องค์ประกอบของโปรเซส

1.       หมายเลขโปรเซส  ( ID : Process)

2.       โค้ดโปรแกรม  (Program  Code)

3.       ข้อมูล (Data)

4.       บล็อกควบคุมโปรเซส (Process  Control  Block)

5.       PSW (Program Status Word)

6.       คุณสมบัติของโปรเซส

สถานของโปรเซส  ( Process  State)

·      

สิ้นสุด

บล็อก

ในขณะที่โปรเซสกำลังถูกประมวลผลอยู่นั้น  โปรเซสอาจมีการเปลี่ยนสถานะก็ได้   การกำหนดสถานะของโปรเซสจะเป็นไปตามกิจกรรมที่กำลังดำเนินการอยู่ในนขณะนั้น  แต่ละโปรเซสอาจมีสถานะต่อไปนี้

ยอมรับให้ทำงาน

ทำงานเสร็จแล้ว

อินเทอร์รัพต์

อินพุต/เอาต์พุตเสร็จแล้ว

รออินพุต/เอาต์พุต

ทำงานเสร็จแล้ว

รอ

รัน

เริ่มต้น

พร้อม

 

ผังของสถานะโปรเซส

 

การจัดเวลาโปรเซส

·     ดังที่เคยกล่าวมาแล้วในการที่จะประมวลผลโปรเซสหลาย ๆ   โปรเซสพร้อมกัน   เราจำเป็นต้องจัดเวลาในการประมวลผลแต่ละโปรเซสให้ดี ๆ   เพราะหากเป็นโปรเซสที่มีขนาดใหญ่จะใช้เวลามากซึ่งทำให้โปรเซสอื่นรอนาน   ดังนั้น  จึงมีการจัดเวลาให้แต่ละโปรเซส  โดยจะแบ่งช่วงเวลาที่แต่ละจะประมวลผลแต่ละโปรเซสให้เท่ากัน  ระยะเวลาที่กำหนดนี้เรียกว่า  “เวลาควอนตัม”  ซึ่งเมื่อมีโปรเซสใดที่ครองเวลาในการประมวลผลนานกว่าเวลาควอนตัมระบบปฏิบัติการ  จะเปลี่ยนให้โปรเซสอื่นที่ต่อคิวอยู่เข้ามาทำงานแทน   ส่วนโปรเซสที่ยังไม่เสร็จก็จะถูกนำไปต่อคิวใหม่   โดยโปรเซสใหม่ที่เข้าไปแทนจะเปลี่ยนจากสถานะพร้อมเป็นสถานะรัน  ส่วนโปรเซสเดิมจะเปลี่ยนจากสถานะรันเป็นพร้อม  ยกเว้นว่าจะทำงานเสร็จจึงจะเปลี่ยนเป็นสภาวะสิ้นสุด

โอเปอเรชั่นบนโปรเซส

·       โปรเซสต่างๆ   ในระบบที่สามารถประมวลผลได้พร้อม ๆ  กัน  จะต้องมีการสร้างและลบโปรแกรมตลอดเวลา  โดยระยยปฏิบัติการจะเป็นตัวสร้างโปรเซส  รวมทั้งส่งให้สิ้นสุดโปรเซสด้วยกลไก ดังนี้

·       การสร้างโปรเซส

·       การสิ้นสุดของโปรเซส

·       การติดต่อระหว่างโปรเซส

โครงสร้างพื้นฐาน

        ในการส่งข้อความ   หรือ  แมสเสจ  ( Message)  นั้นจะต้องมีการโปรเซสอย่างน้อย  2   โปรเซสที่จะติดต่อกัน   โดยโปรเซสที่ต้องการแมสเสจะต้องส่งคำร้องไปยังโปรเซสนั้น  เมื่อโปรเซสได้รับคำร้องแล้วจึงส่งแมสเสจไปให้โปรเซสที่ร้องขอซึ่งขนาดของแมสเสจอาจจะไม่เท่ากัน  ในการติดต่อกันจะมีการ สร้างลิงค์ขึ้นมาระหว่างโปรเซส   มีทั้งลิงค์ทางกายภาพ  (เช่น การแชร์หน่วยความจำ,บัน, หรือเน็ตเวิร์ด)   และลิงค์ทางลอจิก 

ปัญหาการทำงานของโปรเซส

¨       The   Dining  Philosophers  Problemเป็นปัญหาในการเกิด  Deadlock   อันเนื่องมาจากการใช้ทรัพยากรที่มีจำกัดร่วมกัน

 ¨      The  Readers – Writers  Problemในการอ่านและเขียนข้อมูลลงในอุปกรณ์บันทึกข้อมูล   ปัญหาจะเกิดขึ้นเมื่อมีความต้องการอ่านและเขียนข้อมูลพร้อม ๆ  กัน   เพราะหากมีการเขียนแสดงว่ามีการเปลี่ยนแปลงข้อมูล

 ¨      The  Sleeping  Barber  Problem เป็นการจำลองการประมวลผล

 อัลกอริทึมจัดตารางเวลา

( Scheduling   Algorithms)

·       การจัดตารางการทำงานตามลำดับความสำคัญ  ( Priority  Scheduling)

·         การจัดตารางการทำงานแบบมาก่อนได้ก่อน

(First – Come, First – Served  Scheduling / FCFS)

·       การจัดตารางการทำงานแบบงานที่สั้นที่สุดได้ก่อน

(Shortest-Job-First Scheduling / SJF)

·       การจัดตารางการทำงานแบบเวียนเทียน

(Round – Robin Scheduling  /RR)

·        การจัดตารางการทำงานแบบคอยหลายระดับ

(Multilevel  Queue  Scheduling)

·       การจัดตารางการทำงานแบบจัดลำดับหลายระดับแบบเลื่อนชั้นได้

(Multilevel  Feedback  Queue  Scheduling) 

วัตถุประสงค์ของการจัดตารางการทำงานของหน่วยประมวลผลกลาง

1.    มีความยุติธรรมในแต่ละโปรเซส   ในการใช้ทรัพยากรร่วมกัน

2.       ต้องใช้ประมวลผลกลางให้เต็มที่ไม่มีเวลาว่าง

3.       พยายามส่งผ่านให้ได้จำนวนโปรเซสมากที่สุดต่อหน่วยเวลา

4.       มีจำนวนการตอบรับของผู้ใช้ต่อหน่วยเวลามีจำนวนมากที่สุด

5.       การจัดงานที่เหมือนกันจะได้รันในเวลาที่เร็วขึ้น

6.       มีการใช้ทรัพยากรที่สมดุลย์  โดยเครื่องจะสงวนทรัพยากรได้  ในกรณีที่ระบบกำลังทำงาน

เกณฑ์การวิเคราะห์ประสิทธิภาพ 

·         ในการจัดการกระบวนการโปรเซส   จะต้องมีวิธีการสับหลีกโปรเซสสลับไปมา  

   ซึ่งจะมีผลต่อประสิทธิภาพ    โดยรวมของระบบ   ดังนั้น   จึงมีเกณฑ์ในการพิจารณา

   ประสิทธิภาพของกระบวนการ   โปรเซสดังต่อไปนี้

1.       CPU  Utilization              คือ   การใช้สอยหน่วยประมวลผลกลาง

2.       Throughput                      คือ  ปริมาณงานต่อหน่วยเวลา

3.       Turnaround  Time          คือ  เวลาต่อรอบของงาน

4.       Waitng  Time                   คือ  เวลารอคอยต่อรอบในการโปรเซสงานต่าง ๆ

5.       Response  Time               คือ  เวลาตอบสนอง