1. โครงสร้า งของ
กระบวนการ
Process Structure
โครงสร้างระบบและสถาปัตยกรรม
คอมพิวเตอร์
วิเ ชษฐ์ พลายมาศ

2. วัต ถุป ระสงค์ก ารเรีย นรู้
เพื่อศึกษาแนวคิดและโครงสร้างของ
กระบวนการในระบบคอมพิวเตอร์
เพื่อศึกษาการจัดการกระบวนการ การ
ประสานงานระหว่างกระบวนการ และการ
สื่อสารระหว่างกระบวนการ
วิเ ชษฐ์ พลายมาศ | โครงสร้างระบบและสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์ | โครงสร้างของระบบคอมพิวเตอร์ | 2

3. Agenda
Process Concept
Process Scheduling
Operations on Processes
Cooperating Processes
Interprocess Communication
วิเ ชษฐ์ พลายมาศ | โครงสร้างระบบและสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์ | โครงสร้างของระบบคอมพิวเตอร์ | 3

4. แนวคิด เกี่ย วกับ กระบวนการ
(Process Concept)
กิจกรรมทุกอย่างทีหน่วยประมวลผลกลาง
่
กระทำานัน
้
 ในระบบเชิงกลุ่ม (batch) เรียกว่า งาน (job)
 ในระบบแบ่งกันใช้เวลา (time-sharing) เรียกว่า
โปรแกรมผู้ใช้ (user program) หรือภารกิจ
(task)
 คำาว่า งาน และ กระบวนการ (process) จึง
สามารถใช้แทนกันได้
วิเ ชษฐ์ พลายมาศ | โครงสร้างระบบและสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์ | โครงสร้างของระบบคอมพิวเตอร์ | 4

5. Process Concept (cont.)
กระบวนการ คือโปรแกรมทีถูกกระทำาการ (a
่
program in execution)
กระบวนการจะประกอบด้วย:
 program counter
 stack
 data section
วิเ ชษฐ์ พลายมาศ | โครงสร้างระบบและสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์ | โครงสร้างของระบบคอมพิวเตอร์ | 5

6. Process Concept (cont.)
เมื่อกระบวนการถูกกระทำาการ จะถูกเปลี่ยน
สถานะ (state)
สถานะของกระบวนการ หมายถึง ขณะปัจจุบัน
ของกิจกรรมของกระบวนการ ประกอบด้วย
 ใหม่ (new) กระบวนการทีเพิ่งถูกสร้างใหม่
่
 กำาลังดำาเนินงาน (running) ชุดคำาสั่งทีกำาลังถูกกระทำาการ
่
 รอ (waiting) กระบวนการที่กำาลังรอคอยเหตุการณ์บาง
อย่าง เช่น รอสัญญาณ รอให้ไอ/โอ เสร็จ
 พร้อม (ready) กระบวนการที่กำาลังรอให้เข้าใช้หน่วย
ประมวลผล
 สิ้นสุด (terminated) กระบวนการที่กระทำาการเสร็จแล้ว
วิเ ชษฐ์ พลายมาศ | โครงสร้างระบบและสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์ | โครงสร้างของระบบคอมพิวเตอร์ | 6

7. Diagram of Process State
วิเ ชษฐ์ พลายมาศ | โครงสร้างระบบและสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์ | โครงสร้างของระบบคอมพิวเตอร์ | 7

8. บล็อ กควบคุม กระบวนการ
(Process Control Block-PCB)
บล็อกควบคุมกระบวนการ จะประกอบด้วยข้อมูลที่
เกี่ยวกับ
 สถานะกระบวนการ (process state)
 ตัวนับโปรแกรม (program counter)
 เรจิสเตอร์ของซีพียู (CPU register)
 ข้อมูลการจัดลำาดับซีพียู (CPU-scheduling
information)
 ข้อมูลการจัดการหน่วยความจำา (memory-
management information)
 ข้อมูลบัญชีผใช้ (accounting information)
ู้
 ข้อมูลสถานะไอ/โอ (I/O status information)
วิเ ชษฐ์ พลายมาศ | โครงสร้างระบบและสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์ | โครงสร้างของระบบคอมพิวเตอร์ | 8

