‬ ‫از‬ ‫بعد‬ ‫دودویی‬ ‫درخت‬Release B
27
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

28. ‫های‬ ‫سیستم‬ ‫آموزش‬‫عامل‬
faradars.org/fvsft103
‫بندی‬ ‫صفحه‬
28
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

29. ‫های‬ ‫سیستم‬ ‫آموزش‬‫عامل‬
faradars.org/fvsft103
‫بندی‬ ‫صفحه‬(Paging)
‫حافظه‬‫اصلی‬‫به‬‫بلوکهایی‬‫با‬‫اندازه‬‫های‬‫ثابت‬‫به‬‫نام‬‫قاب‬(frame)‫تقسیم‬‫می‬‫شود‬.
‫حافظه‬‫منطقی‬‫به‬‫بلوك‬‫هایی‬‫با‬‫اندازه‬‫های‬‫یکسان‬‫به‬‫نام‬‫صفحه‬(page)‫تقسیم‬‫شود‬‫می‬.
‫اندازه‬‫صفحه‬‫و‬‫اندازه‬‫قاب‬‫توسط‬‫سخت‬‫افزار‬‫تعریف‬‫می‬‫شود‬.
‫وقتی‬‫یک‬‫فرایند‬‫به‬‫داخل‬‫حافظه‬‫آورده‬،‫شود‬‫می‬‫تمام‬‫صفحات‬‫آن‬‫به‬‫داخل‬‫قابهای‬‫موجود‬‫بار‬‫ش‬‫می‬‫وند‬
‫و‬‫یک‬‫جدول‬‫صفحه‬‫ایجاد‬‫شود‬‫می‬.
‫جدول‬‫صفحه‬،‫محل‬‫قاب‬‫هر‬‫صفحه‬‫از‬‫فرایند‬‫را‬‫مشخص‬‫کند‬‫می‬.
‫اندازه‬‫صفحه‬‫و‬‫اندازه‬‫قاب‬‫باید‬‫توانی‬‫از‬2‫باشند‬.
‫نقطه‬‫ضعف‬‫اصلی‬‫صفحه‬‫بندی‬‫تکه‬‫تکه‬‫شدن‬‫داخلی‬‫است‬.
29
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

30. ‫های‬ ‫سیستم‬ ‫آموزش‬‫عامل‬
faradars.org/fvsft103
‫مثال‬
‫تخصیص‬‫قاب‬‫های‬‫آزاد‬‫به‬‫های‬‫صفحه‬‫فرایند‬A‫و‬‫نمایش‬‫جدول‬‫صفحه‬:
30
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

31. ‫های‬ ‫سیستم‬ ‫آموزش‬‫عامل‬
faradars.org/fvsft103‫مثال‬
31
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

32. ‫های‬ ‫سیستم‬ ‫آموزش‬‫عامل‬
faradars.org/fvsft103
‫بندی‬ ‫صفحه‬ ‫سیستم‬ ‫در‬ ‫آدرس‬ ‫ترجمه‬
‫آدرس‬‫منطقی‬‫از‬‫دو‬‫قسمت‬‫تشکیل‬‫شده‬‫است‬:
1-‫شماره‬‫صفحه‬(P)2-‫آفست‬(d)
‫پردازنده‬‫به‬‫کمک‬‫جدول‬،‫صفحه‬‫یک‬‫آدرس‬‫فیزیکی‬‫تولید‬‫کند‬‫می‬.
‫آدرس‬‫فیزیکی‬‫از‬‫دو‬‫قسمت‬‫تشکیل‬‫شده‬‫است‬:
1-‫شماره‬‫قاب‬2-‫آفست‬
‫گوین‬ ‫می‬ ‫نیز‬ ‫مکان‬ ‫تفاوت‬ ‫یا‬ ‫انحراف‬ ،‫آفست‬ ‫به‬‫د‬.
32
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

