يعتبر الكمبيوتر أحد أكثر الاختراعات نجاحًا للبشرية وقد نجح في خدمتنا بتجارب خالية من المتاعب أثناء إكمال مهام معينة. لقد أوجد مساحة مجدية لنا من خلال مساعدتنا في تحسين حياتنا العملية وحتى الاجتماعية. عندما نقوم بتنفيذ مهام معينة على أجهزة الكمبيوتر ، يجب أن تحدث بعض المشكلات بسبب بعض المشكلات الفنية. اثنان من هذه الصعوبات هما 1. Deadlock و 2. الجوع في نظام التشغيل OS.
Deadlock مقابل Starvation في نظام التشغيل OS
الفرق بين حالة الجمود والتجويع في نظام التشغيل OS هو وقت حدوثها. يحدث Deadlock عندما يتم تعليق المورد بواسطة العمليات وينتظر الموارد الأخرى التي يتم الاحتفاظ بها في العملية. من ناحية أخرى ، يحدث التجويع في نظام التشغيل OS عندما يتم حظر العمليات ذات الأولوية المنخفضة ، ويتم تنفيذ العمليات ذات الأولوية العالية.
تُعرف الحالة التي يتم فيها تعليق المورد المطلوب تنفيذ عملية معينة من خلال عملية انتظار أخرى باسم الجمود. يُلاحظ الجمود عمومًا في كل من أنظمة المعالجة المتعددة والموزعة وأيضًا في الحوسبة المتوازية. في حالة الجمود ، يتم الفصل في الموارد المشتركة للعمليات من خلال أقفال الأجهزة والبرامج لتنفيذ مزامنة العملية. سبب حدوث الجمود في أنظمة الاتصالات هو فقدان أو تلف الإشارات.
يُعرف حدوث مشكلة عندما يتم حظر العمليات ذات الأولوية المنخفضة ، ويتم تنفيذ العمليات ذات الأولوية العالية باسم التجويع في نظام التشغيل OS. الجوع هو المشكلة الرئيسية في خوارزمية جدولة الأولوية لأنه يتسبب في انتظار غير مؤكد للإجراءات ذات الأولوية المنخفضة. يحدث الجوع أيضًا في الحوسبة المتزامنة. تتضمن بعض أسباب الجوع أخطاء في الجدولة ، وتسريبات الموارد وما إلى ذلك. ومثال على الجوع هو المهمة الثالثة في نظام متعدد المهام الذي يقوم بالتبديل بين أول مهمتين لا يتم تنفيذه مطلقًا أو يتضور جوعاً بسبب وقت وحدة المعالجة المركزية.
جدول المقارنة بين Deadlock و Starvation في نظام التشغيل OS
| معلمات المقارنة | الجمود في نظام التشغيل OS | الجوع في نظام التشغيل OS |
| المعنى | تُعرف الحالة التي يتم فيها تعليق المورد المطلوب تنفيذ عملية معينة من خلال عملية انتظار أخرى باسم الجمود. | عندما يتم حظر العمليات ذات الأولوية المنخفضة ولا يُسمح بها ، يتم تنفيذ الموارد والعمليات ذات الأولوية العالية من خلال السماح بالموارد المعروفة باسم التجويع في نظام التشغيل OS. |
| معروف أيضًا باسم | انتظر دائري | عاش لوك |
| موارد | يتم الاحتفاظ بالموارد من خلال عملية انتظار أخرى. | العمليات ذات الأولوية العالية تستخدم الموارد. |
| الأسباب | حدوث عدم استباق وانتظار دائري في وقت واحد ، واستبعاد متبادل ، وانتظار الانتظار. | أخطاء في الجدولة ، عدم وجود سيطرة على إدارة الموارد ، قيود في الموارد. |
| الوقاية | بدل الشفعة. | شيخوخة. |
ما هو Deadlock في نظام التشغيل OS؟
تُعرف الحالة التي يتم فيها تعليق المورد المطلوب تنفيذ عملية معينة من خلال عملية انتظار أخرى باسم الجمود. يعرف الجمود بالانتظار الدائري. كل من أنظمة المعالجة المتعددة والموزعة وأيضًا حالة الجمود عند شاهد الحوسبة المتوازية. لوحظ أيضًا في نظام الاتصالات.
