Εισαγωγή στα Λειτουργικά Συστήματα

Transcript

1 Εισαγωγή στα Λειτουργικά Συστήματα Ενότητα 3: Διεργασίες Ι Γεώργιος Φ. Φραγκούλης Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών

2 Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άλλου τύπου άδειας χρήσης, η άδεια χρήσης αναφέρεται ρητώς. 2

3 Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο TEI Δυτικής Μακεδονίας και στην Ανώτατη Εκκλησιαστική Ακαδημία Θεσσαλονίκης» έχει χρηματοδοτήσει μόνο τη αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους. 3

4 Σκοποί ενότητας Περιγραφή εκτέλεσης προγράμματος. Διεργασίες. Το μοντέλο των διεργασιών. Υλοποίηση Διεργασιών. Παράδειγμα Εκτέλεσης. Κλήσεις Συστήματος. Πολυπρογραμματισμός. Μοντελοποίηση Πολυπρογραμματισμού. Διεργασίες LINUX. 4

5 Περιεχόμενα ενότητας Εκτέλεση Προγράμματος. Διεργασίες. Το μοντέλο των διεργασιών. Υλοποίηση Διεργασιών. Παράδειγμα Εκτέλεσης. Κλήσεις Συστήματος. Πολυπρογραμματισμός. Μοντελοποίηση Πολυπρογραμματισμού. Διεργασίες LINUX. 5

6 Εκτέλεση Προγράμματος (1/3) Το πρόγραμμα δημιουργείται, γίνεται compiled, παράγεται ο object code ο οποίος αποθηκεύεται σε ένα αρχείο (στη δευτερεύουσα μνήμη) Όταν το πρόγραμμα ζητείται να τρέξει, (μέρος του) πρέπει να αποθηκευτεί στην κύρια μνήμη Κάθε εντολή του προγράμματος «στέλνεται» (φορτώνεται) στο κεντρικό επεξεργαστή μαζί με τα δεδομένα (που μπορεί να αποθηκευτούν στους registers του CPU) και εκτελείται. Απαιτείται διαχείριση κύριας μνήμης, δευτερεύουσας μνήμης, και του CPU Τέτοιου είδους διαχειρίσεις αναλαμβάνει το Λ.Σ. 6

7 Εκτέλεση Προγράμματος (2/3) Εικόνα 1: Εκτέλεση προγράμματος. Πηγή: Tanenbaum, A.: Σύγχρονα Λειτουργικά Συστήματα, Εκδόσεις Κλειδάριθμος. 7

8 Εκτέλεση Προγράμματος (3/3) Εικόνα 2: Εκτέλεση προγράμματος. Πηγή: Tanenbaum, A.: Σύγχρονα Λειτουργικά Συστήματα, Εκδόσεις Κλειδάριθμος. 8

9 Διεργασίες (1/3) Η διεργασία αποτελεί την πλέον κεντρική ιδέα σε ένα Λ.Σ. Διεργασία = Η αφαίρεση (abstraction) ενός προγράμματος που εκτελείται. Αποτελείται από: Το χώρο διευθύνσεων (address space) της διεργασίας στη μνήμη που περιλαμβάνει: τον κώδικα του προγράμματος που εκτελείται, τα δεδομένα του προγράμματος και τη στοίβα. Καταχωρητές: όπως ο μετρητής προγράμματος, και ο δείκτης στοίβας. Ανοικτά αρχεία, προειδοποιήσεις, λίστα σχετιζόμενων διεργασιών κτλ. 9

10 Διεργασίες (2/3) Εικόνα 3: Διεργασίες. Πηγή:Tanenbaum, A.: Σύγχρονα Λειτουργικά Συστήματα, Εκδόσεις Κλειδάριθμος. 10

11 Διεργασίες (3/3) Ένας Η/Υ εκτελεί (ψευδο)ταυτόχρονα πολλές διεργασίες. Παράδειγμα διεργασιών που εκτελούνται σε έναν εξυπηρετητή ιστού (web server): Ο εξυπηρετητής δέχεται πολλές αιτήσεις από πελάτες για την προβολή ιστοσελίδων. Κάθε αίτηση απαιτεί την αναζήτηση στο δίσκο. Εφόσον η αναμονή για Ε/Ε είναι μεγάλη, ο εξυπηρετητής μεταβαίνει σε μία δεύτερη αίτηση, μέχρις ότου να είναι έτοιμα τα δεδομένα της προηγούμενης αίτησης. Παράδειγμα προσωπικού υπολογιστή: Κατά την εκκίνηση του συστήματος πραγματοποιείται η εκκίνηση πολλών κρυφών και φανερών διεργασιών, εισερχόμενα ηλ. Ταχυδρομείου, antivirus. Lecture 3 11

