پاورپوینت کامل اصول و مفاهیم طراحی سیستم های عامل ۲ ۵۷ اسلاید در PowerPoint

توجه : این فایل به صورت فایل power point (پاور پوینت) ارائه میگردد

 پاورپوینت کامل اصول و مفاهیم طراحی سیستم های عامل ۲ ۵۷ اسلاید در PowerPoint دارای ۵۷ اسلاید می باشد و دارای تنظیمات کامل در PowerPoint می باشد و آماده ارائه یا چاپ است

شما با استفاده ازاین پاورپوینت میتوانید یک ارائه بسیارعالی و با شکوهی داشته باشید و همه حاضرین با اشتیاق به مطالب شما گوش خواهند داد.

لطفا نگران مطالب داخل پاورپوینت نباشید، مطالب داخل اسلاید ها بسیار ساده و قابل درک برای شما می باشد، ما عالی بودن این فایل رو تضمین می کنیم.

توجه : در صورت  مشاهده  بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل می باشد و در فایل اصلی پاورپوینت کامل اصول و مفاهیم طراحی سیستم های عامل ۲ ۵۷ اسلاید در PowerPoint،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد

بخشی از مطالب داخلی اسلاید ها

پاورپوینت کامل اصول و مفاهیم طراحی سیستم های عامل ۲ ۵۷ اسلاید در PowerPoint

اسلاید ۴: …Load storeAdd storeRead from fileانفجار CPUانتظار برای I/Oانفجار I/OStore incrementIndexWrite to fileانفجار CPUانتظار برای I/Oانفجار I/OLoad storeAdd storeRead from fileانفجار CPUانفجار I/Oانتظار برای I/O…دنباله ای از انفجارهای CPU و I/O4 / 48

اسلاید ۵: زمان های انفجار CPUمدت انفجار (میلی ثانیه)فرکانسچرخه انفجار CPU-I/O برنامه مقید به I/O معمولا دارای چند انفجار کوچک CPU است. برنامه مقید به CPU معمولا چند انفجار بلند CPU دارد. این توزیع می تواند در انتخاب الگوریتم زمانبندی CPU مهم باشد.۵ / ۴۸

اسلاید ۶: زمانبندی CPUهروقت CPU بیکار می شود، سیستم عامل باید یکی از فرایندهای موجود در صف آمادگی را برای اجرا انتخاب کند. این انتخاب توسط زمانبند کوتاه مدت (یا زمانبند CPU) انجام می گیرد. زمانبند، فرایندی را از بین فرایندهای موجود در حافظه که آمادگی اجرا دارند انتخاب می کند و CPU را به ان تخصیص می دهد. از نظر مفهومی، تمام فرایندهای موجود در صف آمادگی، منتظر به دست آوردن CPU هستند تا اجرا شوند.۶ / ۴۸

اسلاید ۷: زمانبندی با قبضه کردنتصمیمات زمانبندی CPU ممکن است تحت چهار شرط زیر اتخاذ شوند:وقتی که فرایندی از حالت اجرا به حالت انتظار می رود (مثل در خواست I/O، یا فراخوانی انتظار برای خاتمه یکی از فرایندهای فرزند).وقتی فرایندی از حالت اجرا به حالت آمادگی می رود (مثل وقتی که رویدادی رخ می دهد).وقتی که فرایندی از حالت انتظار به حالت آمادگی می رود (مثل تکمیل I/O).وقتی که فرایندی خاتمه می یابد.برای شرایط ۱و ۴، انتخابی بر حسب زمانبندی وجود ندارد اما برای شرایط ۲و ۳ امکان انتخاب وجود دارد. وقتی زمانبندی تحت شرایط ۱و ۴ انجام می گیرد، الگوی زمانبندی را بدون قبضه کردن می نامیم. و در غیر اینصورت، آنرا قبضه کردن می نامیم. در زمانبندی بدون قبضه کردن وقتی CPU به فرایندی تخصیص یافت، آنقدر آنرا نگه می دارد تا اینکه خاتمه یابد یا به حالت انتظار برود. متاسفانه زمانبندی با قبضه کردن هزینه دارد. زمانبندی با قبضه کردن در طراحی هسته سیستم عامل موثر است.۷ / ۴۸