33. ‫های‬ ‫سیستم‬ ‫آموزش‬‫عامل‬
faradars.org/fvsft103‫بندی‬ ‫صفحه‬ ‫سیستم‬ ‫در‬ ‫آدرس‬ ‫ترجمه‬ ‫نحوه‬
33
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

34. ‫های‬ ‫سیستم‬ ‫آموزش‬‫عامل‬
faradars.org/fvsft103
‫مثال‬
‫با‬‫توجه‬‫به‬‫آدرس‬‫نسبی‬0000010111011110،‫چند‬‫بیت‬‫برای‬‫شماره‬‫صفحه‬‫نیاز‬‫است؟‬
(‫اندازه‬‫صفحه‬‫برابر‬‫یک‬‫کیلو‬‫بایت‬‫می‬‫باشد‬.)
‫پاسخ‬:‫اندازه‬‫صفحه‬‫یک‬‫کیلو‬‫بایت‬،‫است‬‫پس‬10‫بیت‬‫برای‬‫آفست‬‫مورد‬‫نیاز‬‫است‬.
‫چون‬‫آدرس‬16‫بیتی‬،‫است‬6‫بیت‬‫برای‬‫شماره‬‫صفحه‬‫باقی‬‫ماند‬‫می‬.
‫آدرس‬‫نسبی‬‫داده‬‫شده‬‫دارای‬‫آفست‬(0111011110)‫در‬‫صفحه‬(000001)‫است‬.
‫باشد‬ ‫داشته‬ ‫کیلوبایتی‬ ‫یک‬ ‫صفحه‬ ‫حداکثر‬ ‫تواند‬‫می‬ ‫برنامه‬ ‫یک‬. 6
2 = 64
34
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

35. ‫های‬ ‫سیستم‬ ‫آموزش‬‫عامل‬
faradars.org/fvsft103
‫مثال‬
‫یک‬‫فضای‬‫آدرس‬‫دهی‬‫منطقی‬‫شامل‬4‫صفحه‬‫است‬‫و‬‫هر‬‫صفحه‬‫حاوی‬2‫کلمه‬‫است‬.‫اگر‬‫این‬‫صفحات‬‫بر‬‫روی‬
‫یک‬‫فضای‬‫آدرس‬‫دهی‬‫فیزیکی‬‫حاوی‬8‫قاب‬‫صفحه‬‫نگاشت‬،‫شود‬‫آدرس‬‫منطقی‬‫و‬‫فیزیکی‬‫چند‬‫بیتی‬‫خواه‬‫د‬
‫بود؟‬
‫فضای‬‫آدرس‬‫دهی‬‫منطقی‬:
‫فضای‬‫آدرس‬‫دهی‬‫فیزیکی‬:
‫بنابراین‬‫آدرس‬‫منطقی‬3‫بیتی‬‫و‬‫آدرس‬‫فیزیکی‬4‫بیتی‬‫است‬.
3
4×2 = 8 = 2
4
8×2 = 16 = 2
35
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

36. ‫های‬ ‫سیستم‬ ‫آموزش‬‫عامل‬
faradars.org/fvsft103
‫مثال‬
‫در‬‫یک‬‫سیستم‬‫حافظه‬‫صفحه‬‫بندی‬‫با‬‫یک‬‫جدول‬‫صفحه‬‫حاوی‬64‫مدخل‬10‫بیتی‬‫و‬‫صفحه‬‫های‬512،‫بایتی‬
‫آدرس‬‫منطقی‬‫و‬‫فیزیکی‬‫چند‬‫بیتی‬‫است؟‬
‫اندازه‬‫حافظه‬‫منطقی‬=‫حاصل‬‫ضرب‬‫تعداد‬‫صفحات‬(‫تعداد‬‫مدخل‬‫ها‬)‫در‬‫اندازه‬‫هر‬‫صفحه‬:
‫اندازه‬‫حافظه‬‫فیزیکی‬=‫حاصل‬‫ضرب‬‫تعداد‬‫آدرسها‬‫در‬‫اندازه‬‫هر‬‫صفحه‬:
‫بنابراین‬‫آدرس‬‫منطقی‬15‫بیتی‬‫و‬‫آدرس‬‫فیزیکی‬19‫بیتی‬‫است‬.
6 9 15
64×512 = 2 ×2 = 2
10 19
2 ×512 = 2
36
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

