جدولة العمليات في نظم التشغيل

جدولة العمليات في نظم التشغيل

جدولة العملية ، هي نشاط مدير العملية الذي يتولى إزالة العملية الجارية من وحدة المعالجة المركزية ، واختيار عملية أخرى على أساس استراتيجية معينة ، وتعد جدولة


العمليات الحاسوبية


جزءًا أساسيًا من أنظمة تشغيل البرمجة المتعددة ، تسمح أنظمة التشغيل هذه بتحميل أكثر من عملية واحدة في الذاكرة القابلة للتنفيذ في وقت واحد ، وتشارك العملية المحملة وحدة المعالجة المركزية باستخدام مضاعفة الوقت .

قوائم انتظار جدولة العملية

• يحتفظ نظام التشغيل بجميع مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور في قوائم انتظار جدولة العمليات ، يحتفظ نظام التشغيل بقائمة انتظار منفصلة لكل حالة من حالات العملية ، ويتم وضع مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور لجميع العمليات في نفس حالة التنفيذ في نفس قائمة الانتظار ، عندما يتم تغيير حالة العملية ، يتم إلغاء ربط ثنائي الفينيل متعدد الكلور الخاص به من قائمة الانتظار الحالية ، وينتقل إلى قائمة انتظار الحالة الجديدة ، ويجب هنا معرفة طريقة
  
  
  تحويل الويندوز من 32 بت إلى 34 بت
  
  
  .
• يحافظ نظام التشغيل على قوائم انتظار جدولة العمليات المهمة التالية ، ولتحقيق أقصى استفادة يجب عليك امتلاك
  
  
  حساب ميكروسوفت
  
  
  .

أنواع قوائم الانتظار

• قائمة انتظار الوظائف : تحتفظ قائمة الانتظار هذه بجميع العمليات في النظام ، وهذا يعتمد على
  
  
  الفرق بين ويندوز 32 و 64
  
  
  .
• قائمة الانتظار الجاهزة : تحتفظ قائمة الانتظار هذه بمجموعة من جميع العمليات الموجودة في الذاكرة الرئيسية ، جاهزة وتنتظر التنفيذ ، يتم وضع عملية جديدة دائمًا في قائمة الانتظار هذه .
• قوائم انتظار الجهاز : تشكل العمليات المحظورة بسبب عدم توفر جهاز الإدخال / الإخراج قائمة الانتظار هذه .

يمكن لنظام التشغيل استخدام سياسات مختلفة لإدارة كل قائمة انتظار ، وتعتبر هذه إحدى


مميزات ويندوز


10


، والعديد من أنظمة التشغيل الأخرى ، ويحدد برنامج جدولة نظام التشغيل كيفية نقل العمليات بين قوائم الانتظار الجاهزة والتشغيلية ، والتي لا يمكن أن تحتوي إلا على إدخال واحد لكل نواة معالج على النظام مع اختلاف


مراحل تطور نظم التشغيل


.[1]

جدولة العمليات في نظم التشغيل

• جدولة طويلة الأجل

يعمل برنامج الجدولة وهو إحدى


برامج الأوفيس


على المدى الطويل بشكل أقل تكرارا ، يقرر المنظمون على المدى الطويل البرنامج الذي يجب أن يدخل قائمة انتظار الوظائف ، من قائمة انتظار المهام، معالج المهمة ، يختار العمليات ويحملها في الذاكرة للتنفيذ ، الهدف الأساسي من برنامج جدولة الوظائف هو الحفاظ على درجة جيدة من البرمجة المتعددة تعني الدرجة المثلى من البرمجة المتعددة ، أن متوسط ​​معدل إنشاء العملية يساوي متوسط ​​معدل مغادرة العمليات من ذاكرة التنفيذ .

• جدولة قصيرة المدى

يُعرف هذا أيضًا باسم جدولة وحدة المعالجة المركزية ، ويعمل بشكل متكرر ، الهدف الأساسي من هذا المجدول ، هو تحسين أداء وحدة المعالجة المركزية ، وزيادة معدل تنفيذ العملية .

• جدولة متوسطة المدى

يقوم هذا المجدول بإزالة العمليات من الذاكرة (ومن التنازع النشط لوحدة المعالجة المركزية) ، وبالتالي يقلل من درجة البرمجة المتعددة في وقت لاحق ، يمكن إعادة العملية في الذاكرة ، ومتابعة عربة تنفيذها من حيث توقفت ، يسمى هذا المخطط بالمبادلة ، يتم تبديل العملية ، وتبديلها لاحقًا بواسطة جدولة المدى المتوسط .

