دانلود پاورپوینت تحلیل و بررسی سیستم عاملOperating system

\n

Operating systemسیستم عامل

\n

\n

عنوان های پاورپوینت  : 

\n

\n

زمانبندی

\n

1- عدالت

\n

2- کارایی

\n

3- زمان پاسخ

\n

4- حداقل بودن زمان بازگشت

\n

5- حداکثر شدن 

\n \n\n

---

\n\nقسمت ها و تکه های اتفاقی از فایل\n\n \n\n \n\nScheduler (زمانبند) : بخشی از سیستم عامل است که تصمیم می گیرد از بین پروسسهای آماده اجرا CPU به کدام یک داده شود . برا ی این تصمیم گیری از الگوریتمی استفاده می شود که الگوریتم زمان بندی  (ُScheduling Algorithm) نامیده می شود .\n\nملاکهایی که یک الگوریتم زمانبندی خوب باید دارا باشد عبارت است از :\n\n((Fairness : هر پروسس سهم عادلانه ای از CPU را دریافت نماید .\n\n(ٍٍٍٍEfficiency) : CPU بیکار نماند و وقتی پروسس امکان جلو رفتن  ندارد CPU به پروسس دیگری داده شود .\n\n(Response Time) : زمان پاسخ ، زمان پاسخ به فرمانهای Interactive کاربر است .\n\n(Turnaround Time) : زمان بازگشت برای یک کار Batch طول زمان از لحظه ورود آن به سیستم تا لحظه پایان یافتن (کامل شدن) آن می باشد .\n\nThroughput: تعداد کارهایی است که در واحد زمان انجام می شود\n\nیکی از رایج ترین و ساده ترین الگوریتمهای زمانبندی است . پیاده سازی آن بسیار ساده است . کافی است یک لیستی از پروسسهای آماده اجرا نگهداری شود .\n\nبه هر پروسس یک Quantum (کوانتم) یا Time-slice (برش زمانی) CPU داده می شود . اگر پروسس در پایان کوانتم هنوز خاتمه نیافته باشد ، CPU از آن گرفته می شود و به پروسس بعدی در صف داده می شود .\n\n \n\nاندازه Quantum چقدر باشد ؟\n\nفرض کنید Context switch ، 5 میلی ثانیه طول بکشد .\n\nاگر طول کوانتم 20 میلی ثانیه باشد\n\n20% = (20 + 5) / 5 = میزان اتلاف\n\nاگر طول کوانتم را 500 میلی ثانیه در نظر بگیریم\n\n1% > 505/5 =( 5 + 500 )/ 5 = میزان اتلاف\n\nاغلب کوانتم برابر 100 میلی ثانیه را مناسب می دانند .\n\n \n\nاولویت می تواند به صورت ایستا وپویا نسبت داده شود .\n\n \n\nمثال : درکامپیوترهای نظامی\n\n \n\nمثال : درسایتهای کامپیوتری  کارتهای طلایی نقره ای وبرنز و....\n\nاولویتها میتوانند بطور پویا تعیین شوند مثلا به پروسسهای I/O limited اولویت f/ 1  نسبت دهیم که f  کسری ازآخرین کوانتم است که پروسس  cpu رادر دست داشته .\n\nاگر کوانتم 100میلی ثانیه باشد وپروسس  p1 ، 20 میلی ثانیه  ا ز cpu استفاده کرده باشد\n\nf = 20/100\n\n \n\n5                                                                                                           = f/1= اولویت p1\n\n \n\nاگرکوانتم 100میلی ثانیه باشد و پروسسp2  ، 2میلی  ثانیه از  CPUاستفاده کرده باشد :\n\n \n\nزمانبندی صفحه های چندگانه (multiple queues)\n\n \n\nCTSSدارای زمانبندی اولویت دار بود ولی سرعت تعویض پروسس در آن کم بود .\n\nطراحان CTSS  متوجه شدند اگر به پروسسهای CPU-Limited به جای اختصاص دادن مکرر کوانتم های کوچک کوانتم های طولانی تر داده شود Throughput سیستم بالاتر می رود .\n\nاز کلاسهای اولویت استفاده کردند .\n\n \n\nاین الگوریتم مخصوص کارهای دسته ای (Batch)  می باشد.\n\nوقتی چند کار Batch  با اولویت یکسان وجود دارد . این الگوریتم می گوید CPU  باید به پروسسی داده شود که Turnaround time کوچکتر ی دارد (یعنی آن پروسسی که زودتر خاتمه می یابد.)