9. Process Control Block (PCB)
วิเ ชษฐ์ พลายมาศ | โครงสร้างระบบและสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์ | โครงสร้างของระบบคอมพิวเตอร์ | 9

10. CPU Switch From Process to
Process
วิเ ชษฐ์ พลายมาศ | โครงสร้างระบบและสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์ | โครงสร้างของระบบคอมพิวเตอร์ | 10

11. คิว การจัด ลำา ดับ กระบวนการ
(Process Scheduling Queues)
คิวงาน (Job queue) กลุ่มของทุกกระบวนการ
ในระบบ
คิวพร้อม (Ready queue) กลุ่มของทุก
กระบวนการทีฝังอยู่ในหน่วยความจำาหลักทีรอ
่ ่
execute
คิวอุปกรณ์ (Device queues) กลุ่มของ
กระบวนการทังหมดที่กำาลังรออุปกรณ์ i/o
้
มีการย้ายกระบวนการไปมาระหว่างคิวต่างๆ
ข้างต้น
วิเ ชษฐ์ พลายมาศ | โครงสร้างระบบและสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์ | โครงสร้างของระบบคอมพิวเตอร์ | 11

12. Ready Queue And Various I/O Device
Queues
วิเ ชษฐ์ พลายมาศ | โครงสร้างระบบและสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์ | โครงสร้างของระบบคอมพิวเตอร์ | 12

13. Representation of Process
Scheduling
วิเ ชษฐ์ พลายมาศ | โครงสร้างระบบและสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์ | โครงสร้างของระบบคอมพิวเตอร์ | 13

14. ตัว จัด ลำา ดับ (Schedulers)
Long-term scheduler (or job scheduler)
 ทำาหน้าที่คดเลือกกลุ่มกระบวนการขึนมาจากที่พกเก็บ
ั ้ ั
ไปยังหน่วยความจำาหลักไปยังคิวพร้อม
 ควบคุมดีกรีของการทำางานแบบหลายโปรแกรม
(degree of multiprogramming) ให้เหมาะสม
Short-term scheduler (or CPU scheduler)
 ทำาหน้าที่คดเลือกกระบวนการที่พร้อมจะถูกกระทำาการ
ั
ขึ้นมาหนึงกระบวนการให้เข้าใช้ซีพยู
่ ี
ตัวจัดลำาดับระยะกลาง (medium-term
scheduler)
 ทำาหน้าที่ขจัดกระบวนการออกจากหน่วยความจำา ช่วย
ลดดีกรีของการทำางานแบบหลายโปรแกรมลง
วิเ ชษฐ์ พลายมาศ | โครงสร้างระบบและสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์ | โครงสร้างของระบบคอมพิวเตอร์ | 14

15. การเพิ่มตัวจัดลำาดับระยะกลาง (Medium
Term Scheduling) มาช่วยในแถวคอย
วิเ ชษฐ์ พลายมาศ | โครงสร้างระบบและสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์ | โครงสร้างของระบบคอมพิวเตอร์ | 15

16. Schedulers (cont.)
Short-term scheduler จะทำางานบ่อยมาก
(milliseconds) ⇒ (ต้องเร็ว).
Long-term scheduler ทำางานไม่บ่อยนัก (seconds,
minutes) ⇒ (อาจช้าได้)
long-term scheduler จะควบคุม degree of
multiprogramming.
กระบวนการส่วนใหญ่จะมีคุณลักษณะอยู่ 2 ประเภท
 กระบวนการเน้นซีพียู (CPU-bound process) เป็นกระบวน
การที่เข้าครอบครองซีพียูนานแต่เกี่ยวพันกับอุปกรณ์ประเภท
ไอ/โอน้อย
 กระบวนการเน้นไอ/โอ (I/O-bound process) ซึ่งเป็นกระ
บวนการที่ใช้เวลาซีพียูน้อยแต่ครอบครองไอ/โอนาน
วิเ ชษฐ์ พลายมาศ | โครงสร้างระบบและสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์ | โครงสร้างของระบบคอมพิวเตอร์ | 16