اسلاید ۸: توزیع کنندهتوزیع کننده در زمانبندی CPU دخالت دارد. توزیع کننده پیمانه ای است که کنترل را به پردازنده ای می دهد که توسط زمانبند کوتاه مدت انتخاب شده است. این عمل شامل موارد زیر است:تعویض بسترتغییر به حالت کاربرپرش به محل مناسبی در برنامه کاربر و آغاز مجدد آن برنامهتوزیع کننده باید سرعت بالایی داشته باشد.۸ / ۴۸

اسلاید ۹: معیارهای زمانبندیمعیارهای متعددی برای مقایسه الگوریتم های زمانبندی پیشنهاد شده اند. معیارهای مورد استفاده عبارتند از:بهره وری CPU: می خواهیم تا آنجا یی که ممکن است CPUمشغول باشد.توان عملیاتی (حاصل کار): اگر CPU مشغول اجرای فرایندها باشد، کاری درحال انجام است. یک معیار کار، تعداد فرایندهایی است که در واحد زمان کامل می شوند و توان عملیاتی نام دارد.زمان برگشت: فاصله زمانی از زمان تحویل فرایند تا زمان کامل شدن اجرای آن، زمان برگشت نام دارد. زمان برگشت مجموع زمان انتظار برای قرار گرفتن در حافظه، زمان قرار گرفتن در صف آمادگی، اجرا در CPU و عمل I/O است.زمان انتظار: معیار دیگر زمان تحویل یک درخواست و دریافت اولین پاسخ است. این معیار، زمان انتظار نام دارد. زمان انتظار، مدت زمان لازم برای شروع پاسخ است و شامل زمان خروجی پاسخ نمی شود.زمان پاسخ: معیار دیگر، زمان تحویل یک درخواست تا دریافت اولین پاسخ است. این معیار که زمان پاسخ نام دارد، مدت زمانی است که مدت زمانی است که طول می کشد پاسخ داده شود، نه مدت زمانی که طول می کشد تا آن پاسخ چاپ شود.۹ / ۴۸

اسلاید ۱۰: الگوریتم های زمانبندی زمانبندی ارائه خدمت به ترتیب ورود(FCFS):در این الگوریتم، فرایندی که زودتر CPU را درخواست کرد، زودتر آنرا در اختیار می گیرد. پیاده سازی سیاست FCFS با یک صف FIFO انجام می شود. مجموعه فرایندهای زیر را در نظر بگیرید:اگر فرایندها به ترتیب p3,p2,p1 بیایند و به ترتیب FCFS خدمات بگیرند،نمودار به صورت زیر است:زمان انتظار برای P1 برابر صفر، برای P2 برابر ۲۴ و برای P3 برابر با ۲۷ است. بنابراین، زمان انتظار میانگین برابر (۰+۲۴+۲۷)/۳=۱۷ است.میانگین زمان انتظار تحت سیاست FCFS کمینه نیست و ممکن است با تغییرات زیادی که در انفجار CPU انجام می شود، تغییر کند.فرایندP1P2P3زمان انفجار۲۴۳۳P1P2P30 24 27 30الگوریتم زمانبندی FCFS انحصاری نیست. همچنین در این الگوریتم بهره وری دستگاهها و CPU کاهش می یابد.۱۰ / ۴۸