\n\n \n\nزمان واقعی استفاده شده را سیستم عامل ثبت کرده است .\n\nنسبت زمان واقعا استفاده شده به زمان نامی  را برای هر پروسس محاسبه می کند :\n\nنسبت 0.5 یعنی پروسس نصف سهم واقعی خود را دریافت کرده و نسبت دو به این معنی است که پروسس دو برابر سهم واقعی خود را به دست آورده است .\n\nطبق این الگوریتم cpu  باید به پروسسی  داده شود که از میان پروسسهای موجود کمترین سهم را داشته باشد .\n\n \n\nبه پروسسها بلیطهای بخت آزمایی بدهیم هر بار که الگوریتم زمانبندی  اجرا می شود یک بلیط را به طور تصادفی برنده انتخاب کند .\n\nپروسسی که این بلیط را دارد cpu  به آن داده شود .\n\nجورج اورول (George Orwell) می گوید “ همه پروسسها مساویند ولی برخی از پروسسها مساویترند " باید به پروسسهای  مهمتر بلیطهای بیشتری بدهیم تا شانس برنده شدن آنها افزایش یابد .\n\n \n\nفرض کنید 100 بلیط وجود دارد پروسس A  20 بلیط در اختیار دارد و پروسس B  80 بلیط در اختیار دارد شانس A  برای برنده  شدن 20% و شانسB  80% است .\n\n \n\nپروسسی که کسر f از بلیطها را در اختیار دارد در قرعه کشی کسر f از زمان CPU را نیز به دست خواهد آورد .\n\n \n\nزمانبندی بلادرنگ : Real-time Scheduling\n\nسیستم بلادرنگ (Real time)  سیستمی است که در آن زمان پاسخگویی به وقایع خیلی اهمیت دارد. به  عنوان مثال یک نیروگاه اتمی را در نطر بگیرید ، برخی کمیتها باید تحت کنترل دقیق باشند مثلا در اثر پرتاپ نوترونها به اتمها ، نوترونهای جدیدی آزاد می شوند و نوترونهای آزاد شده  به اتمهای دیگر برخورد می کند و نوترونهای جدید آزاد میشود و بهمین ترتیب . اگر تعداد نوترونهای آزاد شده  از یک حدی بیشتر باشد  انفجار نوترونی اتفاق می افتد.پس غلظت نوترونها باید تحت کنترل دقیق باشد . حتی یک ثانیه بعد یا یک دقیقه یا یک ساعت بعد از انفجار اگر پاسخ دهد ، هیچ ارزشی ندارد.\n\nسیستم مانیتورینگ بخش  I.C.U یک بیمارستان یک مثال دیگر از سیستم  Rea-time است.\n\nسیستمهای  Real-time به دو دسته  تقسیم می شوند :\n\n \n\nبلادرنگ سخت (Hard Real-time)   سیستمی است که در یک مهلت زمانی یا پاسخ میدهد یا هیچ ، مانند مثالهای فوق.\n\nسیستم بلادرنگ نرم سیستمی است که در بعضی از مواقع آماده نشدن پاسخ در مهلت زمانی تعیین شده قابل تحمل است مانند سیستم پخش یک قطعه موسیقی از روی  CD یا پخش یک  Video-Clip از روی یک  VCD .\n\n \n\n- در یک سیستم بلادرنگ وقایعی رخ می دهد ؛ برنامه به تعدادی پروسس تقسیم می شود و هر پروسس برای پاسخگویی به یک نوع واقعه است.\n\nوقایع در یک سیستم  بلادرنگ به دو دسته تقسیم می شوند:\n\n \n\nوقایع متناوب با دوره تناوب مشخص تکرار می شوند .\n\nوقایع غیر متناوب به صورت تصادفی رخ می دهند ( زمان رخ داد مشخصی ندارند)\n\nاز آنجا که پردارش مربوط به هر واقعه بخشی از زمان  CPU  را اشغال می کند ، ممکن است پاسخ کلیه وقایع در مهلت مشخص امکان پذیر نباشد . مخصوصا اگر قدرت پردازش بالا نباشد . فرض کنید وقایع متناوب  عبارتند از  :\n\nلذا فقط در صورتیکه  Process  مربوطه به  P4  حداکثر به 150 میلی ثانیه زمان  CPU  نیاز داشته باشد ، سیستم قابل زمانبندی است.\n\nمثال  : فرض کنید یک سیستم بلادرنگ از سه واقعه متناوب با دوره های تناوب 100، 200 ،500 میلی ثانیه\n\nتشکیل شده است .