--- title: 'Süreç Kavramı' source: 'https://academia.sh/tr/kurslar/isletim-sistemi-kavramlari/surec-kavrami' course: 'İşletim Sistemi Kavramları' language: tr updated: '2026-08-17T18:08:21+00:00' license: 'CC BY-SA 4.0' --- # Süreç Kavramı Yürütülmekte olan program örneği olarak süreç ve paylaşımın ödettiği adım: tek başına koşan bir süreç 99 zaman birimi alırken beş süreç aynı makineyi paylaştığında 194 zaman birimi ve 22 bağlam değiştirme çıkıyor, 194 zaman biriminin 44'ü bağlam değiştirmeye gidiyor ve bu, işin kendisine giden 39 zaman biriminden fazla oluyor. Algoritmalar kursu, bir çözümün maliyetini **kendi adım sayısıyla** ölçerek kapandı: karşılaştırma sayısı, gezilen kenar, taranan karakter. Bu ölçünün sessiz bir varsayımı vardı — algoritma makineyi tek başına kullanıyor. Üretimde bu varsayım tutmaz. Aynı algoritma, aynı makinede başka işlerle birlikte koşar; işlemciyi, belleği ve diski onlarla paylaşır. Bu kursun ölçtüğü şey **paylaşımın kendisidir**. Bir soyutlamanın sayısı sağladığı kolaylık değil, **ödettiği adımdır**; bedeli sayılmayan soyutlama ölçülmemiş sayılır. İlk soyutlama süreçtir ve ilk bedel, bir işlemcinin birden çok süreç arasında gidip gelirken harcadığı adımdır. - **SR1.** Makine **ders içinde modellenir**. Aşağıdaki kod bir **benzeticidir**: hiçbir gerçek süreç yaratılmaz, hiçbir çekirdek çağrısı yapılmaz, hiçbir gerçek zaman ölçülmez. - **SR2.** Bütün süreler **zaman birimidir**. Saniye değildir ve saniyeye çevrilmez. - **SR3.** İş yükü **beş süreçtir**; her süreç **on iki adımlıdır**. Bir adım ya bir **hesap adımıdır** (bir zaman birimi sürer, bir sanal sayfaya dokunur) ya da bir **bekleme adımıdır** (30 zaman birimi sürer, çekirdeği kullanmaz). - **SR4.** Tohum **20260218**'dir. Aynı tohum aynı iş yükünü verir; buradaki her sayı yeniden üretilebilir. - **SR5.** Makinede **tek çekirdek** vardır. Her zaman biriminde çekirdek en çok bir adım yürütür. - **SR6.** **Bağlam değiştirmenin bedeli 2 zaman birimidir.** Çekirdek bu iki birimde hiçbir sürecin adımını yürütmez. - **SR7.** Adres uzayı, yığıt ve öbek **Bilgisayarlar Nasıl Çalışır** kursunun bellek düzeni dersinde kurulmuştu; burada **yeniden tanımlanmaz**, yalnız sayılır. - **SR8.** Ölçünün çözünürlüğü **2 zaman birimidir**. İki kurulum arasındaki 1 birimlik fark **ölçülmemiş sayılır**. ## Süreç: Yürütülmekte Olan Program Program diskte duran bir bayt dizisidir; **süreç (process)**, o programın yürütülmekte olan bir örneğidir. Aradaki fark, sürecin programda bulunmayan bir şeye sahip olmasıdır: **durum**. Bir sürecin durumu, kaldığı adımın sayacını, yığıtının o anki içeriğini, açık tuttuğu tanıtıcıları ve kendi adres uzayını kapsar. Bu durum bir yerde tutulmak zorundadır, çünkü işlemci bir süreci bırakıp başkasına geçtiğinde geri döndüğünde **tam bıraktığı yerden** devam etmelidir. Durumun tutulduğu yapı **süreç tablosudur (process table)**: her süreç için bir girdi, her girdide sürecin yeniden başlatılabilmesi için gereken alanlar. Aynı programdan iki süreç çalıştırıldığında ortaya çıkan şey iki ayrı durumdur. İkisi aynı komutları yürütür, ama farklı adımlarda, farklı verilerle ve birbirinin belleğine dokunmadan. Bu ayrılık **yalıtımdır (isolation)** ve bu kursun sonraki derslerinde bedeli sayılacaktır. Bir **çok görevli işletim