17. การสับ เปลี่ย น (swapping)
Medium Term Scheduling จะช่วยจัดสรร
กระบวนแบบเน้นซีพยูและแบบเน้น i/o ให้มี
ี
ความสมดุลกันมากขึ้นในระบบ
โดยพยายามสลับเอากระบวนการที่ยงไม่ ั
จำาเป็นออกจากหน่วยความจำาไปเก็บไว้ในดิสก์
และสลับกระบวนการทีจำาเป็นจากดิสก์เข้ามา
่
ไว้ในหน่วยความจำา
เรียกกิจกรรมเช่นนีว่า การสลับเข้า/การสลับ
้
ออก (swap-in/swap-out)
วิเ ชษฐ์ พลายมาศ | โครงสร้างระบบและสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์ | โครงสร้างของระบบคอมพิวเตอร์ | 17

18. การสลับ บริบ ท (Context Switch)
เมื่อซีพียูจะเปลี่ยนไปยังกระบวนการอื่น จะต้อง
เก็บสถานะปัจจุบันของกระบวนการเดิมไว้ใน
PCB (process control box) ก่อน แล้วค่อย
โหลดสถานะของกระบวนการใหม่เข้ามา
ในการสลับบริบท ระบบจะเสียเวลา (มี overhead)
และยังทำางานไม่ได้ขณะทำาการสลับบริบท จึงมัก
ใช้ฮาร์ดแวร์ช่วย
PCB จะเก็บข้อมูล
 ค่าของเรจิสเตอร์ในซีพียู
 สถานะกระบวนการ
 ข้อมูลการจัดการหน่วยความจำา
วิเ ชษฐ์ พลายมาศ | โครงสร้างระบบและสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์ | โครงสร้างของระบบคอมพิวเตอร์ | 18

19. การสร้า งกระบวนการ (Process Creation)
กระบวนการสามารถสร้างกระบวนขึ้นมาใหม่
ได้ในระหว่างการทำางานผ่าน system call
การสร้างกระบวนการ (create-process)
 กระบวนการที่สร้างเรียกว่า กระบวนการแม่
(parent process)
 กระบวนการที่ถูกสร้างเรียกว่า กระบวนการลูก
(children process) ของกระบวนการแม่นน ั้
 แต่ละกระบวนการสามารถสร้างกระบวนลูกได้
อย่างไม่จำากัดในรูปแบบต้นไม้ (tree)
วิเ ชษฐ์ พลายมาศ | โครงสร้างระบบและสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์ | โครงสร้างของระบบคอมพิวเตอร์ | 19

20. Process Creation (cont.)
ลักษณะการแบ่งปันทรัพยากร
 ทั้ง Parent และ children จะใช้ทรัพยากรร่วมกัน
ทั้งหมด
 children จะใช้ทรัพยากรในส่วนของ parent
 ทั้ง Parent and child ไม่มการใช้ทรัพยากรร่วมกัน
ี
Execution
 Parent และ children จะ execute พร้อมๆ กัน
 Parent จะรอจนกระทั่ง children สิ้นสุด
Address space
 Child เรียกใช้เลขทีอยู่เดียวกับ Parent
่
 Children ทำาการบรรจุโปรแกรมเข้าไปไว้ในตำาแหน่งที่
อยู่ของกระบวนการ Parent
วิเ ชษฐ์ พลายมาศ | โครงสร้างระบบและสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์ | โครงสร้างของระบบคอมพิวเตอร์ | 20

21. การเลิก กระบวนการ
(Process Termination)
เมื่อกระบวนการกระทำาการเสร็จสินแล้วก็จะลบ
้
ตัวเอง (ผ่านทาง exit system call)
กระบวนการอาจคืนค่าผลลัพธ์บางอย่างกลับ
ไปยังกระบวนการแม่ (ผ่านทาง wait system
call) แล้วปลดปล่อยทรัพยากรทังหมด เช่น
้
physical/virtual memory, file open, i/o
buffer
กระบวนการแม่สามารถยกเลิกกระบวนการ
ทั้งหมดของลูกได้ (abort) กระบวนการแม่ถูก
ยกเลิกโดยระบบปฏิบัติการหรือผู้ใช้
วิเ ชษฐ์ พลายมาศ | โครงสร้างระบบและสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์ | โครงสร้างของระบบคอมพิวเตอร์ | 21

