Διαφορά ανάμεσα στο Multitasking και το Multithreading στο λειτουργικό σύστημα

2019

Σε αυτό το άρθρο, θα συζητήσουμε τις διαφορές μεταξύ Multitasking και Multithreading. Οι άνθρωποι γενικά συγχέονται μεταξύ αυτών των όρων. Από τη μία πλευρά, το Multitasking είναι μια λογική επέκταση στο πολυπρογραμματισμό και, από την άλλη πλευρά, το Multithreading είναι multitasking με βάση το νήμα. Η βασική διαφορά μεταξύ του Multitasking και του multithreading είναι ότι το Multitasking επιτρέπει στην CPU να εκτελεί ταυτόχρονα πολλαπλές εργασίες (πρόγραμμα, διαδικασία, εργασία, θέματα) ενώ το Multithreading επιτρέπει την ταυτόχρονη εκτέλεση πολλαπλών κλώνων της ίδιας διαδικασίας. Ας συζητήσουμε τις διαφορές μεταξύ Multitasking και Multithreading με τη βοήθεια του πίνακα σύγκρισης που φαίνεται παρακάτω.

Συγκριτικό διάγραμμα

Βάση σύγκρισης	Πολυεπεξεργασία	Πολλαπλασιασμός
Βασικός	Το multitasking επιτρέπει στην CPU να εκτελεί πολλαπλές εργασίες ταυτόχρονα.	Το Multithreading επιτρέπει στην CPU να εκτελεί ταυτόχρονα πολλαπλά θέματα μιας διαδικασίας.
Εναλλαγή	Σε CPU πολλαπλών εντολών μεταγωγής μεταξύ προγραμμάτων συχνά.	Σε multithreading CPU διακόπτες μεταξύ των νημάτων συχνά.
Μνήμη και πόρος	Το σύστημα multitasking πρέπει να διαθέτει χωριστή μνήμη και πόρους σε κάθε πρόγραμμα που εκτελεί η CPU.	Στο σύστημα multithreading πρέπει να διαθέσει μνήμη σε μια διαδικασία, πολλαπλά νήματα αυτής της διαδικασίας μοιράζονται την ίδια μνήμη και πόρους που διατίθενται στη διαδικασία.

Ορισμός πολλαπλών εργασιών

Το Multitasking είναι όταν μία CPU εκτελεί ταυτόχρονα διάφορες εργασίες (πρόγραμμα, διαδικασία, εργασία, θέματα) . Για να εκτελέσει multitasking, η CPU αλλάζει πολύ συχνά μεταξύ αυτών των εργασιών, έτσι ώστε ο χρήστης να μπορεί να αλληλεπιδρά με κάθε πρόγραμμα ταυτόχρονα.

Σε ένα λειτουργικό σύστημα πολλαπλών εργασιών, πολλοί χρήστες μπορούν να μοιράζονται το σύστημα ταυτόχρονα. Όπως είδαμε ότι η CPU αλλάζει ταχύτατα μεταξύ των εργασιών, χρειάζεται ένας μικρός χρόνος για να μεταβείτε από έναν χρήστη στον επόμενο χρήστη. Αυτό δημιουργεί μια εντύπωση στον χρήστη ότι ολόκληρο το σύστημα πληροφορικής είναι αφιερωμένο σε αυτόν.

Όταν περισσότεροι χρήστες μοιράζονται ένα λειτουργικό σύστημα πολλαπλών εργασιών, ο προγραμματισμός CPU και το πολυπρογραμματισμό καθιστούν εφικτό για κάθε χρήστη να έχει τουλάχιστον ένα μικρό μέρος του λειτουργικού συστήματος πολλαπλών εργασιών και να αφήνει σε κάθε χρήστη τουλάχιστον ένα πρόγραμμα στη μνήμη για εκτέλεση.