sistemi**, tek çekirdekli bir makinede bile birden çok sürecin aynı anda ilerlediği izlenimini verir. İzlenimin kaynağı, çekirdeğin süreçler arasında yeterince sık gidip gelmesidir. Sürecin bakış açısından bu geçişler görünmez: süreç kendi adımlarını kesintisiz yürütüyormuş gibi yazılır. Ölçüm bu izlenimi bozar, çünkü geçişlerin her biri çekirdekte yer kaplar ve toplam süreye eklenir. ## Modellenen İş Yükü İlk blok iş yükünü kurar. Bir süreç, adım listesi olarak temsil edilir; hesap adımları çekirdeği tutar, bekleme adımları tutmaz. ```python # Bu makine bir BENZETICIDIR. Hicbir gercek surec, cekirdek cagrisi ya da # zaman olcumu yoktur; butun sureler modeldeki zaman birimidir. TOHUM = 20260218 SUREC_SAYISI = 5 ADIM_SAYISI = 12 BEKLEME_SURESI = 30 # bir girdi/cikti adimi kac zaman birimi surer BAGLAM_BEDELI = 2 # bir baglam degistirmenin bedeli (zaman birimi) SANAL_SAYFA = 16 def uretec(tohum): """Belirlenimci sozde-rastgele uretec. Ayni tohum ayni diziyi verir.""" d = tohum def sonraki(n): nonlocal d d = (d * 1103515245 + 12345) % 2147483648 return d % n return sonraki def is_yuku(tohum=TOHUM): """Bir adim ya ("HESAP", sanal_sayfa) ya da ("BEKLE", sure).""" r = uretec(tohum) isler = [] for i in range(SUREC_SAYISI): adimlar = [] for _ in range(ADIM_SAYISI): if r(10) < 3: adimlar.append(("BEKLE", BEKLEME_SURESI)) else: taban = (i * 3) % SANAL_SAYFA adimlar.append(("HESAP", (taban + r(4)) % SANAL_SAYFA)) isler.append({"ad": f"S{i+1}", "adim": adimlar, "oncelik": 1 + r(3), "varis": i * 4}) return isler ISLER = is_yuku() print("surec varis oncelik hesap bekleme tek basina sure") for i in ISLER: h = sum(1 for t, _ in i["adim"] if t == "HESAP") b = ADIM_SAYISI - h print(f" {i['ad']:4s} {i['varis']:5d} {i['oncelik']:8d} {h:6d} {b:8d}" f" {h + b * BEKLEME_SURESI:15d}") print("toplam hesap adimi:", sum(1 for i in ISLER for t, _ in i["adim"] if t == "HESAP")) ``` ``` surec varis oncelik hesap bekleme tek basina sure S1 0 3 9 3 99 S2 4 2 9 3 99 S3 8 1 7 5 157 S4 12 3 7 5 157 S5 16 2 7 5 157 toplam hesap adimi: 39 ``` Son sütun **tabandır**: bir süreç makinede yalnız olsaydı ne kadar sürerdi. S1 için bu $9 + 3 \times 30 = 99$ zaman birimidir. Sayı, sürecin kendi adımlarının toplamıdır ve başka hiçbir şeye bağlı değildir. Algoritmalar kursunun ölçüsü tam olarak budur. ## Paylaşımın Kendisi Bir İş Beş süreç aynı çekirdeği kullandığında çekirdek bir seçim yapmak zorundadır: hangisi koşacak. Bu seçimi yapan bileşen **çizelgeleyicidir (scheduler)**. Aşağıdaki gerçeklenim bu kursun bütün çizelgeleme ölçümlerinde kullanılacak; burada yalnız **önalımsız sıra** kipiyle koşar, yani bir süreç ya bitene ya da bir bekleme adımına girene kadar çekirdeği bırakmaz. ```python # Ilk blogun uzerine: ISLER, BAGLAM_BEDELI ve ADIM_SAYISI oradan gelir. SONSUZ = 10**9 def cizelgele(isler, yordam="sirayla", dilim=4, cekirdek=1, baglam_bedeli=BAGLAM_BEDELI): """yordam: sirayla (onalimsiz) | dilimli | oncelikli | adil Her zaman biriminde her cekirdek en cok bir adim yurutur.""" durum = [{"ad": i["ad"], "adim": list(i["adim"]), "yer": 0, "varis": i["varis"], "hazir": i["varis"], "kullanim": 0, "bitis": None, "oncelik": i["oncelik"]} for i in isler] pay_siniri = SONSUZ if yordam == "sirayla" else dilim cekirdekler = [{"surec": None, "onceki": None, "pay": 0, "engel": 