प्रोसेस (Process) का कांसेप्ट:
प्रोसेस (Process) एक कार्यकारी प्रोग्राम है जिसे ऑपरेटिंग सिस्टम द्वारा प्रबंधित किया जाता है। इसे हम एक कार्यक्रम के निष्पादन (execution) के रूप में समझ सकते हैं। एक प्रोसेस में कार्यक्रम का कोड, डेटा, और संसाधन (resources) शामिल होते हैं, जो उस कार्य को पूरा करने के लिए आवश्यक होते हैं।
प्रोसेस के मुख्य तत्व:
- कोड (Code): वह प्रोग्राम जो प्रोसेस द्वारा निष्पादित किया जा रहा है।
- डेटा (Data): प्रोसेस द्वारा उपयोग किए जाने वाले वैरिएबल्स और अन्य जानकारी।
- संसाधन (Resources): प्रोसेस को कार्य करने के लिए जिन चीजों की आवश्यकता होती है, जैसे CPU, मेमोरी, I/O उपकरण, आदि।
- स्थिति (State): प्रोसेस की वर्तमान स्थिति को दिखाता है, जैसे वह सक्रिय है, रुका हुआ है, या किसी अन्य स्थिति में है।
प्रोसेस की स्थिति (Process States):
प्रोसेस की स्थिति यह बताती है कि वह प्रोसेस किस अवस्था में है। यह ऑपरेटिंग सिस्टम द्वारा नियंत्रित होता है और विभिन्न प्रोसेस स्थितियाँ होती हैं, जो प्रोसेस के जीवन चक्र (life cycle) को दर्शाती हैं:
नया (New): जब प्रोसेस का निर्माण किया जाता है, तब वह नए (New) राज्य में होता है। इसे तैयार (Ready) होने से पहले संसाधनों के लिए अनुरोध करना पड़ता है।
तैयार (Ready): जब प्रोसेस को निष्पादित करने के लिए आवश्यक संसाधन उपलब्ध होते हैं और यह CPU का इंतजार कर रहा होता है, तब इसे तैयार (Ready) स्थिति में कहा जाता है।
चल रहा (Running): जब प्रोसेस को CPU मिल जाता है और वह सक्रिय रूप से निष्पादित हो रहा होता है, तब इसे चल रहा (Running) स्थिति में कहा जाता है।
रुका हुआ (Blocked/Waiting): जब प्रोसेस को किसी बाहरी संसाधन (जैसे I/O ऑपरेशन) का इंतजार करना पड़ता है, तो वह रुका हुआ (Blocked/Waiting) स्थिति में चला जाता है।
समाप्त (Terminated/Exit): जब प्रोसेस अपना कार्य पूरा कर लेता है और निष्पादन समाप्त हो जाता है, तो उसे समाप्त (Terminated) स्थिति में कहा जाता है।
प्रोसेस की स्थिति निम्नलिखित उदाहरण में दिखाई दे सकती है:
- नया → तैयार → चल रहा → रुका हुआ → तैयार → चल रहा → समाप्त
प्रोसेस कंट्रोल ब्लॉक (Process Control Block - PCB):
प्रोसेस कंट्रोल ब्लॉक (PCB) एक डेटा संरचना है जिसका उपयोग ऑपरेटिंग सिस्टम द्वारा एक प्रोसेस की जानकारी को ट्रैक करने के लिए किया जाता है। यह प्रोसेस के बारे में महत्वपूर्ण जानकारी संग्रहीत करता है, ताकि ऑपरेटिंग सिस्टम प्रोसेस की स्थिति और संसाधन प्रबंधन को सही तरीके से संभाल सके। PCB का हर प्रोसेस का एक अलग उदाहरण होता है।
PCB में समाहित जानकारी:
प्रोसेस का पहचानकर्ता (Process ID - PID): यह प्रोसेस की एक विशिष्ट पहचान (ID) है, जिससे ऑपरेटिंग सिस्टम उसे अन्य प्रोसेस से अलग पहचान सके।
प्रोसेस की स्थिति (Process State): प्रोसेस की वर्तमान स्थिति, जैसे नया, तैयार, चल रहा, रुका हुआ, या समाप्त।
CPU रजिस्टर (CPU Registers): प्रोसेस के निष्पादन के दौरान CPU रजिस्टर में जो डेटा होता है, वह PCB में संग्रहित किया जाता है। इसमें प्रोग्राम काउंटर, स्टेटस रजिस्टर, और अन्य रजिस्टर शामिल हो सकते हैं।
मेमोरी प्रबंधन जानकारी (Memory Management Information): इसमें प्रोसेस के लिए आवंटित मेमोरी के बारे में जानकारी होती है, जैसे बेस रजिस्टर, सीमा रजिस्टर, या पेज टेबल (अगर वर्चुअल मेमोरी का उपयोग हो रहा हो)।
प्रोसेस की प्राथमिकता (Process Priority): प्रोसेस की प्राथमिकता, जो यह निर्धारित करती है कि CPU को किस प्रोसेस को प्राथमिकता के आधार पर देना चाहिए।
I/O जानकारी (I/O Information): प्रोसेस द्वारा उपयोग किए गए इनपुट/आउटपुट संसाधनों की जानकारी, जैसे डिवाइस संख्या और स्थिति।
संसाधन सूची (Resource List): उन संसाधनों की सूची, जैसे फाइलें और अन्य उपकरण जो प्रोसेस का हिस्सा होते हैं।
काउंट और टाइमिंग (Counters and Timings): प्रोसेस के निष्पादन के लिए जरूरी समय, जैसे टर्न-अराउंड टाइम, ब्रेक टाइम आदि।
PCB का महत्व:
- प्रोसेस का प्रबंधन: PCB ऑपरेटिंग सिस्टम को प्रत्येक प्रोसेस की स्थिति, संसाधन उपयोग, और अन्य आवश्यक जानकारी प्रदान करता है, ताकि वह सही तरीके से प्रोसेस को प्रबंधित कर सके।
- संसाधन आवंटन: जब एक प्रोसेस का स्विच (context switch) होता है, तो PCB में जानकारी संग्रहीत होती है, ताकि प्रोसेस का स्थिति और डेटा सही तरीके से पुनः स्थापित किया जा सके।
- वैकल्पिक प्रोसेस निष्पादन: जब CPU एक प्रोसेस से दूसरे प्रोसेस पर स्विच करता है, तो PCB का उपयोग प्रोसेस की स्थिति और संसाधन को बनाए रखने के लिए किया जाता है।
निष्कर्ष:
प्रोसेस, प्रोसेस की स्थिति, और प्रोसेस कंट्रोल ब्लॉक (PCB) तीनों ऑपरेटिंग सिस्टम के मूल घटक हैं, जो प्रोसेस की स्थिति और कार्यप्रणाली का नियंत्रण करते हैं। प्रोसेस OS का महत्वपूर्ण हिस्सा हैं, और PCB इसका डेटा संरचना है, जिससे प्रोसेस का सही प्रबंधन और नियंत्रण संभव होता है।