37. ‫های‬ ‫سیستم‬ ‫آموزش‬‫عامل‬
faradars.org/fvsft103
‫مثال‬
‫در‬‫یک‬‫فضای‬‫آدرس‬‫دهی‬‫منطقی‬‫هر‬‫صفحه‬‫حاوی‬512‫کلمه‬‫است‬.‫صفحات‬‫حافظه‬‫اصلی‬‫بر‬‫روی‬‫یک‬
‫فضای‬‫آدرس‬‫دهی‬‫فیزیکی‬‫حاوی‬8‫قاب‬‫صفحه‬‫نگاشته‬‫می‬‫شود‬.‫آدرس‬‫فیزیکی‬‫حاوی‬‫چند‬‫بیت‬‫است‬‫؟‬
3 9 12
8×512 = 2 ×2 = 2
37
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

38. ‫های‬ ‫سیستم‬ ‫آموزش‬‫عامل‬
faradars.org/fvsft103
‫بندی‬ ‫قطعه‬
38
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

39. ‫های‬ ‫سیستم‬ ‫آموزش‬‫عامل‬
faradars.org/fvsft103
‫بندی‬ ‫قطعه‬
‫در‬‫روش‬‫قطعه‬‫بندی‬‫برای‬‫مدیریت‬،‫حافظه‬‫برنامه‬‫و‬‫داده‬‫ها‬‫به‬‫تعدادی‬‫قطعه‬(Segment)‫تقسیم‬‫شوند‬‫می‬
‫و‬‫لزومی‬‫ندارد‬‫اندازه‬‫این‬‫ها‬‫قطعه‬‫هم‬‫اندازه‬‫باشند‬.
‫هنگامی‬‫که‬‫یک‬‫فرایند‬‫به‬‫داخل‬‫آورده‬،‫شود‬‫می‬‫کلیه‬‫های‬‫قطعه‬‫آن‬‫به‬‫داخل‬‫حافظه‬‫بار‬‫شوند‬‫می‬‫و‬‫جدول‬
‫قطعه‬‫ایجاد‬‫می‬‫شود‬.
‫هر‬‫سطر‬‫این‬‫جدول‬‫شامل‬‫آدرس‬‫شروع‬‫قطعه‬‫مورد‬‫نظر‬‫در‬‫حافظه‬‫اصلی‬‫و‬‫طول‬‫قطعه‬‫می‬‫باشد‬.
39
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

40. ‫های‬ ‫سیستم‬ ‫آموزش‬‫عامل‬
faradars.org/fvsft103
‫قطعه‬ ‫از‬ ‫منطقی‬ ‫دید‬‫بندی‬
40
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

41. ‫های‬ ‫سیستم‬ ‫آموزش‬‫عامل‬
faradars.org/fvsft103
1-‫آدرس‬‫منطقی‬‫از‬‫دو‬‫قسمت‬‫تشکیل‬‫یافته‬‫است‬:‫شماره‬‫قطعه‬‫و‬‫آفست‬.
2-‫امتیاز‬‫قطعه‬،‫بندی‬‫حفاظت‬‫از‬‫قطعات‬‫و‬‫اشتراك‬‫داده‬‫ها‬‫و‬‫کد‬‫می‬‫باشد‬.
3-‫الگوی‬‫صفحه‬‫بندی‬‫نمی‬‫تواند‬‫حافظه‬‫فیزیکی‬‫را‬‫از‬‫دیدگاه‬‫کاربر‬‫نس‬‫بت‬‫به‬
‫حافظه‬‫تفکیک‬‫کند‬.
41
‫بندی‬ ‫قطعه‬ ‫با‬ ‫رابطه‬ ‫در‬ ‫نکاتی‬
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