اسلاید ۱۱: زمانبندی بر حسب کوتاهترین کار (SJF):این الگوریتم به هر فرایند، طول انفجار CPU بعدی اش را می دهد. وقتی CPU مهیا باشد، به فرایندی نسبت داده می شود که انفجار CPU بعدی کوچکتری داشته باشد. اگر طول انفجار CPU بعدی دو فرایند یکسان باشد، برای انتخاب یکی از آنها، از زمانبندی FCFS استفاده می شود. زمانبندی در این الگوریتم با بررسی طول انجار CPU بعدی فرایند انجام می شود (نه طول کلی آن). به عنوان مثال فرایندهای زیر را در نظر بگیرید:با استفاده از زمانبندی SJF، این فرایندها بر اساس نمودار زیر زمانبندی می شوند:الگوریتم های زمانبندی فرایندP1P2P3P4زمان انفجار۶۸۷۳P4P1P3P2 24 16 9 3 0زمان انتظار برای فرایند P1 برابر با ۳، برای P2 برابر با ۱۶، برای P3 برابر با ۹ و برای P4 برابر با ۰ است. بنابراین میانگین زمان انتظار برابر با (۳+۱۶+۹+۰)/۴=۷ است. اگر از الگوی زمانبندی FCFS استفاده می کردیم، میانگین زمان انتظار برابر با ۱۰.۲۵ می شد.۱۱ / ۴۸

اسلاید ۱۲: زمانبندی بر حسب کوتاهترین کار (SJF) (ادامه…)مشکل عمده الگوریتم SJF این است که در طول درخواست بعدی CPU باید مشخص باشد. برای زمانبند بلندمدت در یک سیستم دسته ای، حد زمانی را که کاربر هنگام تحویل کار تعیین کرده است به عنوان طول فرایند درنظر گرفته و سعی می شود که این حد زمانی دقیقا برآورد شود .زمانبندی SJF در زمانبندی بلندمدت کاربرد زیادی دارد.الگوریتم SJF نمی تواند در سطح زمانبندی کوتاه مدت به کار گرفته شود. زیرا طول انفجار بعدی را نمی دانیم اما می توانیم اندازه اش را پیش بینی کنیم. با تخمین این اندازه می توانیم فرایندی را محاسبه کنیم که طول انفجار بعدی آن کوتاهتر است.انفجار محاسباتی بعدی، به صورت میانگین نمایی طول های محاسبه شده انفجارهای محاسباتی قبلی پیش بینی می شود. فرض کنید tn طول nامین انفجار محاسباتی و n+1 مقدار پیش بینی شده برای انفجار محاسباتی بعدی باشد. آنگاه برای ۰ ۱ فرمول زیر را تعریف می کنیم:= tn + (1 – ) n n+1 مقدار tn شامل جدیدترین اطلاعات است، به طوری که n سابقه گذشته را ذخیره می کند و تخمین nام است. پارامتر وزن نسبی سابقه فعلی و گذشته را در پیش بینی ما کنترل می کند.۱۲ / ۴۸

اسلاید ۱۳: پیش بینی طول انفجار محاسباتی بعدیtiiزمان… ۱۳ ۱۳ ۱۳ ۴ ۶ ۴ ۶ انفجار محاسباتی(ti)… 12 11 9 5 6 6 8 10 پیش بینی (i)شکل زیر یک میانگین نمایی را با = نشان می دهد. مقدار را می توان به صورت یک مقدار ثابت یا میانگین کل سیستم تعریف کرد.۰۱۳ / ۴۸

اسلاید ۱۴: الگوریتم SJF ممکن است با قبضه کردن یا بدون قبضه کردن باشد. برای زمانبندی SJF با قبضه کردن ۴ فرآیند زیر را درنظر بگیرید:با استفاده از زمانبندی SJF با قبضه کردن، این فرایندها بر اساس نمودار زیر زمانبندی می شوند:میانگین زمان انتظار:((۱۰-۱)+(۱-۱)+(۱۷-۲)+(۵-۳))/۴=۶.۵ در زمانبندی SJF بدون قبضه کردن، میانگین زمان انتظار برابر با ۷.۷۵ میلی ثانیه خواهد بود.زمانبندی بر حسب کوتاهترین کار (SJF) (ادامه…)فرآیندزمان رسیدنزمان انفجارP108P214P329P435P1P2P4P1P3 26 17 10 5 1 014 / 48