12 Το μοντέλο των διεργασιών (1/6) Όλο το εκτελέσιμο λογισμικό οργανώνεται σε ένα πλήθος ακολουθιακών διαδικασιών (sequential processes). Εννοιολογικά, κάθε διεργασία έχει τη δική της CPU. Στην πραγματικότητα υπάρχει μόνο 1 CPU. Η γρήγορη εναλλαγή των διεργασιών στη CPU λέγεται πολυπρογραμματισμός (Ψευδο)παράλληλη εκτέλεση προγραμμάτων με 1 CPU. Η κοινή χρήση της CPU απαιτεί τη χρήση αλγορίθμων χρονοπρογραμματισμού (scheduling algorithm). Lecture 3 12

13 Το μοντέλο των διεργασιών (2/6) Μία CPU εκτελεί κάθε στιγμή 1 μόνο διεργασία. Η εκτέλεση κάθε διεργασίας γίνεται για λίγα μόνο msec. Μετά το σύστημα μεταβαίνει σε μία άλλη διεργασία (και πάλι για λίγα msec). Το αποτέλεσμα είναι η (ψευδο) παραλληλία. 13

14 Το μοντέλο των διεργασιών (3/6) Πηγή:Tanenbaum, A.: Σύγχρονα Λειτουργικά Συστήματα, Εκδόσεις Κλειδάριθμος. 14

15 Το μοντέλο των διεργασιών (4/6) (a) Ένας πραγματικός μετρητής προγράμματος μεταφέρεται από το ένα πρόγραμμα στο άλλο. (b) Το κάθε πρόγραμμα έχει το δικό του λογικό μετρητή προγράμματος. (c) Σε κάποιο «μεγάλο» χρονικό διάστημα, π.χ. μερικά sec, όλα τα προγράμματα θα έχουν λάβει χρόνο στη CPU. 15

16 Το μοντέλο των διεργασιών (5/6) Διαφορά μεταξύ διεργασίας και προγράμματος παράδειγμα: ένας προγραμματιστής ετοιμάζει ένα γλυκό. Συνταγή μαγειρικής: το πρόγραμμα. Προγραμματιστής που μαγειρεύει: η CPU. Συστατικά γλυκού: δεδομένα εισόδου. Διεργασία = η δραστηριότητα που περιλαμβάνει την ανάγνωση της συνταγής από το μάγειρα, την ανάμιξη των υλικών και τη δημιουργία του γλυκού. Σε περίπτωση που συμβεί κάτι σημαντικότερο, (π.χ. τραυματισμός ενός παιδιού) διακόπτει την παρασκευή του γλυκού. Εφόσον ολοκληρώσει την «επεξεργασία» της σημαντικότερης εργασίας επανέρχεται στη συνέχιση της παρασκευής του γλυκού (μεταγωγή επεξεργαστή σε διεργασία υψηλότερης προτεραιότητας). 16

17 Το μοντέλο των διεργασιών (6/6) Η διεργασία είναι ένα στιγμιότυπο (instance) ενός εκτελέσιμου προγράμματος. Εάν ένα πρόγραμμα εκτελεστεί δύο φορές, οδηγεί στη δημιουργία δύο διαφορετικών διεργασιών. Δεν πρέπει να γίνονται υποθέσεις για το χρόνο εκτέλεσης μίας διεργασίας. Ένα πρόγραμμα που εκτελείται δύο φορές, ενδέχεται να έχει μεγάλες αποκλίσεις στο χρόνο εκτέλεσης! 17

18 Δημιουργία διεργασίας (1/3) Γεγονότα που προκαλούν τη δημιουργία μίας διεργασίας: (α) Εκκίνηση συστήματος. (β) Εκτέλεση μίας κλήσης συστήματος για τη δημιουργία διεργασίας (από μία άλλη διεργασία που εκτελείται). (γ) Αίτηση χρήστη για τη δημιουργία νέας διεργασίας. (δ) Εκκίνηση εργασίας δέσμης (batch job). 18