0} for _ in range(cekirdek)] t, baglam, bos_adim = 0, 0, 0 def bitmedi(d): return d["yer"] < len(d["adim"]) while any(bitmedi(d) for d in durum) or any(d["bitis"] is None or d["bitis"] > t for d in durum): for c in cekirdekler: # birakma d = c["surec"] if d is not None and (not bitmedi(d) or d["hazir"] > t or c["pay"] >= pay_siniri): c["surec"] = None for c in cekirdekler: # atama if c["engel"] or c["surec"] is not None: continue tutulan = [x["surec"] for x in cekirdekler if x["surec"] is not None] hazir = [d for d in durum if bitmedi(d) and d["hazir"] <= t and d not in tutulan] if not hazir: continue if yordam == "oncelikli": sec = min(hazir, key=lambda d: (-d["oncelik"], d["hazir"], d["ad"])) elif yordam == "adil": sec = min(hazir, key=lambda d: (d["kullanim"], d["hazir"], d["ad"])) else: sec = min(hazir, key=lambda d: (d["hazir"], d["ad"])) if c["onceki"] is not None and c["onceki"] is not sec: baglam += 1 c["engel"] = baglam_bedeli c["surec"] = sec c["onceki"] = sec c["pay"] = 0 for c in cekirdekler: # yurutme if c["engel"]: c["engel"] -= 1 continue d = c["surec"] if d is None: bos_adim += 1 continue tur, deger = d["adim"][d["yer"]] if tur == "BEKLE": d["yer"] += 1 d["hazir"] = t + deger c["surec"] = None bos_adim += 1 if not bitmedi(d): # son adim beklemeyse is o zaman biter d["bitis"] = t + deger else: d["yer"] += 1 d["kullanim"] += 1 d["hazir"] = t + 1 c["pay"] += 1 if not bitmedi(d): d["bitis"] = t + 1 c["surec"] = None t += 1 for d, i in zip(durum, isler): gc = sum(v for tur, v in i["adim"] if tur == "BEKLE") d["bekleme"] = d["bitis"] - d["varis"] - d["kullanim"] - gc return {"sure": t, "baglam": baglam, "bos_cekirdek_adimi": bos_adim, "toplam_is": sum(d["kullanim"] for d in durum), "ortalama_tamamlanma": round(sum(d["bitis"] - d["varis"] for d in durum) / len(durum), 2), "ortalama_bekleme": round(sum(d["bekleme"] for d in durum) / len(durum), 2), "bitis": {d["ad"]: d["bitis"] for d in durum}} TEK = [cizelgele([dict(i, varis=0)], "sirayla") for i in ISLER] PAY = cizelgele(ISLER, "sirayla") print("taban (bes surec pesi sira, hic paylasim yok):", sum(s["sure"] for s in TEK), "zaman birimi,", sum(s["baglam"] for s in TEK), "baglam degistirme") print("kurulum(bes surec ayni makineyi paylasiyor) :", PAY["sure"], "zaman birimi,", PAY["baglam"], "baglam degistirme") print() print("surec tek basina paylasimli fark") for i, s in zip(ISLER, TEK): p = PAY["bitis"][i["ad"]] - i["varis"] print(f" {i['ad']:4s} {s['sure']:10d} {p:11d} {p - s['sure']:5d}") print("ortalama tamamlanma:", PAY["ortalama_tamamlanma"], "| ortalama bekleme:", PAY["ortalama_bekleme"]) ``` ``` taban (bes surec pesi sira, hic paylasim yok): 669 zaman birimi, 0 baglam degistirme kurulum(bes surec ayni makineyi paylasiyor) : 194 zaman birimi, 22 baglam degistirme surec tek basina paylasimli fark S1 99 103 4 S2 99 112 13 S3 157 176 19 S4 157 173 16 S5 157 178 21 ortalama tamamlanma: 148.4 | ortalama bekleme: 14.6 ``` İki sayı aynı anda doğrudur ve ters yöne bakar. **Toplam süre düşer:** beş süreci peş peşe, hiç iç içe geçirmeden koşturmak 669 zaman birimi alırken paylaşımlı koşum 194'te biter. Kazanç, bir süreç beklerken çekirdeğin bir başkasına verilmesinden gelir. **Tekil süre yükselir:** hiçbir süreç kendi tabanına ulaşamaz; S5 için 157 olan taban 