Різниця між багатозадачністю і багатопоточністю в ОС

2019

У цій статті ми розглянемо відмінності між багатозадачністю та багатопоточністю. Люди взагалі плутаються між цими термінами. З одного боку, багатозадачність є логічним продовженням для мультипрограмування, а з іншого боку, багатопоточність - це багатозадачність на основі потоку. Основна відмінність між багатозадачністю і багатопоточністю полягає в тому, що багатозадачність дозволяє процесору виконувати декілька завдань (програму, процес, завдання, потоки) одночасно, тоді як багатопоточність дозволяє виконувати кілька потоків одного і того ж процесу одночасно. Давайте обговоримо відмінності між багатозадачністю та багатопоточністю за допомогою діаграми порівняння, показаної нижче.

Діаграма порівняння

Основа для порівняння	Багатозадачність	Багатопотоковість
Основний	Багатозадачність дозволяє ЦП виконувати декілька завдань одночасно.	Багатопоточність дозволяє процесору виконувати кілька потоків процесу одночасно.
Перемикання	У багатозадачному процесорі часто перемикається між програмами.	У багатопоточних процесорах частота перемикається між потоками.
Пам'ять і ресурс	У багатозадачній системі необхідно виділити окрему пам'ять і ресурси для кожної програми, що виконується процесором.	У багатопотоковій системі необхідно виділити пам'ять процесу, кілька потоків цього процесу спільно використовують ту ж пам'ять і ресурси, що виділяються процесу.

Визначення багатозадачності

Багатозадачність - це коли один процесор виконує кілька завдань (програму, процес, завдання, теми) одночасно. Щоб виконати багатозадачність, процесор часто перемикається між такими завданнями, щоб користувач міг взаємодіяти з кожною програмою одночасно.

У багатозадачній операційній системі декілька користувачів можуть спільно користуватися системою одночасно. Оскільки ми бачили, що процесор швидко перемикається між завданнями, то для переходу від одного користувача до наступного користувача потрібно трохи часу. Це створює враження на користувача, що вся комп'ютерна система присвячена йому.

Коли кілька користувачів обмінюються багатозадачною операційною системою, планування процесора і мультипрограмування дають можливість кожному користувачеві мати принаймні невелику частину багатозадачної ОС і дозволити кожному користувачеві мати принаймні одну програму в пам'яті для виконання.

Визначення багатопоточності

Багатопоточність відрізняється від багатозадачності в тому сенсі, що багатозадачність дозволяє одночасно виконувати декілька завдань, тоді як багатопоточність дозволяє одночасно обробляти декілька потоків одного завдання (програми, процесу) процесором.

Перш ніж вивчати багатопоточність, давайте поговоримо про те, що таке нитка? Потік - це основний блок виконання, який має свій власний лічильник програм, набір регістра, стек, але він поділяє код, дані і файл процесу, до якого він належить. Процес може мати декілька потоків одночасно, і процесор перемикається серед цих потоків так часто, що створює враження на користувача, що всі потоки працюють одночасно, і це називається багатопоточністю.

Багатопоточність збільшує швидкість реагування системи, оскільки, якщо один потік програми не відповідає, то інший відповість у цьому сенсі користувачеві не доведеться сидіти бездіяльно. Багатопоточність дозволяє спільному використанню ресурсів, оскільки потоки, що належать до одного і того ж процесу, можуть спільно використовувати код і дані процесу, а також дозволяє процесу мати кілька потоків одночасно в одному і тому ж просторі адрес .

Створення іншого процесу є більш дорогим, оскільки система повинна виділяти різну пам'ять і ресурси для кожного процесу, але створення потоків є простим, оскільки не вимагає виділення окремої пам'яті і ресурсів для потоків того ж самого процесу.

Ключові відмінності між багатозадачністю і багатопоточністю в ОС

Основна відмінність між багатозадачністю і багатопоточністю полягає в тому, що при багатозадачності система дозволяє одночасно виконувати декілька програм і завдань, тоді як у багатопотоковій системі система виконує кілька потоків однакових або різних процесів одночасно.
У багатозадачному процесорі необхідно перемикатися між декількома програмами, так що здається, що кілька програм працюють одночасно. З іншого боку, в багатопотоковому процесорі необхідно перемикатися між декількома потоками, щоб зробити вигляд, що всі потоки виконуються одночасно.
Багатозадачність виділяє окрему пам'ять і ресурси для кожного процесу / програми, тоді як в багатопоточних потоках, що належать до одного і того ж процесу, використовується одна і та ж пам'ять і ресурси, що й у процесу.

Висновок:

Багатозадачність схожа на мультипрограмування, тоді як багатопоточність - це багатозадачність на основі потоку. Багатопоточність є менш витратною, ніж багатозадачність, оскільки потоки легко створювати, ніж процес.