19 Δημιουργία διεργασίας (2/3) Παραδείγματα: (α) Κατά την εκκίνηση: Διεργασίες προσκηνίου και παρασκηνίου (foreground, background processes) (β) Κλήση συστήματος από μία εκτελούμενη διεργασία: Η διεργασία μπορεί να εκτελέσει την κλήση συστήματος fork ώστε να δημιουργήσει μία άλλη διεργασία. (γ) Η αίτηση χρήστη μπορεί να γίνει από το κέλυφος με την εκτέλεση μίας εντολής, ή μέσω μίας ενέργειας από το περιβάλλον GUI. (δ) Εργασία δέσμης: Το σύστημα δέσμης συγκεντρώνει εργασίες. Όταν το Λ.Σ. αποφασίσει ότι έχει αρκετούς διαθέσιμους πόρους, δημιουργεί μία διεργασία για την εκτέλεση της επόμενης στη σειρά εργασίας. 19

20 Δημιουργία διεργασίας (3/3) Οι διεργασίες που εκτελούνται στο παρασκήνιο για να χειρίζονται δραστηριότητες όπως αλληλογραφία, εκτυπώσεις, ιστοσελίδες κλπ. ονομάζονται δαίμονες (daemons). Τα μεγάλα συστήματα διαθέτουν συνήθως δεκάδες δαίμονες. Στο LINUX το πρόγραμμα ps παρουσιάζει τις διεργασίες που εκτελούνται. Στα Windows μπορεί να χρησιμοποιηθεί ο διαχειριστής εργασιών task manager. 20

21 Τερματισμός διεργασίας (1/2) Γεγονότα που προκαλούν τον τερματισμό μίας διεργασίας είναι: (α) Κανονική έξοδος (εθελοντική). (β) Έξοδος σφάλματος (error exit) (εθελοντική). (γ) Έξοδος μοιραίου σφάλματος (fatal error) (μη εθελοντική). (δ) Τερματισμός από άλλη διεργασία (μη εθελοντική). 21

22 Τερματισμός διεργασίας (2/2) Παραδείγματα: (α) Τέλος διεργασίας, καλεί την κλήση exit(). (β) π.χ. πληκτρολόγηση διαταγής που δεν γνωρίζει το σύστημα. (γ) π.χ. σφάλμα στον κώδικα του προγράμματος, διαίρεση με το 0 κτλ. (δ) Χρήση της κλήσης συστήματος kill. 22

23 Ιεραρχίες διεργασιών (UNIX) (1/2) Μία (γονική) διεργασία μπορεί να δημιουργήσει μία ή περισσότερες θυγατρικές διεργασίες με την κλήση fork( ). Με αυτό τον τρόπο δημιουργούνται ιεραρχίες διεργασιών ή ομάδες διεργασιών (process group). Ένα σήμα από το πληκτρολόγιο προς μία διεργασία, θα διανεμηθεί σε όλη την ομάδα διεργασιών. Κάθε διεργασία της ομάδας επεξεργάζεται το σήμα. Το δέχεται και εκτελεί κάποια προεπιλεγμένη ενέργεια. Το αγνοεί. Τερματίζεται. 23

24 Ιεραρχίες διεργασιών (UNIX) (2/2) Κατά την εκκίνηση ενός συστήματος UNIX, εμφανίζεται μία ειδική διεργασία που λέγεται init. Η διεργασία αυτή δημιουργεί μία θυγατρική διεργασία για κάθε terminal που υπάρχει. Κάθε θυγατρική διεργασία περιμένει την επιτυχή σύνδεση χρήστη και δημιουργεί ένα κέλυφος (shell). Όλες οι διεργασίες του συστήματος δημιουργούν ένα δένδρο διεργασιών με ρίζα την init. 24

25 Ιεραρχίες διεργασιών (Windows) Στα Windows δεν υπάρχει ιεραρχία διεργασιών. Όλες οι διεργασίες είναι ισοδύναμες. Όταν δημιουργείται μία διεργασία, η «γονική» της αποκτά ένα ειδικό χειριστή (handle), μέσω του οποίου μπορεί να διαχειρίζεται τη θυγατρική διεργασία. Μπορεί να μεταβιβάσει το χειριστή σε κάποια άλλη διεργασία, παραβιάζοντας την ιεραρχία. Κάτι τέτοιο δεν είναι δυνατό στο UNIX. 25