22. การเลิก กระบวนการ
(Process Termination)
การยกเลิกกระบวนการสามารถเกิดขึ้นหลาย
สาเหตุ
 กระบวนการลูกเรียกใช้ทรัพยากรที่ไม่มสิทธิใช้
ี ์
 ภารกิจที่กระบวนการลูกทำาเสร็จสิ้นแล้วไม่จำาเป็นต้อง
ใช้กระบวนการลูกอีกต่อไป
 กระบวนการแม่ออกจากระบบ และระบบปฏิบัติการไม่
อนุญาตให้กระบวนการลูกเข้าใช้ทรัพยากรอีกต่อไป
จำาเป็นต้องมีกลไกการเลิกแบบต่อเรียง
(cascading termination) เพื่อยกเลิก
กระบวนการย่อยแบบเป็นทอดๆ ในโครงสร้าง
แบบต้นไม้
วิเ ชษฐ์ พลายมาศ | โครงสร้างระบบและสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์ | โครงสร้างของระบบคอมพิวเตอร์ | 22

23. Processes Tree on a UNIX
System
วิเ ชษฐ์ พลายมาศ | โครงสร้างระบบและสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์ | โครงสร้างของระบบคอมพิวเตอร์ | 23

24. การประสานกระบวนการ
(Cooperating Process)
กระบวนการสามารถทำางานไปพร้อมๆกับ
กระบวนการอื่นๆ ได้โดยอิสระต่อกัน หรืออาจ
ประสานงานกันได้
 ถ้ากระบวนการเหล่านีไม่ได้ใช้ข้อมูลใดๆ ร่วมกัน
้
ทั้งแบบชั่วคราวและถาวร เรียกว่าอิสระต่อกัน
(independent)
 ถ้าหากกระบวนการเหล่านั้นเกี่ยวข้องกัน มีการใช้
ข้อมูลร่วมกัน กิจกรรมของกระบวนการหนึ่งมีผล
ต่ออีกกระบวนการหนึ่ง เราเรียกว่ากระบวนการ
เหล่านี้ประสานงานกัน (cooperating)
วิเ ชษฐ์ พลายมาศ | โครงสร้างระบบและสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์ | โครงสร้างของระบบคอมพิวเตอร์ | 24

25. Cooperating Process (cont.)
ข้อดีของการที่กระบวนการมีสภาพแวดล้อมใน
การทำางานอย่างประสานกันมีหลายประการ ได้แก่
 การแบ่งปันข้อมูล (information sharing)
 เพิ่มความเร็วในการประมวลผล (computation
speedup)
 สภาพมอดุลาร์ (modularity)
 ความสะดวก (convenience)
ในการทำางานร่วมกันจำาเป็นต้องอาศัยกลไกการ
สื่อสารข้ามกระบวนการ (IPC) และการประสาน
เวลา (synchronization) เข้ามาช่วย
วิเ ชษฐ์ พลายมาศ | โครงสร้างระบบและสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์ | โครงสร้างของระบบคอมพิวเตอร์ | 25

26. การสือ สารระหว่า งกระบวนการ
่
(Interprocess Communication: IPC)
การส่งผ่านข่าวสาร (message-passing)
การตั้งชื่อ (naming)
การสื่อสารทางอ้อม (indirect
communication)
การประสานเวลา (synchronization)
วิเ ชษฐ์ พลายมาศ | โครงสร้างระบบและสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์ | โครงสร้างของระบบคอมพิวเตอร์ | 26

27. Interprocess Communication (IPC)
Mechanism for processes to communicate and to
synchronize their actions.
Message system – processes communicate with
each other without resorting to shared variables.
IPC facility provides two operations:
 send(message) – message size fixed or variable
 receive(message)
If P and Q wish to communicate, they need to:
 establish a communication link between them
 exchange messages via send/receive
Implementation of communication link
 physical (e.g., shared memory, hardware bus)
 logical (e.g., logical properties)
วิเ ชษฐ์ พลายมาศ | โครงสร้างระบบและสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์ | โครงสร้างของระบบคอมพิวเตอร์ | 27

