Altın Konu İşletim Sisteminde Çoklu Programlama

Karadayı ✓ · 13 Tem 2024

İşletim Sisteminde Çoklu Programlama

Adından da anlaşılacağı gibi birden fazla program aynı anda aktif olabilir. Çoklu Programlama konseptinden önce, MS DOS gibi, aynı anda yalnızca bir programın yüklenmesine ve çalıştırılmasına izin veren tek görevli işletim sistemleri vardı. Bu sistemler CPU'nun verimli kullanılmamasından dolayı verimli değildi. Örneğin, tek görevli bir sistemde mevcut program bazı giriş/çıkışların bitmesini beklerse CPU kullanılmaz. Çoklu programlamanın amacı, mevcut süreç henüz tamamlanmamışken CPU'ları diğer süreçlere atamaktır. Bunun aşağıdaki avantajları vardır.

1) Kullanıcı, CPU aynı anda bir işlem çalıştırıyor olsa bile, tek bir CPU üzerinde birden fazla uygulamayı çalıştırabileceği hissine kapılır.
2) CPU daha iyi kullanılır.

MS Windows, Linux vb. gibi tüm modern işletim sistemleri çok programlı işletim sistemleridir,

Çoklu Programlamanın Özellikleri

Uygulama için Tek CPU'ya ihtiyacınız var.
Süreç arasında bağlam geçişi.
Geçiş, mevcut süreç bekleme durumuna geçtiğinde gerçekleşir.
CPU boşta kalma süresi azalır.
Yüksek kaynak kullanımı.
Yüksek performans.

Çoklu Programlamanın Dezavantajları

Zamanlama algoritmaları (CPU'yu hangi sonraki işlemin ele geçireceğine karar veren bir algoritma) hakkında önceden bilgi sahibi olmak gerekir.
Çok sayıda iş varsa, uzun vadeli işler uzun süre beklemek zorunda kalacaktır.
İşletim sisteminde her türlü görev ana bellekte saklandığından bellek yönetimine ihtiyaç vardır.
Çoklu programlamanın daha geniş ölçüde kullanılması ısınma sorununa neden olabilir.

Planlama Algoritmaları iki tiptir.

Preemptive Scheduling algoritması: Preemptive Scheduling algoritmasında birden fazla süreç kritik bölgeye girmek isterse buna izin verilir ve ancak kritik bölgede başka bir ilerleme olmadığı sürece kesintisiz olarak kritik bölgeye girebilir
Linkleri görebilmek için Turkmmo Forumuna ÜYE olmanız gerekmektedir.
Önleyici Olmayan Planlama Algoritması: Bir süreç kritik bir bölüm alırsa, iş tamamlanana kadar veya tamamlanana kadar kritik bölümden ayrılmayacaktır.

Çoklu Programlama İşletim Sistemleri Nasıl Çalışır?

Çoklu programlama sisteminde, birden fazla programın hafızada saklanması ve her programa proses olarak bilinen hafızanın belirli bir bölümünün verilmesi gerekir. Tüm bu işlemleri ve durumlarını işletim sistemi yönetir. İşlem yürütülmeden önce, işletim sistemi hangi işlemin yürütülmesi gerektiğini kontrol ederek hazır bir işlem seçer. Seçilen süreç CPU yürütmesine uğradığında, süreç arasında herhangi bir giriş/çıkış işlemine ihtiyaç duyulduğunda, sürecin G/Ç işlemi için ana bellekten çıkıp geçici olarak ikincil depolamada saklanması ve CPU'nun bir sonraki hazır işleme geçmesi mümkün olabilir. Ve iş tamamlandıktan sonra I/O işlemi için yapılan işlem tekrar geldiğinde CPU bu işleme geçer. Bu geçiş o kadar hızlı ve tekrarlanıyor ki, eşzamanlı yürütme yanılsaması yaratıyor.

Çoklu Programlama ve Çoklu İş Parçacığı Arasındaki Fark

1. Çoklu programlama:
Çoklu programlama, aynı anda birden fazla işlemin çalıştırılmasıdır; işleri (kod ve veri) düzenleyerek CPU kullanımını artırır, böylece CPU'nun her zaman yürütecek bir işi olur. Amaç birden fazla işi ana bellekte tutmaktır. Bir iş Giriş/Çıkış ile meşgulse CPU başka bir işe atanabilir.

2. Çoklu İş Parçacığı:
Çoklu iş parçacığı, sistemin hesaplama hızını artırmak için birden çok iş parçacığının oluşturulduğu bir tekniktir. Multithreading'de bir prosesin birçok thread'i aynı anda çalıştırılır ve multithreading'de süreç oluşturma ekonomik olarak yapılır.