26 Καταστάσεις διεργασιών (1/6) Μία σημαντική λειτουργία του OS είναι να προγραμματίζει ποια διεργασία θα τρέχει κάθε φορά (scheduling). Το πρόγραμμα του OS που εναλλάσσει τις διεργασίες στο CPU λέγεται scheduler. Πώς και πότε τρέχει ο scheduler; (ποιός τον κάνει schedule;) clock interrupts: αν το time slice του process έχει παρέλθει. block: όταν το τωρινό process μπλοκάρει. Εικόνα 4: Καταστάσεις διεργασιών. Πηγή:Tanenbaum, A.: Σύγχρονα Λειτουργικά Συστήματα, Εκδόσεις Κλειδάριθμος. 26

27 Καταστάσεις διεργασιών (2/6) cat file1 file2 grep tree Συνένωση δύο αρχείων και αποστολή στην έξοδο. H σωλήνωση δίνει το αποτέλεσμα της διεργασίας ως είσοδο στην εντολή grep ώστε να αναζητηθεί μία λέξη. Εάν η cat δεν έχει ολοκληρωθεί, η grep παραμένει μπολκαρισμένη. Το μπλοκάρισμα μίας διεργασίας μπορεί γενικά να συμβεί για δύο λόγους: Η διεργασία μπλοκάρεται ενδογενώς, γιατί π.χ. περιμένει κάποια είσοδο. Η διεργασία μπλοκάρεται εξωγενώς, γιατί το Λ.Σ. αποφασίζει να παραχωρήσει τη CPU σε κάποια άλλη διεργασία, δηλαδή λόγω κάποιας διακοπής (interrupt). 27

28 Καταστάσεις διεργασιών (3/6) Πηγή:Tanenbaum, A.: Σύγχρονα Λειτουργικά Συστήματα, Εκδόσεις Κλειδάριθμος. 28

29 Καταστάσεις διεργασιών (4/6) 1. Εκτελούμενη (running): Χρησιμοποιεί τη CPU. 2. Έτοιμη (ready): Είναι έτοιμη για εκτέλεση αλλά έχει διακοπεί προσωρινά. 3. Μπλοκαρισμένη (blocked): Δεν μπορεί να συνεχίσει την εκτέλεσή της, εάν δεν συμβεί κάποιο εξωτερικό γεγονός. Στην περίπτωση αυτή, η διεργασία δεν μπορεί να εκτελεστεί, ακόμα και εάν η CPU είναι διαθέσιμη. 29

30 Καταστάσεις διεργασιών (5/6) Σε ετοιμότητα ή αναμονή (ready or waiting) Μια διεργασία αυτής της κατηγορίας έχει φορτωθεί στην κύρια μνήμη και αναμένει την εκτέλεση της σε μία CPU. Μπορεί να υπάρχουν πολλές διεργασίες σε ετοιμότητα αλλά μόνο μία η οποία μπορεί να τρέχει ανά CPU. Οι διεργασίες οι οποίες ανήκουν σε αυτήν την κατηγορία τοποθετούνται σε μια ουρά η οποία χρησιμοποιείται στον χρονοπρογραμματισμό του συστήματος. Διεργασίες οι οποίες περιμένουν κάποιο γεγονός να συμβεί δεν θα αποτελούν κομμάτι ή μέρος αυτής της ουράς. 30

31 Καταστάσεις διεργασιών (6/6) Εκτελούμενη (Running) Μια διεργασία είναι σε εκτελέσιμη κατάσταση όταν επιλεγεί για να εκτελεστεί. Οι εντολές της διεργασίας εκτελούνται από μία εκ των CPU του συστήματος. Μπλοκαρισμένη (Blocked) Μια διεργασία η οποία δεν μπορεί να εκτελεστεί (είναι μπλοκαρισμένη) επειδή αναμένει κάποιο γεγονός (π.χ. Ολοκλήρωση I/O ή ένα σήμα.) 31

