Tiểu luận môn kiến trúc máy tính tìm hiểu về multi process

Multi Process

Nhóm 1:

Lục Đức Tuấn
Lê Hồng Dũng
Phạm Văn Hoàng
Lê Minh Châu

Giảng viên: TS. Trần Ngọc Thịnh


Nội dung
Các hệ thống xử lý
Process
Lập lịch cho Process
Tài liệu tham khảo

Vitual Memory

2


Hệ thống xử lý theo lô
Hệ thống xử lý theo lô (Batch Systems)
 Trong hệ thống này một thời điểm chỉ có một
chương trình được thực thi, các chương trình
khác phải đợi

Vitual Memory

3


Hệ thống xử lý đa chương
 Hệ thống xử lý đa chương (MultiProgramming
Systems)
 Tại một thời điểm có nhiều công việc trong bộ nhớ
 Khi một công việc (P1) đang thực hiện và có yêu cầu
nhập/xuất thì CPU sẽ chuyển sang thực hiện công
việc khác (P2)
 CPU thực hiện tiếp tục khi công việc kết thúc
nhập/xuất
(dừng P2 và thực
hiện P1)

Vitual Memory

4


Hệ thống xử lý đa nhiệm
 Hệ thống xử lý đa nhiệm (MultiTasking
Systems): là mở rộng của hệ thống xử lý đa
chương, còn gọi là hệ thống chia sẻ thời gian
(Time-Sharing Systems)
 Các công việc luân phiên sử dụng CPU

Vitual Memory

5

Hệ thống đa xử lý
 Hệ thống đa xử lý (Multi Processor Systems): hệ
thống xử lý song song (Parallel Systems)
 Máy tính có nhiều bộ xử lý cùng chia sẻ tài nguyên hệ
thống (bus, đồng hồ, bộ nhớ, thiết bị ngoại vi…)

Vitual Memory

6


Hệ thống đa xử lý
 Ưu điểm:
 Sự hỏng hóc của một bộ xử lý không ảnh hưởng đến
toàn bộ hệ thống
 Hệ thống thực hiện nhanh do các công việc được xử
lý đồng thời trên các bộ xử lý khác nhau
 Các công việc liên lạc với nhau dễ dàng bằng cách
sử dụng bộ nhớ dung chung

Vitual Memory

7


Nội dung
Các hệ thống xử lý
Process

Lập lịch cho Process
Tài liệu tham khảo

Vitual Memory

8


Quá trình - Process
 Định nghĩa: Quá trình là một chương trình đang
thực thi. Sự thực thi của quá trình diễn ra theo
cách thức tuần tự
 Một quá trình bao gồm:
 Mã lệnh chương trình (program code)
 Bộ đếm chương trình (program counter) và các thanh
ghi của CPU
 Ngăn xếp (stack)
 Phần dữ liệu (data section)
 Có thể gồm phần bộ nhớ cấp phát động khi quá trình
chạy (heap)
Vitual Memory

9


Trạng thái của quá trình
 Một quá trình có thể có một trong các trạng thái
sau:
 New: quá trình đang được khởi tạo
 Running: các chỉ thị của quá trình đang được thực

thi
 Waiting: quá trình đang chờ đợi một sự kiện nào đó
xuất hiện (hoàn thành nhập/xuất, chờ đợi một tín
hiệu)
 Ready: quá trình đang đợi để được sử dụng CPU
 Terminated: quá trình đã kết thúc

Vitual Memory

10


Khối điều khiển quá trình
 PCB – Process Control Block: là thông tin kết
hợp với mỗi quá trình
 Trạng thái của quá trình
 Bộ đếm chương trình
 Các thanh ghi
 Thông tin về định thời sử dụng
CPU
 Thông tin về quản lý bộ nhớ
 Thông tin về chi phí
 Thông tin về trạng thái nhập/xuất

Vitual Memory

11


Chuyển ngữ cảnh


Khi CPU chuyển sang một quá trình khác, hệ
thống phải lưu lại trạng thái của quá trình và nạp
trạng thái đã lưu trước đây của quá trình. Tác vụ
này gọi là context switch
 Thời gian cho context switch là một phí tổn. Thời
gian này phụ thuộc vào hỗ trợ của phần cứng
 Tốc độ chuyển phụ thuộc vào tốc độ bộ nhớ, số
lượng thanh ghi phải được sao chép và các chỉ thị
đặc biệt (nạp, lưu trữ các reg)
 Tốc độ thường từ 1 đến 100
 Có thể là thắt cổ chai
Vitual Memory

12


CPU phục vụ các quá trình
 PCB được xem như
một nơi cất giữ các
thông tin cho các
quá trình
 Thông tin trạng thái
phải được lưu trữ khi
một interrupt xuất hiện, nhằm cho phép quá
trình có thể tiếp tục
chính xác về sau
Vitual Memory

13

Nội dung
Các hệ thống xử lý
Process
Lập lịch cho Process
Tài liệu tham khảo

Vitual Memory

14


Định thời cho quá trình
 Định thời cho quá trình (Process Scheduling):
Các hàng đợi định thời
 Hàng đợi công việc (Job Queue): tập hợp tất cả các
quá trình trong hệ thống
 Hàng đợi sẵn sàng (Ready Queue): tập hợp tất cả
các quá trình đang nằm trong bộ nhớ, sẵn sàng và
đang chờ để thực thi
 Hàng đợi thiết bị (Device queue): tập hợp các quá
trình đang đợi sử dụng một thiết bị nhập/xuất
 Quá trình có thể di chuyển giữa các hang đợi khác
nhau

Vitual Memory

15

Vitual Memory

16


Tiêu chí cho định thời

Vitual Memory

17


Các giải thuật định thời
Giải thuật First-Come First-Served (FCFS)

Vitual Memory

18


Vitual Memory

19


Các giải thuật định thời (tt)
Giải thuật Shortest-Job-First (SJF)

Vitual Memory

20


Vitual Memory

21


Vitual Memory

22


Vitual Memory

23


Các giải thuật định thời (tt)
 Giải thuật định thời luân phiên (RR-Round Robin)

Vitual Memory

24


Vitual Memory

25