Sự khác biệt giữa đa chương trình và đa nhiệm trong hệ điều hành

Hệ điều hành là phần mềm quan trọng nhất và là trái tim của máy tính không chỉ quản lý bộ nhớ và xử lý bên trong máy tính mà còn cho phép người dùng chạy phần mềm ứng dụng. Đó là một tập hợp các chương trình trừu tượng hóa phần cứng của hệ thống và cung cấp cho người dùng một máy ảo hoàn chỉnh. Ngoài các tác vụ cơ bản như theo dõi tệp hoặc thư mục, điều khiển các thiết bị ngoại vi, gửi đầu ra ra màn hình hiển thị, HĐH còn phục vụ các mục đích cao hơn như đa chương trình và đa nhiệm để đảm bảo các chương trình chạy đồng thời không can thiệp lẫn nhau. Các hệ điều hành hiện đại không chỉ tạo điều kiện cho xử lý song song, mà còn chia sẻ thời gian, đó chỉ là một khái niệm về đa chương trình. Đa nhiệm chỉ là một hình thức đa chương trình thô sơ được sử dụng trong một bối cảnh khác.

Đa chương trình là gì?

Đa chương trình là khả năng cho nhiều người dùng sử dụng máy tính tại một thời điểm bằng một CPU. Ý tưởng là sử dụng hiệu quả bộ xử lý để tạo ra nhiều quy trình sẵn sàng chạy với mỗi quy trình thuộc về người dùng khác nhau. Nếu quy trình hiện tại bị đình trệ vì một số lý do, vì phải chờ một sự kiện cụ thể nào đó, hệ điều hành sẽ phân bổ CPU cho một quy trình khác trong hàng đợi. Toàn bộ hoạt động được tạo điều kiện bằng cách lập trình đa hệ điều hành để tối đa hóa việc sử dụng CPU để giảm thời gian nhàn rỗi của CPU. Ý tưởng là để CPU bận rộn càng lâu càng tốt.

Đa nhiệm là gì?

Đa nhiệm có nghĩa là thực thi đồng thời nhiều quy trình bởi một người dùng trên cùng một máy tính sử dụng nhiều CPU. Ví dụ: trong một hệ điều hành đa nhiệm, bạn có thể làm việc trên một tài liệu word với một chương trình trong khi nghe nhạc cùng lúc với một chương trình khác. Đa nhiệm có hiệu quả khi các chương trình trên máy tính đòi hỏi mức độ song song cao. Nó dựa trên khái niệm chia sẻ thời gian vì nhiều quy trình hoặc tác vụ có thể được chuyển đổi theo một khoảng thời gian đều đặn, để người dùng có ý tưởng rằng chúng được thực hiện đồng thời.

Sự khác biệt giữa đa chương trình và đa nhiệm

Thuật ngữ của đa chương trình và đa nhiệm

Thuật ngữ đa chương trình là một hình thức thô sơ của xử lý song song có nghĩa là nhiều quy trình chạy đồng thời cùng một lúc trên một bộ xử lý. Thuật ngữ này được sử dụng trong các hệ điều hành hiện đại khi nhiều chương trình hoặc quy trình chạy trên một bộ xử lý và đó là công việc của HĐH để quản lý tất cả các quy trình một cách hiệu quả và hiệu quả. Đa nhiệm đề cập đến khả năng HĐH thực thi nhiều tác vụ cùng một lúc bằng nhiều CPU. Về cơ bản, nó sử dụng hai hoặc nhiều CPU trong một hệ thống để phân bổ các tác vụ chia sẻ các tài nguyên chung bao gồm CPU và bộ nhớ.

Khái niệm về đa chương trình và đa nhiệm

Đa chương trình dựa trên khái niệm chuyển đổi ngữ cảnh, đây là một quy trình chuẩn tạo điều kiện chuyển đổi CPU từ một quá trình xử lý luồng này sang quy trình khác sử dụng một CPU. Nó lưu trữ trạng thái của một quy trình hoạt động cho CPU trong Khối điều khiển quy trình (PCB) để quy trình tiếp tục từ cùng một trạng thái. Mặt khác, đa nhiệm dựa trên khái niệm chia sẻ thời gian, đây là một kỹ thuật được sử dụng để cung cấp cho mỗi người dùng một phần của hệ thống chia sẻ thời gian cho phép người dùng chia sẻ cùng một tài nguyên. Đó là một phần mở rộng hợp lý của đa chương trình.

Đang làm việc

Cả hai thuật ngữ này đều có chung một ý nghĩa và là các thuật ngữ phổ biến được sử dụng trong các hệ điều hành hiện đại, nhưng với các mục tiêu khác nhau. Khái niệm đa chương trình chỉ dựa trên khả năng máy tính lưu trữ các chương trình hoặc hướng dẫn trong một khoảng thời gian dài hơn để giảm thời gian nhàn rỗi của CPU. Việc phân bổ quy trình được thực hiện thông qua thuật toán lập lịch. HĐH thực hiện một phần của một chương trình tại một thời điểm, tiếp theo là một phần của chương trình khác, v.v. Trong một hệ điều hành đa nhiệm, CPU cho phép nhiều tiến trình chạy đồng thời thông qua việc chia sẻ thời gian và thực hiện chúng theo đó.

Mục tiêu

Trong hệ điều hành đa chương trình, ý tưởng là cung cấp sự minh bạch hoàn toàn giữa những người dùng vì nhiều người dùng chia sẻ cùng một CPU, nhanh chóng chuyển từ người dùng này sang người dùng khác để cải thiện việc sử dụng CPU. Nó cho phép phân bổ nguồn lực hiệu quả và hiệu quả mà không cần sự tương tác của người dùng với hệ thống. HĐH thực thi một phần của chương trình theo sau bởi một chương trình khác, nhưng nó xuất hiện tất cả các chương trình được thực thi đồng thời. Trong hệ điều hành đa nhiệm, người dùng được thay thế bởi các chương trình hoặc quy trình và mỗi quy trình mất một khoảng thời gian hợp lý cho CPU. Quá trình xảy ra quá nhanh, nó xuất hiện nhiều nhiệm vụ đang thực hiện đồng thời.

Đa chương trình so với đa nhiệm: Biểu đồ so sánh

Tóm tắt về đa chương trình Vs. Đa nhiệm

Tóm lại, cả hai thuật ngữ thường được sử dụng kết hợp với nhau để thể hiện các hệ điều hành hiện đại, nhưng với các mục tiêu và chức năng khác nhau. Mặc dù hệ điều hành đa chương trình cho phép nhiều chương trình chạy đồng thời bằng một CPU, nhưng hệ điều hành đa nhiệm cho phép nhiều tiến trình hoặc tác vụ được thực thi cùng lúc sử dụng nhiều CPU. Đa chương trình dựa trên chuyển đổi ngữ cảnh không cho phép CPU đứng yên do đó tối đa hóa việc sử dụng CPU, trong khi đa nhiệm dựa trên việc chia sẻ thời gian vì nhiều tác vụ có thể được chuyển đổi theo mức độ ưu tiên trong khoảng thời gian đều đặn để đạt hiệu suất CPU tối đa.