32 Υλοποίηση Διεργασιών (1/5) Για να υλοποιήσει το μοντέλο των διεργασιών το Λ.Σ. διατηρεί έναν πίνακα διεργασιών (Process Table): Δημιουργείται και διαχειρίζεται από το Λ.Σ. Περιέχει στοιχεία για τη διεργασία. Υποστηρίζει πολλαπλές διεργασίες. Αποθηκεύει πληροφορίες όταν η διεργασία αλλάζει κατάσταση. 32

33 Υλοποίηση Διεργασιών (2/5) Εικόνα 5: Υλοποίηση Διεργασιών. Πηγή:Tanenbaum, A.: Σύγχρονα Λειτουργικά Συστήματα, Εκδόσεις Κλειδάριθμος. 33

34 Υλοποίηση Διεργασιών (3/5) Εικόνα 6: Υλοποίηση Διεργασιών. Πηγή:Tanenbaum, A.: Σύγχρονα Λειτουργικά Συστήματα, Εκδόσεις Κλειδάριθμος. 34

35 Υλοποίηση Διεργασιών (4/5) Πηγή:Tanenbaum, A.: Σύγχρονα Λειτουργικά Συστήματα, Εκδόσεις Κλειδάριθμος. 35

36 Υλοποίηση Διεργασιών (5/5) Σε κάθε συσκευή Ε/Ε αντιστοιχεί μία θέση στη μνήμη που λέγεται διάνυσμα διακοπών (interrupt vector). Περιλαμβάνει τη διεύθυνση μίας διαδικασίας εξυπηρέτησης διακοπών (interrupt service vector). Πηγή:Tanenbaum, A.: Σύγχρονα Λειτουργικά Συστήματα, Εκδόσεις Κλειδάριθμος. 36

37 Παράδειγμα Εκτέλεσης (1/3) Εικόνα 7: Παράδειγμα εκτέλεσης. Πηγή:Tanenbaum, A.: Σύγχρονα Λειτουργικά Συστήματα, Εκδόσεις Κλειδάριθμος. 37

38 Παράδειγμα Εκτέλεσης (2/3) Εικόνα 8: Παράδειγμα εκτέλεσης. Πηγή:Tanenbaum, A.: Σύγχρονα Λειτουργικά Συστήματα, Εκδόσεις Κλειδάριθμος. 38

39 Παράδειγμα Εκτέλεσης (3/3) Εικόνα 9: Παράδειγμα εκτέλεσης. Πηγή:Tanenbaum, A.: Σύγχρονα Λειτουργικά Συστήματα, Εκδόσεις Κλειδάριθμος. 39

40 Υλοποίηση Διεργασιών Αλλαγή κατάστασης διεργασίας Αποθήκευση στοιχείων ώστε όταν επανέλθει στο CPU να ξεκινήσει εκεί όπου σταμάτησε. Ενημέρωση του process table. Επιλογή άλλης διεργασίας για να τρέξει. Ενημέρωση του process table. Επαναφορά των στοιχείων της νέας διεργασίας στο CPU. 40

41 Διαχείριση interrupts (1/2) Interrupt Vector: Καλύπτει τις "χαμηλότερες" διευθύνσεις της μνήμης. Αποτελείται από μια σειρά διευθύνσεων, μια για κάθε συσκευή, που "δείχνουν" στις ρουτίνες που πρέπει να κληθούν για να εξυπηρετηθεί το interrupt της κάθε συσκευής. Δηλ. μια ρουτίνα για δίσκο, άλλη για τερματικό, άλλη για το ρολόι, κ.λπ. Αυτές οι ρουτίνες λέγονται interrupt service routines (ISR). Αλγόριθμος για μεταχείριση interrupt. Hardware: Τοποθέτησε (push) στο stack τις τιμές των PC, SP, PSW, και κάποιων CPU registers. Βρες την κατάλληλη διεύθυνση στο interupt vector και "φόρτωσε" την στο PC. Έτσι, εκτελείται η ISR. 41

42 Διαχείριση interrupts (2/2) Software: Η ISR αποθηκεύει τα CPU registers στο κατάλληλο struct του Process Table (assembly lang). Μετά, το SP ενημερώνεται να "δείχνει" σ' ένα άλλο προσωρινό stack (assembly lang). Μετά, καλείται μια C ρουτίνα που βρίσκει ποιο process αφορά αυτό το interrupt. Αυτό το process τώρα γίνεται "έτοιμο" (δηλ. το process struct φεύγει από την Sleep λίστα και πηγαίνει στην Ready λίστα). Καλείται ο scheduler να διαλέξει ένα Process. Η C ρουτίνα επιστρέφει στην assembly lang. ρουτίνα που φορτώνει τα CPU Register και Page Tables του process που διάλεξε ο scheduler. 42