28. Implementation Questions
-จะทำาการติดตั้งสายการเชื่อมโยงได้อย่างไร
-สายการเชื่อมโยงหนึ่งเส้นสามารถใช้สื่อสารได้
มากกว่าหนึ่งกระบวนการหรือไม่
-ต้องมีจำานวนสายการเชื่อมโยงกระบวนการแต่ละ
คู่ได้กี่เส้น
-ความจุของสายควรมีขนาดเท่าไร
-ขนาดของข่าวสารที่ใช้สื่อสารกันจะมีรูปแบบ
คงที่หรือแปรผัน
-สายการเชื่อมโยงจะเป็นแบบเดี่ยว
(unidirectional) หรือแบบคู่ (bi-directional)
วิเ ชษฐ์ พลายมาศ | โครงสร้างระบบและสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์ | โครงสร้างของระบบคอมพิวเตอร์ | 28

29. Direct Communication
กระบวนการที่ต้องการสื่อจะต้องใช้ชื่อที่ชัดเจนทั้งฝั่ง
รับและฝั่งส่งในรูปแบบข้างล่างนี้
 -send(P, message) -ส่งข่าวสารไปยังกระบวนการ
P
 -receive(Q, message) -รับข่าวสารจากกระบวนการ Q
การเชื่อมโยงการสื่อสารจะต้องมีคุณลักษณะ ดังนี้
 ทั้งฝั่งรับและฝั่งส่งจะต้องติดตั้งการเชื่อมโยงระหว่างกันโดย
อัตโนมัติ
 การเชื่อมโยงจะทำาเฉพาะคู่ของฝังรับและฝังส่งเท่านั้น
่ ่
 ฝั่งรับและฝั่งส่งจะมีการเชื่อมโยงเพียงเส้นเดียวเท่านั้น
 สายการเชื่อมโยงสามารถใช้ได้ทั้งแบบทางเดี่ยวและทางคู่
แต่โดยทั่วไปใช้แบบทางคู่
วิเ ชษฐ์ พลายมาศ | โครงสร้างระบบและสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์ | โครงสร้างของระบบคอมพิวเตอร์ | 29

30. Indirect Communication
ข่าวสารจะถูกส่งและรับผ่านทาง mailbox
หรือport
 mailbox จะมีเลขทีซึ่งไม่ซำ้ากัน (unique id) กำากับไว้
่
 ทุกกระบวนการสามารถติดต่อสื่อสารถึงกันโดย
อาศัยmailbox ดังกล่าวนี้ ในบางกรณี อาจมีมากกว่า
หนึ่งกระบวนสามารถใช้ตู้ไปรษณีย์ร่วมกันได้
Operation ของ mailbox
 การสร้างตู้ไปรษณีย์ใหม่
 การส่งข่าวสารผ่านตู้ไปรษณีย์
 การลบตู้ไปรษณีย์
วิเ ชษฐ์ พลายมาศ | โครงสร้างระบบและสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์ | โครงสร้างของระบบคอมพิวเตอร์ | 30

31. Indirect Communication
Mailbox sharing
 P1, P2, and P3 share mailbox A.
 P1, sends; P2 and P3 receive.
 Who gets the message?
Solutions
 อนุญาตให้สายการเชื่อมโยงหนึ่งเส้นรองรับ
กระบวนการได้มากที่สุดเพียง 2 กระบวนการเท่านั้น
 อนุญาตให้มเพียงกระบวนเดียวที่สามารถรับข่าวสาร
ี
จากตู้ไปรษณีย์ ณ ขณะใดขณะหนึ่ง
 ให้ระบบเป็นผูตัดสินใจชี้ขาดว่าจะเลือกให้กระบวนการ
้
ใดเป็นผูรับข่าวสารนั้น และแจ้งว่าใครเป็นผูรับไปให้ผู้
้ ้
ส่งทราบ
วิเ ชษฐ์ พลายมาศ | โครงสร้างระบบและสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์ | โครงสร้างของระบบคอมพิวเตอร์ | 31

32. การประสานเวลา
(synchronization)
การสื่อสารระหว่างกระบวนการจะอยู่ในรูปแบบที่
เรียกว่า การส่ง (send) และการรับ (receive)
สามารถออกแบบในการรับ-ส่งข่าวสารเป็นแบบ
บล็อก (blocking) หรือแบบนันบล็อก
(nonblocking)
แบบบล็อก (blocking) บางทีเรียกว่าการประสาน
เวลา (synchronous)
แบบนันบล็อก (nonblocking) บางทีเรียกว่า ไม่
ประสานเวลา (asynchronous) ก็ได้
การรับและการส่ง สามารถกำาหนดให้เป็นแบบ
บล็อก หรือนันบล็อก ก็ได้
วิเ ชษฐ์ พลายมาศ | โครงสร้างระบบและสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์ | โครงสร้างของระบบคอมพิวเตอร์ | 32