قد يكون التبديل ضروريًا لتحسين مزيج العملية ، أو لأن التغيير في متطلبات الذاكرة أدى إلى زيادة الالتزام بالذاكرة المتاحة ، مما يتطلب تحرير الذاكرة . [2] ، ولتحقيق استفادة أكثر يمكنك قراءة


مزايا وعيوب نظام لينكس


.

ما هو تبديل السياق ؟

• يتطلب تبديل وحدة المعالجة المركزية إلى عملية أخرى حفظ حالة العملية القديمة ، وتحميل الحالة المحفوظة للعملية الجديدة ، وتعرف هذه المهمة باسم تبديل السياق .
• في السياق تتمثل عملية في كتلة التحكم في العمليات (PCB) من العملية ، يتضمن قيمة مسجلات وحدة المعالجة المركزية ، وحالة العملية ومعلومات إدارة الذاكرة ، عند حدوث تبديل السياق يحفظ Kernel سياق العملية القديمة في PCB الخاص به ، ويقوم بتحميل السياق المحفوظ للعملية الجديدة المجدولة للتشغيل .
• وقت تبديل السياق هو عبء خالص ، لأن النظام لا يقوم بعمل مفيد أثناء التبديل ، تختلف سرعته من آلة إلى أخرى ، اعتمادًا على سرعة الذاكرة ، وعدد السجلات التي يجب نسخها، ووجود تعليمات خاصة (مثل تعليمات واحدة لتحميل أو تخزين جميع السجلات) ، تتراوح السرعات النموذجية من 1 إلى 1000 ميكروثانية .
• أصبح تبديل السياق بمثابة عنق زجاجة في الأداء ، بحيث يستخدم المبرمجون هياكل (خيوط) جديدة لتجنب ذلك كلما وحيثما أمكن ذلك .[2]

ما هو المجدول

تحتوي معظم


انظمة التشغيل


على عدد كبير من العمليات مع دفعات قصيرة من وحدة المعالجة المركزية تتخللها طلبات الإدخال/ الإخراج ، وعدد صغير من العمليات مع دفعات طويلة من وحدة المعالجة المركزية ، لتوفير أداء جيد لمشاركة الوقت ، قد نقوم باستباق عملية تشغيل للسماح بتشغيل عملية أخرى ، في قائمة جاهزة ، المعروف أيضا باسم طابور المدى ، في نظام التشغيل تحتفظ بقائمة لجميع العمليات التي هي على استعداد لتشغيل ، ولا حظر على الإدخال/ الإخراج أو طلب نظام منع آخر ، مثل الإشارة ، الإدخالات في هذه القائمة هي مؤشرات إلى كتلة التحكم في العملية ، والتي تخزن جميع المعلومات وتوضح حول العملية ، وعند اكتمال طلب إدخال/ إخراج لعملية ما ، تنتقل العملية من حالة الانتظار إلى حالة الاستعداد ، ويتم وضعها في قائمة انتظار التشغيل .

برنامج جدولة العملية هو أحد


مكونات الحاسب الالي


بشكل عام ونظام التشغيل بشكل خاص المسؤول عن تحديد ما إذا كانت العملية قيد التشغيل ، حاليًا يجب أن تستمر في العمل .

وإذا لم يكن الأمر كذلك ، فما هي العملية التي يجب تشغيلها بعد ذلك وتختلف


مراحل تطور نظام التشغيل


، وهناك أربعة أحداث قد تحدث حيث يحتاج المجدول إلى التدخل واتخاذ هذا القرار :

• تنتقل العملية الحالية من التشغيل إلى حالة الانتظار لأنها تصدر طلب إدخال / إخراج ، أو بعض طلبات نظام التشغيل التي لا يمكن تلبيتها على الفور .
• تنتهي العملية الحالية .
• تتسبب مقاطعة المؤقت في تشغيل المجدول ، ويقرر تشغيل العملية للفاصل الزمني المخصص لها وقد حان الوقت لنقلها من حالة التشغيل إلى حالة الاستعداد .
• تكتمل عملية الإدخال / الإخراج للعملية التي طلبت ذلك ، وتنتقل العملية الآن من حالة الانتظار إلى حالة الاستعداد ، قد يقرر المجدول بعد ذلك استباق العملية الجارية حاليًا ، ونقل هذه العملية الجاهزة حديثًا إلى حالة التشغيل .

المجدول هو جدولة وقائية إذا كان لديه القدرة على الاستدعاء من خلال مقاطعة ، ونقل عملية من حالة التشغيل للسماح بتشغيل عملية أخرى ، قد يتسبب آخر حدثين في القائمة أعلاه في حدوث ذلك ، إذا لم يستطع المجدول أن يأخذ وحدة المعالجة المركزية بعيدًا عن العملية ، فهذا يعني أنه مجدول تعاوني أو غير استباقي .[3]