43 Κλήσεις Συστήματος (1/3) Η κλήση fork() Δημιουργεί ένα αντίγραφο της αρχικής διεργασίας με τον ίδιο κώδικα και διαφορετικό PID. Διασπά την τρέχουσα διεργασία σε δύο: το γονέα, και το παιδί. Το παιδί έχει ένα ξεχωριστό χώρο διευθύνσεων στην μνήμη. Και οι δύο διεργασίες αποτελούνται από τον ίδιο κώδικα, τα ίδια δεδομένα, και βρίσκονται στο ίδιο στάδιο της εκτέλεσής τους. Το παιδί κληρονομεί από το γονέα διάφορα στοιχεία όπως τους περιγραφείς των ανοικτών αρχείων, και το περιβάλλον εκτέλεσης. 43

44 Κλήσεις Συστήματος (2/3) Η κλήση fork() Ο διαχωρισμός του γονέα από το παιδί γίνεται με βάση την τιμή που επιστρέφει η fork. Σε περίπτωση επιτυχίας, στο γονέα επιστρέφει τον κωδικό της διεργασίας του παιδιού, ενώ στο παιδί επιστρέφει 0. Το παιδί μπορεί να βρει τον κωδικό της διεργασίας του γονέα με την κλήση getppid() (get parent process id). 44

45 Κλήσεις Συστήματος (3/3) Εικόνα 10: Κλήσεις συστήματος. Πηγή:Tanenbaum, A.: Σύγχρονα Λειτουργικά Συστήματα, Εκδόσεις Κλειδάριθμος. 45

46 Πολυπρογραμματισμός (1/2) Πολλά είδη προγραμμάτων περιέχουν αρκετό Ι/Ο (ονομάζονται I/O bound σε αντίθεση με τα CPU-bound). Όταν καλούν κάποια Ι/Ο διαδικασία (π.χ. πρόσβαση σε δίσκο) δεν χρειάζονται τον κεντρικό επεξεργαστή. Αν υπάρχει μόνο ένα πρόγραμμα που τρέχει στο σύστημα, τότε σπαταλείται χωρίς λόγο ένας σημαντικός πόρος (CPU cycles). Η έννοια του multiprogramming (που αναπτύχθηκε στα τέλη του 60) επιτρέπει την συμβίωση πολλών προγραμμάτων που τρέχουν. Όταν το ένα πρόγραμμα κάνει Ι/Ο, τότε το CPU «δίνεται» σε κάποιο άλλο πρόγραμμα που το χρειάζεται, κ.ο.κ. Έτσι αυξάνεται σημαντικά η απόδοση του συστήματος. 46

47 Πολυπρογραμματισμός (2/2) Πολυπρογραμματισμός Το OS είναι υπεύθυνο για την εκτέλεση πολλαπλών προγραμμάτων με τρόπο που να μεγιστοποιεί την χρήση του CPU. Παράλληλα να προσφέρεται, από άποψη χρόνου, μία λογική απόκριση από κάθε πρόγραμμα. Ψευδοπαραλληλισμός Ένα πλήθος σειριακών διεργασιών τρέχουν για κλάσματα του δευτερολέπτου. Μόνο ένα πρόγραμμα τρέχει μία δεδομένη στιγμή αλλά δημιουργείται η αίσθηση στον χρήστη ότι όλα τα προγράμματά του τρέχουν ταυτόχρονα. Η εναλλαγή διεργασιών στο CPU δεν εγγυάται σταθερό ρυθμό εκτέλεσης των υπολογισμών της κάθε διεργασίας. 47

48 Έστω p η πιθανότητα ότι σε μια χρονική στιγμή ένα process βρίσκεται στη κατάσταση αναμονής για Ε/Ε (I/O-wait) Έστω επίσης ότι υπάρχουν Ν τέτοιες διεργασίες Το CPU utilization δίνεται από την φόρμουλα CPU utilization = 1 - pn Μοντελοποίηση Πολυπρογραμματισμού (1/2) με p = 80% το CPU utilization είναι: το multiprogramming έχει σοβαρές ευεργετικές συνέπειες. Εικόνα 11: Μοντελοποίηση πολυπρογραμματισμού. Πηγή:Tanenbaum, A.: Σύγχρονα Λειτουργικά Συστήματα, Εκδόσεις Κλειδάριθμος. 48

