0.3 Quá trình  (Page 3/11)

Lập thời biểu quá trình

Mục tiêu của việc đa chương là có vài quá trình chạy tại tất cả thời điểm để tận dụng tối đa việc sử dụng CPU. Mục tiêu của chia thời là chuyển CPU giữa các quá trình thường xuyên để người dùng có thể giao tiếp với mỗi chương trình trong khi đang chạy. Một hệ thống đơn xử lý chỉ có thể chạy một quá trình. Nếu nhiều hơn một quá trình tồn tại, các quá trình còn lại phải chờ cho tới khi CPU rảnh và có thể lập thời biểu lại.

Hàng đợi lập thời biểu

Khi các quá trình được đưa vào hệ thống, chúng được đặt vào hàng đợi công việc. Hàng đợi chứa tất cả quá trình trong hệ thống. Các quá trình đang nằm trong bộ nhớ chính sẳn sàng và chờ để thực thi được giữ trên một danh sách được gọi là hàng đợi sẳn sàng. Hàng đợi này thường được lưu như một danh sách liên kết. Đầu của hàng đợi sẳn sàng chứa hai con trỏ: một chỉ đến PCB đầu tiên và một chỉ tới PCB cuối cùng trong danh sách. Chúng ta bổ sung thêm trong mỗi PCB một trường con trỏ chỉ tới PCB kế tiếp trong hàng đợi sẳn sàng.

Hệ điều hành cũng có các hàng đợi khác. Khi một quá trình được cấp phát CPU, nó thực thi một khoảng thời gian và cuối cùng kết thúc, được ngắt, hay chờ một sự kiện xác định xảy ra, chẳng hạn như hoàn thành một yêu cầu nhập/xuất. Trong trường hợp yêu cầu nhập/xuất, một yêu cầu có thể là ổ đĩa băng từ tận hiến hay một thiết bị được chia sẻ như đĩa. Vì hệ thống có nhiều quá trình, đĩa có thể bận với yêu cầu nhập/xuất của các quá trình khác. Do đó, quá trình phải chờ đĩa. Danh sách quá trình chờ một thiết bị nhập/xuất cụ thể được gọi là hàng đợi thiết bị. Mỗi thiết bị có hàng đợi của chính nó như hình III.4.

Một biểu diễn chung của lập thời biểu quá trình là một lưu đồ hàng đợi, như hình III.5. Mỗi hình chữ nhật hiện diện một hàng đợi. Hai loại hàng đợi được hiện diện: hàng đợi sẳn sàng và tập các hàng đợi thiết bị, vòng tròn hiện diện tài nguyên phục vụ hàng đợi, các mũi tên hiển thị dòng các quá trình trong hệ thống.

Một quá trình mới khởi đầu được đặt vào hàng đợi. Nó chờ trong hàng đợi sẳn sàng cho tới khi nó được chọn thực thi. Một khi quá trình được gán tới CPU và đang thực thi, một trong nhiều sự kiện có thể xảy ra:

• Quá trình có thể phát ra một yêu cầu nhập/xuất và sau đó được đặt vào trong hàng đợi nhập/xuất.
• Quá trình có thể tạo một quá trình con và chờ cho quá trình con kết thúc
• Khi một ngắt xảy ra, quá trình có thể bị buộc trả lại CPU và được đặt trở lại trong hàng đợi sẳn sàng.

Trong hai trường hợp đầu, cuối cùng quá trình chuyển từ trạng thái chờ tới trạng thái sẳn sàng và sau đó đặt trở lại vào hàng đợi sẳn sàng. Một quá trình tiếp tục chu kỳ này cho tới khi nó kết thúc. Tại thời điểm kết thúc nó bị xoá từ tất cả hàng đợi. Sau đó, PCB và tài nguyên của nó được thu hồi.

Hình III‑4-Hàng đợi sẳn sàng và các hàng đợi nhập/xuất khác nhau

Hình III‑5-Biểu diễn lưu đồ hàng đợi của lập thời biểu quá trình

Bộ định thời biểu

Một quá trình di dời giữa hai hàng đợi định thời khác nhau suốt thời gian sống của nó. Hệ điều hành phải chọn, cho mục đích định thời, các quá trình từ các hàng đợi này. Quá trình chọn lựa này được thực hiện bởi bộ định thời hợp lý.