42. ‫های‬ ‫سیستم‬ ‫آموزش‬‫عامل‬
faradars.org/fvsft103
4-‫قطعه‬‫بندی‬‫به‬‫دلیل‬‫بکارگیری‬‫های‬‫قطعه‬‫غیرهم‬،‫اندازه‬‫مشابه‬‫بخش‬‫بندی‬‫پویا‬‫است‬.
‫البته‬‫در‬‫قطعه‬‫بندی‬‫یک‬‫برنامه‬‫تواند‬‫می‬‫بیش‬‫از‬‫یک‬‫بخش‬‫را‬‫اشغال‬‫کند‬‫و‬‫لزو‬‫می‬‫ندارد‬
‫این‬‫بخشها‬‫پیوسته‬‫باشند‬.
5-‫قطعه‬‫بندی‬‫تکه‬‫تکه‬‫شدن‬‫داخلی‬‫را‬‫حذف‬،‫کند‬‫می‬‫اما‬‫دارای‬‫تکه‬‫تکه‬‫شدن‬‫خارجی‬
‫است‬.
6-‫در‬‫حالی‬‫که‬‫صفحه‬‫بندی‬‫از‬‫دید‬‫ساز‬‫برنامه‬‫مخفی‬،‫است‬‫قطعه‬‫بندی‬‫قابل‬‫رویت‬‫و‬‫ع‬‫امل‬
‫تسهیل‬‫سازماندهی‬‫ها‬‫برنامه‬‫و‬‫ها‬‫داده‬‫باشد‬‫می‬.
42
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

43. ‫های‬ ‫سیستم‬ ‫آموزش‬‫عامل‬
faradars.org/fvsft103‫بندی‬ ‫قطعه‬ ‫افزار‬ ‫سخت‬
43
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

44. ‫های‬ ‫سیستم‬ ‫آموزش‬‫عامل‬
faradars.org/fvsft103
‫مثال‬
‫آدرس‬‫منطقی‬16‫بیتی‬0001001011110000‫مفروض‬‫است‬.‫نحوه‬‫تولید‬‫آدرس‬‫فیزیکی‬‫در‬‫روش‬‫قطعه‬‫بندی‬‫را‬
‫نشان‬‫دهید‬.(‫آفست‬12‫بیتی‬‫و‬‫شماره‬‫قطعه‬4‫بیتی‬)
‫آدرس‬‫فیزیکی‬‫از‬‫جمع‬‫آفست‬12‫بیتی‬‫با‬‫مقدار‬‫پایه‬‫بدست‬‫می‬‫آید‬.
‫حداکثر‬‫اندازه‬‫قطعه‬:12
2 4096
44
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

45. ‫های‬ ‫سیستم‬ ‫آموزش‬‫عامل‬
faradars.org/fvsft103
‫مثال‬
‫کدام‬‫آدرس‬‫منطقی‬‫فاقد‬‫آدرس‬‫فیزیکی‬‫هستند؟‬
0,150
2,700
45
‫آدرس‬‫منطقی‬‫در‬‫سیستم‬‫قطعه‬‫بندی‬‫از‬‫دو‬‫قسمت‬(‫شماره‬‫قطعه‬‫و‬‫آفست‬)‫تشکیل‬،‫شده‬
‫اولین‬‫آدرس‬‫منطقی،آدرس‬‫فیزیکی‬،‫ندارد‬‫چون‬:
‫آدرس‬‫منطقی‬‫دوم‬،‫دارای‬‫آدرس‬‫فیزیکی‬،‫است‬‫چون‬:
‫این‬‫آدرس‬‫برابر‬‫است‬‫با‬:
700 600
150 200
500 150 650 
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

46. ‫های‬ ‫سیستم‬ ‫آموزش‬‫عامل‬
faradars.org/fvsft103
‫پایان‬
46
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

47. ‫های‬ ‫سیستم‬ ‫آموزش‬‫عامل‬
faradars.org/fvsft103
‫های‬ ‫سیستم‬ ‫آموزش‬‫عامل‬
faradars.org/fvsft103
47
‫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.
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org