49 Μοντελοποίηση Πολυπρογραμματισμού (2/2) Πηγή:Tanenbaum, A.: Σύγχρονα Λειτουργικά Συστήματα, Εκδόσεις Κλειδάριθμος. 49

50 Διεργασίες LINUX Εικόνα 12: Διεργασίες LINUX. Πηγή:Tanenbaum, A.: Σύγχρονα Λειτουργικά Συστήματα, Εκδόσεις Κλειδάριθμος. 50

51 Windows Διεργασίες (1/2) Εικόνα 13: Windows Διεργασίες. Πηγή:Tanenbaum, A.: Σύγχρονα Λειτουργικά Συστήματα, Εκδόσεις Κλειδάριθμος. 51

52 Windows Διεργασίες (2/2) Εικόνα 14: Windows Διεργασίες. Πηγή:Tanenbaum, A.: Σύγχρονα Λειτουργικά Συστήματα, Εκδόσεις Κλειδάριθμος. 52

53 Βιβλιογραφία 1. Tanenbaum κεφάλαιο 2 : 2.1 Πηγή των διαφανειών τα slides από τα βιβλία και τα online-tutorials των : 1. Α. Tanenbaum. 2. W. Stallings. Καθώς και οι online σημειώσεις των 1. Π. Κοτζανικολάου. 2. Κ. Λαμπρινουδάκη. 3. Κ. Μαργαρίτη. 4. Γ. Παπαδόπουλου. 5. Χ. Μανιφάβα. Αll material copyright All Rights Reserved..53

54 Τέλος Ενότητας

55 Σημείωμα Αναφοράς Copyright ΤΕΙ Δυτικής Μακεδονίας, Φραγκούλης Γεώργιος. «Εισαγωγή στα Λειτουργικά Συστήματα». Έκδοση: 1.0. Κοζάνη Διαθέσιμο από τη δικτυακή διεύθυνση: URL.

56 Σημείωμα Αδειοδότησης Το παρόν υλικό διατίθεται με τους όρους της άδειας χρήσης Creative Commons Αναφορά, Μη Εμπορική Χρήση Παρόμοια Διανομή 4.0 [1] ή μεταγενέστερη, Διεθνής Έκδοση. Εξαιρούνται τα αυτοτελή έργα τρίτων π.χ. φωτογραφίες, διαγράμματα κ.λ.π., τα οποία εμπεριέχονται σε αυτό και τα οποία αναφέρονται μαζί με τους όρους χρήσης τους στο «Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων». [1] Ως Μη Εμπορική ορίζεται η χρήση: που δεν περιλαμβάνει άμεσο ή έμμεσο οικονομικό όφελος από την χρήση του έργου, για το διανομέα του έργου και αδειοδόχο. που δεν περιλαμβάνει οικονομική συναλλαγή ως προϋπόθεση για τη χρήση ή πρόσβαση στο έργο. που δεν προσπορίζει στο διανομέα του έργου και αδειοδόχο έμμεσο οικονομικό όφελος (π.χ. διαφημίσεις) από την προβολή του έργου σε διαδικτυακό τόπο. Ο δικαιούχος μπορεί να παρέχει στον αδειοδόχο ξεχωριστή άδεια να χρησιμοποιεί το έργο για εμπορική χρήση, εφόσον αυτό του ζητηθεί. 56

57 Διατήρηση Σημειωμάτων Οποιαδήποτε αναπαραγωγή ή διασκευή του υλικού θα πρέπει να συμπεριλαμβάνει: το Σημείωμα Αναφοράς. το Σημείωμα Αδειοδότησης. τη δήλωση Διατήρησης Σημειωμάτων. το Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων (εφόσον υπάρχει). μαζί με τους συνοδευόμενους υπερσυνδέσμους. 57

58 Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων Το Έργο αυτό κάνει χρήση των ακόλουθων έργων: Εικόνες/Σχήματα/Διαγράμματα/Φωτογραφί ες: Tanenbaum, A.: Σύγχρονα Λειτουργικά Συστήματα, Εκδόσεις Κλειδάριθμος. 58