حدوث الجمود بسبب أسباب مثل الحدوث المتزامن لعدم التدخل والانتظار الدائري ، والاستبعاد المتبادل ، والتعليق والانتظار. إذا حدثت هذه الأشياء الأربعة في وقت واحد ، فسيحدث مأزق. يحدث الجمود في أنظمة الاتصالات بسبب فقدان أو تلف الإشارات.
المثال الأساسي على حالة الجمود هو أن العملية 1 تستخدم المورد 2 من العملية 2 ولا تزال العملية 2 قيد التنفيذ. يمكن منع الجمود من خلال السماح بالاستباق ، باستخدام رسم بياني لتخصيص الموارد وما إلى ذلك. يمكن أن تكون هذه الرسوم البيانية لتخصيص الموارد مفيدة أيضًا في اكتشاف حالة الجمود عند تنفيذ مهمة أو خوارزمية معينة.
تتعامل أنظمة التشغيل المختلفة مع حالة الجمود بشكل مختلف. تشمل الأساليب المتبعة تجاه حالة الجمود تجاهل حالة الجمود والكشف والوقاية وما إلى ذلك. توجد حالات توقف تام موزعة تحدث في الأنظمة الموزعة بسبب المعاملة الموزعة أو استخدام التحكم في التزامن. يتم تجنب المآزق الموزعة عن طريق صياغة رسم بياني عالمي لانتظار الانتظار أو عن طريق تنفيذ خوارزمية التوزيع.
ما هو الجوع في نظام التشغيل OS؟
حدوث مشكلة عندما يتم حظر العمليات ذات الأولوية المنخفضة ولا يُسمح لها بالموارد والعمليات ذات الأولوية العالية التي يتم تنفيذها من خلال السماح بالموارد يُعرف باسم التجويع في نظام التشغيل OS. يُعرف التجويع في نظام التشغيل OS أيضًا باسم Lived Lock.
الأسباب وراء حدوث الجوع في نظام التشغيل هي أخطاء في الجدولة ، وعدم التحكم في إدارة الموارد ، والقيود في الموارد. المهمة الثالثة في نظام تعدد المهام الذي ينتقل بين أول مهمتين لا يتم تنفيذها مطلقًا أو يتم تجويعها لأن وقت وحدة المعالجة المركزية هو مثال بارز على الجوع.
تتم زيادة عمليات الأولوية في النظام التي تنتظر وقتًا طويلاً بشكل تدريجي. هذه العملية تسمى الشيخوخة. تعتبر عملية الشيخوخة أحد إجراءات الوقاية أو بالأحرى حل للجوع في نظام التشغيل. بشكل عام ، في نظام الكمبيوتر المحمّل بشكل كبير ، يتم منع العمليات ذات الأولوية المنخفضة من خلال العمليات ذات الأولوية العالية من الحصول على وحدة المعالجة المركزية.
يمكن منع المجاعة في نظام التشغيل من خلال طرق أخرى مثل تجنب العمليات التي تسبب المجاعة مثل تجنب اختيار العمليات العشوائية لتخصيص الموارد. تسمى الخوارزمية التي لا يكون فيها الجوع ممكنًا خالية من الجوع أو خالية من القفل.
الاختلافات الرئيسية بين Deadlock و Starvation في نظام التشغيل OS
استنتاج
يعتبر كل من الجمود والتجويع في نظام التشغيل الصعوبات التي يجب أن تنشأ بسبب مجموعات البيانات أو ظروف البرمجة التي تحدث أثناء تنفيذ الأجهزة. قد تعيق هذه الصعوبات تجربة المستخدم الخالية من المتاعب أثناء استخدام الكمبيوتر.
يمكن حل هذه المشكلات من خلال اتخاذ الخطوات والإجراءات الوقائية اللازمة. تقع على عاتق المستخدم أيضًا مسؤولية الاستخدام الأمثل للجهاز وتجنب مثل هذه الصعوبات.
