( العمليات التي تنتظر توفر موارد من خارج وحدة المعالجة المركزية مثل وصول بيانات من وحدات التخزين تسمى )
العمليات التي تنتظر توفر موارد من خارج وحدة المعالجة المركزية
تُعرف العمليات التي تنتظر توفر موارد من خارج وحدة المعالجة المركزية باسم عمليات الانتظار (I/O Wait operations).
مقدمة
تُعد عمليات الانتظار جزءًا لا يتجزأ من أي نظام حوسبة، وهي تحدث عندما تحتاج وحدة المعالجة المركزية (CPU) إلى انتظار وصول البيانات أو الموارد الأخرى من الأجهزة الخارجية مثل وحدات التخزين أو الشبكة. خلال عمليات الانتظار هذه، تكون وحدة المعالجة المركزية خاملة لأنها لا يمكنها معالجة التعليمات.
أسباب عمليات الانتظار
هناك العديد من الأسباب التي تؤدي إلى عمليات الانتظار، بما في ذلك:
اختلاف سرعات الأجهزة: تعمل وحدة المعالجة المركزية بشكل أسرع بكثير من أجهزة الإدخال/الإخراج، مثل محركات الأقراص الصلبة ومحركات أقراص الحالة الصلبة.
نظام التشغيل: يمكن أن يؤثر نظام التشغيل أيضًا على عمليات الانتظار من خلال جدولة المهام وإدارة الموارد.
البرامج غير المُحسّنة: يمكن أن تؤدي البرامج غير المُحسّنة إلى زيادة عمليات الانتظار بسبب استهلاكها المفرط للموارد.
أنواع عمليات الانتظار
توجد ثلاثة أنواع رئيسية من عمليات الانتظار:
عمليات انتظار القراءة: تحدث عندما تحتاج وحدة المعالجة المركزية إلى قراءة البيانات من وحدة تخزين.
عمليات انتظار الكتابة: تحدث عندما تحتاج وحدة المعالجة المركزية إلى كتابة البيانات على وحدة تخزين.
عمليات انتظار أخرى: تشمل العمليات الأخرى التي يمكن أن تسبب عمليات انتظار الاتصال بالشبكة وعمليات الإدخال من المستخدمين.
Auswirkungen عمليات الانتظار
يمكن أن يكون لعمليات الانتظار تأثير كبير على أداء النظام:
تباطؤ النظام: تؤدي عمليات الانتظار إلى إبطاء النظام لأن وحدة المعالجة المركزية غير قادرة على معالجة التعليمات.
عدم الاستجابة: في الحالات الشديدة، يمكن أن تتسبب عمليات الانتظار في توقف النظام وعدم استجابته.
زيادة استهلاك الطاقة: تستهلك وحدة المعالجة المركزية المزيد من الطاقة عندما تكون في وضع الخمول بسبب عمليات الانتظار.
تقليل عمليات الانتظار
هناك عدة طرق لتقليل عمليات الانتظار:
ترقية الأجهزة: يمكن أن يؤدي ترقية الأجهزة مثل محركات الأقراص الصلبة أو وحدات معالجة الرسومات إلى تقليل عمليات الانتظار.
تحسين البرامج: يمكن أن تؤدي تحسين البرامج إلى تقليل استخدام الموارد، وبالتالي تقليل عمليات الانتظار.
ضبط نظام التشغيل: يمكن ضبط نظام التشغيل لتحسين جدولة المهام وإدارة الموارد، مما يقلل من عمليات الانتظار.
مراقبة عمليات الانتظار
من المهم مراقبة عمليات الانتظار لتحديد ما إذا كانت تمثل مشكلة أم لا. يمكن استخدام أدوات مراقبة النظام للتحقق من مستويات عمليات الانتظار وتحديد الأسباب الجذرية لها.
تجنب عمليات الانتظار
في بعض الحالات، يمكن تجنب عمليات الانتظار تمامًا باستخدام تقنيات مثل:
التخزين المؤقت: يمكن استخدام التخزين المؤقت لتخزين البيانات التي يمكن الوصول إليها في كثير من الأحيان في الذاكرة، مما يقلل من عمليات انتظار الوصول إلى وحدة التخزين.
العمليات المتزامنة: يمكن استخدام العمليات المتزامنة لتنفيذ مهام متعددة في وقت واحد، مما يقلل من الوقت الذي تقضيه وحدة المعالجة المركزية في انتظار انتهاء المهام.
الترميز المتعدد: يمكن استخدام الترميز المتعدد لتنفيذ مهام متعددة على معالجات متعددة، مما يقلل من عمليات انتظار الموارد المشتركة.
الخلاصة
عمليات الانتظار