33. การปรับ อัต รา (buffering)
ข่าวสารจะถูกแลกเปลี่ยนโดยกระบวนการสื่อสาร
ซึ่งอยู่ในกองซ้อนชัวคราว (temporary queue)
่
เลือกวิธใดวิธีหนึ่งดังนี้
ี
 ความจุค่าศูนย์ (zero capacity) ขนาดสูงสุดของกอง
ซ้อนมีคาเป็นศูนย์ หมายความว่า จะมีข่าวสารอยู่ในกอง
่
ซ้อนได้เพียงชุดเดียวเท่านั้น
 ความจุค่าจำากัด (bounded capacity) ขนาดความจุ
ของกองซ้อนมีคาจำากัดเท่ากับ n ดังนั้น จึงรองรับ
่
ข่าวสารได้มากถึง n จำานวนเท่าความจุ
 ความจุค่าไม่จำากัด (unbounded capacity) จึงสามารถ
รองรับข่าวสารได้ทงหมดโดยผูส่งไม่จำาเป็นต้องหยุดรอ
ั้ ้
วิเ ชษฐ์ พลายมาศ | โครงสร้างระบบและสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์ | โครงสร้างของระบบคอมพิวเตอร์ | 33

34. เธรด (Thread)
เดิม 1 กระบวนการ ควบคุม 1 เธรด เรียกว่ามีนำ้าหนักมาก
(heavyweight)
ปัจจุบน 1 กระบวนการ มีการออกเป็นส่วนย่อยๆ จำานวน
ั
มาก แต่ละส่วนย่อยเรียกว่า เธรด เรียกว่า กระบวนการนำ้า
หนักเบา (lightweight process)
 แต่ละเธรดจะบรรจุไว้ด้วย หมายเลขเธรด, ตัวนับโปรแกรม, กลุ่ม
เรจิสเตอร์ และกองซ้อนที่ใช้
 เธรดจะมีการใช้งานร่วมกันกับเธรดอืนๆ ภายใต้กระบวนการ
่
เดียวกัน เช่น ส่วนรหัส, ข้อมูล
 มีการใช้ทรัพยากรอืนของระบบปฏิบติการ อย่างเช่น การเปิด
่ ั
แฟ้ม และสัญญาณ (signal)
กระบวนการมีคณลักษณะเป็นแบบมัลติเธรด (multithread)
ุ
สามารถควบคุมเธรดหลายเธรด จึงสามารถทำางานได้หลาย
งานไปพร้อมๆ กันได้ในเวลาเดียวกัน
วิเ ชษฐ์ พลายมาศ | โครงสร้างระบบและสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์ | โครงสร้างของระบบคอมพิวเตอร์ | 34

35. Thread (cont.)
กระบวนการแบบเธรดเดียวกับมัลติเธรด
วิเ ชษฐ์ พลายมาศ | โครงสร้างระบบและสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์ | โครงสร้างของระบบคอมพิวเตอร์ | 35

36. Thread (cont.)
ประโยชน์ของมัลติเธรด
 การโต้ตอบ
 การใช้ทรัพยากรร่วมกัน
 ประหยัด
 การใช้ประโยชน์จากสถาปัตยกรรมแบบมัลติ
โปรเซสเซอร์
วิเ ชษฐ์ พลายมาศ | โครงสร้างระบบและสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์ | โครงสร้างของระบบคอมพิวเตอร์ | 36

37. User Threads
Thread management done by user-level
threads library
Examples
- POSIX Pthreads
- Mach C-threads
- Solaris threads
วิเ ชษฐ์ พลายมาศ | โครงสร้างระบบและสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์ | โครงสร้างของระบบคอมพิวเตอร์ | 37