Ορισμός της πολλαπλής θωράκισης

Το Multithreading διαφέρει από το multitasking με την έννοια ότι το multitasking επιτρέπει πολλαπλές εργασίες ταυτόχρονα, ενώ το Multithreading επιτρέπει την ταυτόχρονη επεξεργασία πολλαπλών σημείων μιας εργασίας (προγράμματος, διεργασίας) από την CPU.

Πριν να μελετήσουμε το multithreading, ας μιλήσουμε για το τι είναι ένα νήμα; Ένα νήμα είναι μια βασική μονάδα εκτέλεσης που έχει το δικό της πρόγραμμα μετρητή, σύνολο του μητρώου, στοίβα αλλά μοιράζεται τον κώδικα, τα δεδομένα και το αρχείο της διαδικασίας στην οποία ανήκει. Μια διαδικασία μπορεί να έχει πολλαπλά threads ταυτόχρονα και η CPU μεταβαίνει μεταξύ αυτών των νημάτων τόσο συχνά δημιουργώντας μια εντύπωση στον χρήστη ότι όλα τα νήματα εκτελούνται ταυτόχρονα και αυτό ονομάζεται multithreading.

Η πολλαπλή θόρυβος αυξάνει την ανταπόκριση του συστήματος, καθώς εάν ένα νήμα της εφαρμογής δεν ανταποκρίνεται, το άλλο θα ανταποκρινόταν σε αυτή την έννοια, ο χρήστης δεν θα έπρεπε να παραμείνει αδρανής. Το Multithreading επιτρέπει την κοινή χρήση πόρων, καθώς τα θέματα που ανήκουν στην ίδια διαδικασία μπορούν να μοιράζονται κώδικα και δεδομένα της διαδικασίας και επιτρέπει σε μια διαδικασία να έχουν ταυτόχρονα πολλαπλά νήματα ενεργά στον ίδιο χώρο διευθύνσεων .

Η δημιουργία μιας διαφορετικής διαδικασίας είναι δαπανηρή καθώς το σύστημα πρέπει να διαθέσει διαφορετική μνήμη και πόρους σε κάθε διαδικασία, αλλά η δημιουργία νήματος είναι εύκολη, καθώς δεν απαιτεί τη χωριστή μνήμη και πόρους για θέματα της ίδιας διαδικασίας.

Βασικές διαφορές ανάμεσα στο Multitasking και το Multithreading στο λειτουργικό σύστημα

Η βασική διαφορά μεταξύ multitasking και multithreading είναι ότι στο multitasking, το σύστημα επιτρέπει την εκτέλεση πολλαπλών προγραμμάτων και εργασιών ταυτόχρονα, ενώ, στο multithreading, το σύστημα εκτελεί πολλαπλά νήματα της ίδιας ή διαφορετικών διαδικασιών ταυτόχρονα.
Σε πολλαπλούς επεξεργαστές η CPU πρέπει να αλλάζει μεταξύ πολλών προγραμμάτων έτσι ώστε να φαίνεται ότι εκτελούνται ταυτόχρονα πολλαπλά προγράμματα. Σε άλλα χέρια, στο multithreading, η CPU πρέπει να αλλάξει μεταξύ πολλαπλών νημάτων για να φανεί ότι όλα τα νήματα εκτελούνται ταυτόχρονα.
Το Multitasking διαθέτει χωριστή μνήμη και πόρους για κάθε διαδικασία / πρόγραμμα, ενώ στα threads πολλαπλών προβλημάτων που ανήκουν στην ίδια διαδικασία μοιράζεται την ίδια μνήμη και πόρους με αυτή της διαδικασίας.

Συμπέρασμα:

Το Multitasking είναι παρόμοιο με το πολυπρογραμματισμό, ενώ το Multithreading είναι multitasking με βάση το νήμα. Το multithreading είναι λιγότερο δαπανηρό από τις πολλαπλές διεργασίες, καθώς τα θέματα είναι εύκολο να δημιουργηθούν, στη συνέχεια, μια διαδικασία.