اسلاید ۱۵: زمانبندی اولویتالگوریتم SJF حالت خاصی از الگوریتم زمانبندی اولویت است. به هر فرایند یک اولویت نسبت داده می شود و CPU به فرایندی تخصیص می یابد که بالاترین اولویت را دارا باشد. فرایندهایی با اولویت یکسان، به ترتیب FCFS زمانبندی می شوند.به عنوان مثال، فرایندهای زیر را در نظر بگیرید، به طوری که در زمان صفر به ترتیب P1,P2,…,P5 رسیده اند:با استفاده از زمانبندی اولویت، این فرایندها بر اساس نمودار زیر زمانبندی می شوند:میانگین زمان انتظار در این مثال، ۸.۲ میلی ثانیه است.فرایندزمان انفجاراولویتP1103P211P324P415P552P2P5P1P3P4 19 18 16 6 1 015 / 48

اسلاید ۱۶: زمانبندی اولویت می تواند با قبضه کردن یا بدون قبضه کردن باشد.مسئله عمده در الگوریتم زمانبندی اولویت، انسداد نامحدود یا گرسنگی(قحطی)است. الگوریتم زمانبندی اولویت می تواند منجر به این شود که فرایندهایی با اولویت پایین، به مدت نامحدودی منتظر CPU باشند. در یک سیستم کامپیوتری با بار زیاد، فرایندهایی با اولویت بالا، مانع از این می شوند که CPU به فرایندهایی با اولویت پایین تعلق یابد، که ممکن است فرایند با تاخیر بسیار زیادی انجام شود و یا اینکه سیستم از کار بیافتد و تمام فرایندهای با اولویت پایین، از بین بروند.راه حل مسئله انسداد نامحدود با اولویت پایین، کهنگی است. در این تکنیک، اولویت فرایندی که به مدت زیادی در سیستم منتظر مانده است، به تدریج افزایش می یابد.زمانبندی اولویت (ادامه …)۱۶ / ۴۸

اسلاید ۱۷: زمانبندی نوبت گردشی (RR)الگوریتم نوبت گردشی (RR) مخصوص سیستم های اشتراک زمانی طراحی شده است. این الگوریتم شبیه FCFS است، با این تفاوت که در حرکت بین فرایندها، از زمانبندی قبضه کردن استفاده می شود. یک واحد زمانی کوچک، به نام کوانتوم زمانی یا برهه زمانی تعریف می شود. صف آمادگی به صورت یک صف چرخشی در نظر گرفته می شود. زمانبند CPU در طول صف آمادگی حرکت می کند و CPU را حداکثر به مدت یک کوانتوم زمانی به هر فرایند تخصیص می دهد.میانگین زمان انتظار در الگوریتم RR، اغلب زیاد است. فرایندهای زیر را درنظر بگیرید که در زمان ۰ می رسند:با استفاده از زمانبندی RR، این فرایندها بر اساس نمودار زیر زمانبندی می شوند:میانگین زمان انتظار در این مثال، ۵.۶۶= میلی ثانیه است.فرایندP1P2P3زمان انفجار۲۴۳۳P1P2P3P1P1P1P1P1 30 26 22 18 14 10 7 4 0 17 / 48

اسلاید ۱۸: در الگوریتم زمانبندی نوبت چرخشی، CPU به هیچ فرایندی در یک سطر، بیش از یک کوانتوم زمانی تخصیص نمی یابد. اگر انفجار محاسباتی فرایندی بیش از یک کوانتوم زمانی شود، آن فرایند قبضه می شود و در انتهای صف آمادگی قرار می گیرد. الگوریتم صف RR، با قبضه کردن همراه است.کارایی الگوریتم RR به اندازه کوانتوم زمانی بستگی دارد. از یک طرف، اگر کوانتوم زمانی بسیار بزرگ باشد (نامحدود)، سیاست RR شبیه FCFS خواهد بود. اگر کوانتوم زمانی خیلی کوچک باشد اینطور وانمود می شود که هر n فرایند، پردازنده مخصوص به خودش را دارد که سرعت