38. Kernel Threads
Supported by the Kernel
Examples
- Windows 95/98/NT/2000
- Solaris
- Tru64 UNIX
- BeOS
- Linux
วิเ ชษฐ์ พลายมาศ | โครงสร้างระบบและสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์ | โครงสร้างของระบบคอมพิวเตอร์ | 38

39. Multithreading Models
Many-to-One
One-to-One
Many-to-Many
วิเ ชษฐ์ พลายมาศ | โครงสร้างระบบและสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์ | โครงสร้างของระบบคอมพิวเตอร์ | 39

40. Many-to-One
Many user-level threads mapped to
single kernel thread.
Used on systems that do not support
kernel threads.
วิเ ชษฐ์ พลายมาศ | โครงสร้างระบบและสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์ | โครงสร้างของระบบคอมพิวเตอร์ | 40

41. Many-to-One Model
วิเ ชษฐ์ พลายมาศ | โครงสร้างระบบและสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์ | โครงสร้างของระบบคอมพิวเตอร์ | 41

42. One-to-One
Each user-level thread maps to kernel
thread.
Examples
- Windows 95/98/NT/2000
- OS/2
วิเ ชษฐ์ พลายมาศ | โครงสร้างระบบและสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์ | โครงสร้างของระบบคอมพิวเตอร์ | 42

43. One-to-one Model
วิเ ชษฐ์ พลายมาศ | โครงสร้างระบบและสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์ | โครงสร้างของระบบคอมพิวเตอร์ | 43

44. Many-to-Many Model
Allows many user level threads to be
mapped to many kernel threads.
Allows the operating system to create a
sufficient number of kernel threads.
Solaris 2
Windows NT/2000 with the ThreadFiber
package
วิเ ชษฐ์ พลายมาศ | โครงสร้างระบบและสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์ | โครงสร้างของระบบคอมพิวเตอร์ | 44

45. Many-to-Many Model
วิเ ชษฐ์ พลายมาศ | โครงสร้างระบบและสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์ | โครงสร้างของระบบคอมพิวเตอร์ | 45

46. Threading Issues
Semantics of fork() and exec() system
calls.
Thread cancellation.
Signal handling
Thread pools
Thread specific data
วิเ ชษฐ์ พลายมาศ | โครงสร้างระบบและสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์ | โครงสร้างของระบบคอมพิวเตอร์ | 46

47. Pthreads
a POSIX standard (IEEE 1003.1c) API
for thread creation and synchronization.
API specifies behavior of the thread
library, implementation is up to
development of the library.
Common in UNIX operating systems.
วิเ ชษฐ์ พลายมาศ | โครงสร้างระบบและสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์ | โครงสร้างของระบบคอมพิวเตอร์ | 47

48. Solaris 2 Threads
วิเ ชษฐ์ พลายมาศ | โครงสร้างระบบและสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์ | โครงสร้างของระบบคอมพิวเตอร์ | 48

49. Solaris Process
วิเ ชษฐ์ พลายมาศ | โครงสร้างระบบและสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์ | โครงสร้างของระบบคอมพิวเตอร์ | 49

50. Windows 2000 Threads
Implements the one-to-one mapping.
Each thread contains
- a thread id
- register set
- separate user and kernel stacks
- private data storage area
วิเ ชษฐ์ พลายมาศ | โครงสร้างระบบและสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์ | โครงสร้างของระบบคอมพิวเตอร์ | 50

51. Linux Threads
Linux refers to them as tasks rather than
threads.
Thread creation is done through clone()
system call.
Clone() allows a child task to share the
address space of the parent task
(process)
วิเ ชษฐ์ พลายมาศ | โครงสร้างระบบและสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์ | โครงสร้างของระบบคอมพิวเตอร์ | 51

52. Java Threads
Java threads may be created by:
 Extending Thread class
 Implementing the Runnable interface
Java threads are managed by the JVM.
วิเ ชษฐ์ พลายมาศ | โครงสร้างระบบและสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์ | โครงสร้างของระบบคอมพิวเตอร์ | 52

53. Java Thread States
วิเ ชษฐ์ พลายมาศ | โครงสร้างระบบและสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์ | โครงสร้างของระบบคอมพิวเตอร์ | 53

54. วิเ ชษฐ์ พลายมาศ | โครงสร้างระบบและสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์ | โครงสร้างของระบบคอมพิวเตอร์ | 54