PROCESS (GÖREV) GÖREV YÖNETİMİ Ders 2 GÖREV (PROSES) NEDİR? Bir programın işletimi sırasında aldığı addır. Bir işlevi gerçekleştirmek üzere ardışıl bir program parçasının yürütülmesiyle ortaya çıkan işlemler dizisi. İşletilen her program için en az bir proses tanımlanır. Aynı programa ilişkin birden fazla proses olabilir. GÖREV İSKELETİ Yarım bırakılan bir programın tutarlı bir biçimde kaldığı yerden çalıştırılması işletimini bırakıldığı andaki durum bilgilerinin saklanması yoluyla sağlanır. Bu nedenle her görev için işletim sistemi tarafından bir veri yapısı tutulur. Bu veri yapısı en azından işletimin hangi komuttan başlayarak sürdürüleceği bilgisini, merkezi işlem birimi yazmaç içeriklerini varsa kullanılan kütüklerle ilgili bilgileri içermek zorundadır. Bu yapı görev iskeleti olarak adlandırılır. GÖREV İSKELETİ Görevlerin Ana İşlem Birimine Anahtarlanması Görevlerin Ana İşlem Birimine Anahtarlanması Bağlam Anahtarlama – – Bağlam Günleme Bağlam Saklama Görev-Durum Çizeneği (Görevlerin işletim Süresince Bulunduğu Durumlar) Ayrıntılı Görev Kuyruk Çizeneği Görevlerle İlgili Sistem Çağrıları Sistem çağrıları, gerek derleyiciler gerekse sistem programcıları(ayrıcalıklı haklara sahip işletim sistemi üzerinde günleme yapabilen programcıar) tarafından, işletim sistemine ilişkin yordamları çağırmak ve bu yolla hizmet almak amacıyla programlara yerleştirilen özel komutlardır. Görevlerle İlgili Sistem Çağrıları CREATE (görev-kimliği, öznitelik alanı) DELETE (görev-kimliği) SUSPEND (görev-kimliği, kuyruk-kimliği) RESUME (görev-kimliği, kuyruk-kimliği) DELAY (görev-kimliği, süre) CHANGE-PRIORITY (görev-kimliği) CHANGE-ATTRIBUTES (görev-kimliği, öznitelik alanı) SİSTEM ÇAĞRILARI VE GÖREV DURUM ÇİZENEĞİ GÖREV YÖNETİMİ (Kısa Dönemli Planlama) Görev durum çizeneğinde yer alan hazır görev durumundan çalışır duruma geçişler hazır görevler kuyruğundan merkezi işlem birimine anahtarlanma işlemleri görev yönetimi kapsamında ele alınır. Görev yönetiminden görev yönetici olarak adlandırılan işletim sistemi çekirdek katmanında yer alan özel bir yordam sorumludur. GÖREV YÖNETİMİ (Kısa Dönemli Planlama) Hazır görevler kuyruğunda bir görevin eksilmesi – – g/ç veya zamanuyumlama istemlerine bulunmaları , sonlanmaları Hazır görevler kuyruğuna yeni bir görevin eklenmesi – – – Yeni bir görevin sunulması g/ç yada zamanuyumlama istemlerinin yerine getirilmesi Gerçek zaman saati vuruları (göreve ayrılan sürenin dolması) Durumlarında GÖREV YÖNETİCİ ana işlem birine anahtarlanarak kendisinden sonra işletilecek görevin belirlenmesini sağlar. GÖREV YÖNETİMİ (Kısa Dönemli Planlama) Aşağıdaki gibi olaylar sonucunda ortaya çıkan uyarılarla Görev Yöneticisi, ana işlem birimine anahtarlanarak, ilgili görevin hazır görevler kuyruğuna bağlanmasını ve bunun sonrasında da ana işlem birimini kullanacak görevin belirlemesini sağlayacaktır. – – – CREATE Yeni bir görevin sisteme sunulması RESUME g/ç yada zamanuyumlama işlemlerinin sonlaması Göreve ayrılan sürenin dolması Yada bir aşağıdaki gibi olaylar sonucunda bir görevin işletiminin sonlaması durumunda hazır görevler kuyruğuna yeni bir görevin eklenmesini gerektirmeyen nedenlerle de görev yöneticinin işletilmesi ve işletime alınacak yeni görevin belirlenmesi gereklidir. – – – SUSPEND durdurulması DELETE sonlandırılması CHANGE-PRIORITY önceliğinin değiştirilmesi Görev Yönetimin Konumu İŞ YÖNETİMİ (Uzun Dönemli Planlama) Sisteme toplu işlem düzeninde sunulan işler, toplu işlem kuyruğuna bağlanırlar. Bu kuyrukta bekleyen işlerin hazır görevler kuyruğuna bağlanmaları İŞ YÖNETİMİ kapsamında ele alınır. Toplu işlem kuyruğunda işletilmek üzere bekleyen işlerin ele alınarak görevlere dönüştürülmeleri pek sık yapılan bir işlem değildir. Bilgisayar sistemine işler, toplu işlemin yanı sıra etkileşimli işlem bağlamında da sunulurlar. Ancak etkileşimli işlem düzeninde sunulan işler beklemeksizin doğrudan görevlere dönüştürülüp, hazır görevler kuyruğuna eklenirler. Yani İŞ YÖNETİCİ, toplu işlem kuyruk yada kuyruklarının düzenlenmesinden ve dönem dönem bu kuyruğun başındaki işleri göreve dönüştürerek hazır görevler kuyruğuna aktarmaktan