اگر هر واقعه به ترتیب به 50 و 30و100 میلی ثانیه زمان  CPU  نیاز داشته باشد،\n\n(الف) آیا سیستم فایل زمانبندی (Schedulable)  است ؟\n\n \n\n1- الگوریتم نرخ یکنواخت (Rate Monotonic Algorithm)    :\n\nیک الگوریتم دارای اولویت است که به هر پروسس ، اولویتی متناسب با فرکانس آن رخداد اختصاص داده شود .  به عنوان مثال اگر Process 1   ، دارای دوره تناوب 20 میلی ثانیه است و به آن اولویت 50 داده می شود  و به Process2 ، دارای دوره تناوب 100 میلی ثانیه است اولویت 10 داده می شود\n\n \n\nزمانبندی دو سطحی (Two-Level Scheduling Algorithm):\n\nتاکنون فرض کرده ایم که پروسسهای آماده اجرا همه در حافظه اصلی قراردارند ، اما اگر حافظه اصلی به اندازه کافی نباشد برخی از پروسسهای قابل اجرا در حافطه جا نمی گیرند و باید روی دیسک نگهداری شوند . زمان تعویض پروسس برای پروسسی که در دیسک ایست بعلت مبادله ار دیسک به حافظه اصلی ، بسیار بزرگتر از حالتی است که به پروسسی  Switch کنیم که در حافظه اصلی قرار دارد. از بین پروسسهای آماده اجرا ، زمانبند  CPU  را به کدامیک اختصاص دهد؟\n\nیک راه استفاده از الگوریتم زمانبندی دو سطحی است :\n\nاز 2 زمانبند استفاده می شود :\n\n \n\nمعیارهایی که زمانبند سطح بالاتر در تصمیم گیری استفاده می کند :\n\n1- از لحظه ای که پروسس به داخل یا خارج حافظه مبادله شده ، چه مدت می گذرد؟\n\n2-اخیرا پروسس چه مقدار از زمان  CPU  استفاده کرده است ؟\n\n3-پروسس چقدر بزرگ است ؟  (پروسسهای کوچک ارزش مبادله ندارد)\n\n4-پروسسس تا چه حد از اولویت برخوردار است ؟\n\n \n\nسیاست در مقابل مکانیزم   (Policy Versus Mechanism)\n\nالگوریتمهای زمانبندی که تاکنون مطرح شد ، هیچ داده ای را از پروسسهای کاربر در تصمیم گیریهای زمانبندی دخالت نمی دهند ، در نتیجه زمانبند به ندرت بهترین تصمیم را میگیرد.\n\nمثلا : الگوریتم زمانبندی اولویت است (که در هسته سیستم عامل است) ، سیاست زمانبندی (اینکه  به چه پروسسی چه اولویتی تخصیص داده می شود) هم توسط خود سیستم از اولوبت آنها داشته باشد. مثلا در یک سسیستم پایگاه داده یک پروسس اصلی وجود دارد و درخواستهای عامل (هسته سیستم عامل)تعیین می شود.\n\nبعضی مواقع است که یک پروسس چندین فرزند دارد و می تواند ایده جالبی کاربران و غیره به آن داده می شود و پروسسهای جدید به عنوان فرزندان برای انجام درخواستها و امور مختلف ایجاد می شود. در این حالت پروسس اصلی می داند که کدام پروسس چه اولویتی دارد .در این موارد راه حل این است که مکانیزم زمانبندی از سیاست زمانبندی جدا باشد.\n\nمثلا : الگوریتم زمانبندی پارامتر پذیر باشد ؛ اما پارامترها توسط پروسسهای کاربر مقداردهی شود.\n\nدر مورد مثال پایگاه داده ها : هسته ممکن است  از الگوریتم اولویت دار استفاده کند ولی یک فراخوان سیستمی وجود داشته باشد که از طریق آن یک پروسس بتواند اولویت فرزندان خود را تعیین کند یا تغییر دهد .\n\nدر اینجا مکانیزم در درون هسته است ، اما سیاست توسط کاربر تعیین می شود . پروسس پدر می تواند جزئیات چگونگی زمانبندی فرزندان خود را کنترل نماید ، اگر چه که خود او زمانبندی را انجام نمی دهد.\n\n \n\n30 تا 70 درصد پروژه | پاورپوینت | سمینار | طرح های کارآفرینی و  توجیهی |  پایان-نامه |  پی دی اف  مقاله ( کتاب ) | نقشه | پلان طراحی |  های آماده به صورت رایگان میباشد ( word | pdf | docx | doc )