پردازش‌ها در سیستم عامل

در این مقاله به توضیح توضیح پردازش ها و حالت‌های مختلف آن ها در سیستم عامل می پردازیم. برای اطلاعات بیشار می توانید مقاله مربوط به سیستم عامل‌ها را مطالعه کنید.

ابتدا به توضیح این مورد می پردازیم که پردازش چیست و به چه معناست. پردازش از ترجمه‌ی عبارت process است و به معنای فرآیند و فعالیتی در کامپیوتر است که وظیفه خاصی را بر عهده دارد.

به بیان دیگر پردازش، یک فعالیت در حال اجراست. در کامپیوتر ها اجرای پردازش ها به صورت ترتیبی انجام می شود. (کامپیوترهای اولیه به صورت ماشین های ترتیبی بسیار ساده بودند. ). به بیان ساده‌تر برنامه‌های رایانه‌ای یا اپلیکیشن های دسکتاپ در ابتدا به صورت فایل‌های متنی نوشته می‌شوند و هنگامی که روی سیستم عامل اجرا می‌شوند به پردازش تبدیل می‌شوند و وظایف خود را در حین اجرای نرم افزار به درستی انجام می دهند.

پردازش ها در سیستم عامل حالت های متفاوتی به خود می گیرند. به عنوان مثال ممکن است یک پردازش به دلیل مشغول بودن منابع I/O مانند سی دی رام و دیگر منابع ورودی یا خروجی، به صورت موقت به حالت خواب یا sleep بروند (در واقع وارد حالت waiting و یا انتظار می شود.).

در ادامه به طور خلاصه حالت‌های متفاوتی که هر پردازش می‌تواند به خود بگیرد را توضیح می دهیم.

 حالت‌های یک پردازش

• آغاز (start) :  به حالت اولیه یک پردازش می گوییم و آن پردازش در حالت آغاز یا ایجاد است.
• آماده (ready):  در این حالت پردازش آماده به انجام وظایف خود است و تنها منتظر است که کامپیوتر به آن یک processor برای اجرا بدهد.  پردازش‌های ready در انتظار این هستند که زمان پردازنده از سوی سیستم عامل به آن‌ها اختصاص یابد تا بتوانند اجرا شوند. پردازش‌ها ممکن است که بعد از مرحله آغاز و یا بعد از وقفه‌ای که در آن سیستم عامل، زمان CPU را به پردازش دیگری اختصاص داده است،  وارد این حالت شوند تا در اسرع وقت عملیات خود را آغاز کنند.
• اجرا (Running): پردازش در این مرحله در حال اجرا است. یعنی کامپیوتر منابع مورد نیاز و همین طور پردازنده یا cpu را به آن داده است. به بیان دیگر هنگامی که زمان پردازنده از سوی سیستم عامل به پردازش یا process اختصاص یافت، پردازش وارد حالت اجرا می‌شود و دستورالعمل‌های آن از سوی پردازنده اجرا می‌شوند.
• انتظار (Waiting): گاهی اتفاق می افتد که یک پردازش قادر به شروع کار و یا ادامه کار نباشد. این مشکل در صورتی رخ می دهد که منابع کافی برای انجام عملیات در دسترس پردازش قرار نگیرد. به عنوان مثال پردازش منتظر است که کاربر ورودی را وارد کند و یا نیازمند دسترسی به یک فایل است. در این حالت پردازش یا process به صورت موقت وارد حالت انتظار می‌شود تا منابع مورد نیازش آزاد شوتد.
• خاتمه یا خروج (Terminated or Exit): زمانی که اجزای پردازش تمام می شود (یعنی عمیات خود را به خوبی به پایان می رساند) در این حالت امی گوییم پردازش در حالت terminated قرار دارد. اما حالت دیگری نیز وجود دارد و آن است که سیستم عامل و یا خود کاربر به یک پردازش دستور خاتمه بدهد.

نحوه خاتمه پردازش‌ها در ویندوز

برای انجام این کار شما می‌توانید کلیدهای ترکیبی ctrl + alt + delete را بگیرید و از منوی قابل مشاهده در این صفحه گزینه start task manager را انتخاب کنید. در قسمت processes شما می توانید پردازش‌های فعال را ببینید و هرکدام از آن ها را غیر فعال یا stop کنید. به این ترتیب آن پردازش از حافظه اصلی خارج می‌شود. همچنین در task manager می توانید میزان استفاده از cpu و مموری سیستم خود را نیز مشاهده کنید.

زمان بندی پردازش‌ها

فعالیت یک نرم‌افزار مدیریت پردازش این است که فرایند حذف پردازش‌های در حال اجرا از CPU و انتخاب پردازش‌های دیگر بر اساس یک فرمول و عملکرد خاص را مدیریا می کند . سیستم عامل های چند برنامگی باید سیاست و راهبردهای درستی برای زمان‌بندی پردازش خود داشته باشند. چنین سیستم‌های عاملی می توانند به صورت همزمان بیشتر از یک پردازش را در حافظه اجرایی بارگذاری کنند. اشتراک پردازنده بین پردازش ها در این حالت را time multiplexing می گویند.