sorumlu işletim sistemi kesimidir. İŞ YÖNETİMİN KONUMU ORTA DÖNEMLİ PLANLAMA Bellekte Yer Bekler Kuyruğu – Çalışan bir görevin bitmesi sonucu ana bellekte yer açılması, hazır görevler kuyruğuna bekleyen görev sayısının belirli bir sınırın altına düşmesi gibi durumlarda ana işlem birine anahtarlanan bu kesim, bellekte yer bekleyen görevler kuyruğunda bir göreve, ana bellek yönetim kesimiyle eşgüdüm içerisinde bellekte yer bulunmasını sağlayarak hazır görevler kuyruğuna bağlanmasını gerçekleştirir. ORTA DÖNEMLİ PLANLAMANIN KONUMU Yönetim Algoritmaları İşletim sistemlerinin kullandığı yönetim algoritmaları genel hatlarıyla – – – hem uzun dönemli (iş yönetimi) hem de kısa dönemli (görev yönetimi), hem de orta dönemli planlamaların tümü için kullanılabilir Yönetim Algoritmaları Hem kullanıcıya verilen hizmetin niteliğine hem de bilgisayar sisteminin verimli kullanımına ilişkin kıstaslar: – – – – – Ana İşlem Biriminin Verimli Kullanımı Birim Sürede Sonlandırılan iş Sayısı Ortalama İş Tamamlama Süresi Bekleme Süresi Yanıt Süresi Yönetim Algoritmaları Görev Yönetimi kapsamında, bu kıstaslrdan bir ya da birkaçını gözeten yönetim algoritmaları kullanılır. – – – – – İlk Gelen Önce Algoritması En Kısa İşletim Süresi Kalan Önce Algoritması Öncelik Tabanlı Algoritma Zaman Dilimli Algoritma Çok Kuyruklu Algoritma İlk Gelen Önce Algoritması İlk gelen önce algoritması, görevlerin eş öncelikli olarak ele alındığı ve görevlerin hazır görevler kuyruğuna geliş sırasında işletildiği çok yalın bir yönetim algoritmasıdır. Kısa İşletim Süresi Kalan Önce Algoritması Bu algoritmada görevlerin merkezi işlem birimine anahtarlanmasında göz önüne alınan kıstas görevlerin sonlanabilmeleri için arda kalan işletim süreleridir. En kısa işletim süresi kalan göreve öncelik sağlanarak biran önce sistemden çıkması ve bu yolla en kısa ortalama bekleme süresinin elde edilmesi amaçlanır. Öncelik Tabanlı Algoritma Yukarıda açıklanan algoritmaların genişletilmiş biçimidir. Bu algoritma için her görevin bir önceliği bulunur. Bu öncelik değeri görev iskeleti içinde öncelik alt alanında tutulur. Görev öncelikleri merkezi işlem birimini kullanım süresi, ana bellek gereksinimi, giriş/çıkış kanal kullanım sıklığı gibi görevin sistem kaynaklarına ilişkin ölçülebilir taleplerine, ait olunan kullanıcı grubunun özelliklerine, sisteme sunuluş biçimine dayalı olarak belirlenir. Bu algoritmaya göre işlemciye yeni bir görev anahtarlanacağı zaman en yüksek önceliğe sahip görev seçilir. Zaman Dilimli Algoritma Zaman dilimli görev yönetiminde görevler eşit uzunluktaki zaman dilimlerinde merkezi işlem birimine sırayla anahtarlanırlar. Örneğin her 5 milisaniyede her gelen saat uyarılarıyla işlemciye anahtarlanan görev yönetici çalışmakta olan görevi hazır görevler kuyruğunun sonuna ekleyerek kuyruk başındaki görevi de işlemciye anahtarlar. Çok Kuyruklu Algoritma Bir bilgisayar sisteminde işletime alınan görevler çok değişik niteliklerde olabilir. – – – etkileşimli işlem ortamında program geliştiren kullanıcı görevleri toplu işlem kuyruğundan sisteme sunulmuş ve sistem kaynaklarını boş dönemlerinde çalışır tutmayı amaçlayan işlerle ilgili görevler işletilen görevler arasında hiç bekletilmeden işlemciye anahtarlanması gereken çok öncelikli sistem görevleri Bu görevlerin hepsini aynı hazır görevler kuyruğunda bağlamak ve bunların tümüne aynı yöntem algoritmasını uygulamak tüm görevler için uygun olmayabilir. Bu nedenle değişik yönetim algoritmalarının olumlu yönlerini biraraya getirerek ve sakıncalarını azaltarak çok uyruklu yönetim algoritması kullanılır. Örneğin : en kısa işletim süresi kalan önce algoritmasının tüm görevlere uygulanması etlkileşimli işlem ortamını tamamen bozabilir. Çok Kuyruklu Görev Yönetimi İş Sıralama Örneği Örnek: FIFO Sıralama 0 1 2 3 4 5 5 10 15 20 Örnek: En Kısa İş İlk Önce 0 1 2 3 4 5 5 10 15 20 Geri Beslemeli 0 1 2 3 4 5 5 10 15 20 Örnek: Dönüşümlü Sıralama 0 1 2 3 4 5 5 10 15 20 Örnek: Kalan Süresi En Az Olana Göre Sıralama 0 1 2 3 4 5 5 10 15 20 İş Sıralama Yöntemleri Çok düzeyli kuyruklar düzey 1 FIFO düzey 2 FIFO düzey 3 FIFO düzey n (dönüşümlü) MİB