178'e çıkar. Fark, süreç başına ortalama **14,60 zaman birimidir** ve bu, sürecin kendi işiyle değil, başkalarının işiyle geçirdiği süredir. ## Bir Sürecin Üç Durumu Yukarıdaki fark sütunu bir soru bırakır: bir süreç, kendi işini yapmadığı o fazladan zaman birimlerinde ne yapıyor. Yanıt, sürecin her an üç durumdan birinde olmasıdır. **Çalışıyor**, çekirdeği o an sürecin tuttuğu durumdur. **Engellenmiş**, sürecin bir bekleme adımında olduğu ve çekirdek boşta olsa bile koşamayacağı durumdur. **Hazır**, sürecin koşabilecek durumda olduğu ama çekirdeğin bir başkasında olduğu durumdur. ```python # Onceki bloklarin uzerine: ISLER, PAY ve BEKLEME_SURESI oradan gelir. print("surec calisiyor engellenmis hazir(kuyrukta) tamamlanma") toplam_hazir = 0 for i in ISLER: calisiyor = sum(1 for t, _ in i["adim"] if t == "HESAP") engellenmis = sum(v for t, v in i["adim"] if t == "BEKLE") tamamlanma = PAY["bitis"][i["ad"]] - i["varis"] hazir = tamamlanma - calisiyor - engellenmis toplam_hazir += hazir print(f" {i['ad']:4s} {calisiyor:10d} {engellenmis:12d} {hazir:16d} {tamamlanma:11d}") print("ortalama hazir sure:", round(toplam_hazir / len(ISLER), 2)) ``` ``` surec calisiyor engellenmis hazir(kuyrukta) tamamlanma S1 9 90 4 103 S2 9 90 13 112 S3 7 150 19 176 S4 7 150 16 173 S5 7 150 21 178 ortalama hazir sure: 14.6 ``` İlk iki sütun **tabana aittir** ve paylaşımdan etkilenmez: bir sürecin hesap adımı sayısı da bekleme süresi de kendi programının özelliğidir. Paylaşımın ürettiği sütun üçüncüsüdür. Hazır süre, tek başına koşan bir süreçte tanım gereği sıfırdır; beş süreç paylaşınca 4 ile 21 arasında bir değere çıkar ve ortalaması **14,60 zaman birimi** olur. Bu, süreç soyutlamasının ödettiği adımın **süreç tarafından görülen** biçimidir. Sürecin kendisi ne bağlam değiştirmeyi görür ne de süreç tablosunu; gördüğü tek şey, yürütülmesinin arada bir durup beklemesidir. S1'in hazır süresi 4, S5'inki 21; aradaki fark varış sırasından gelir ve **erken gelen az bekler**. Bu sıranın bir seçim olduğu ve farklı seçimlerin farklı hazır süreler ürettiği, konunun çizelgeleme dersinde ölçülecek. ## 194 Zaman Biriminin Dağılımı Bedelin nerede olduğunu görmek için toplam süreyi bileşenlerine ayırmak gerekir. Süreç tablosunun kendisi de burada sayılır; tanımı **Bilgisayarlar Nasıl Çalışır** kursuna aittir, buradaki soru kaç alan taşındığıdır. ```python # Ilk iki blogun uzerine: ISLER, PAY ve BAGLAM_BEDELI oradan gelir. ALAN = ("ad", "adim", "yer", "varis", "hazir", "kullanim", "bitis", "oncelik", "bekleme") print("surec tablosu:", len(ISLER), "girdi x", len(ALAN), "alan =", len(ISLER) * len(ALAN), "alan") print() is_adimi = PAY["toplam_is"] baglam_adimi = PAY["baglam"] * BAGLAM_BEDELI print("194 zaman biriminin dagilimi") print(" hesap adimi :", is_adimi) print(" baglam degistirme :", baglam_adimi, f"({PAY['baglam']} x {BAGLAM_BEDELI})") print(" bos cekirdek adimi :", PAY["bos_cekirdek_adimi"]) print(" toplam :", is_adimi + baglam_adimi + PAY["bos_cekirdek_adimi"]) print(" baglam / hesap orani:", round(baglam_adimi / is_adimi, 4)) ``` ``` surec tablosu: 5 girdi x 9 alan = 45 alan 194 zaman biriminin dagilimi hesap adimi : 39 baglam degistirme : 44 (22 x 2) bos cekirdek adimi : 111 toplam : 194 baglam / hesap orani: 1.1282 ``` Bu dersin en önemli satırı sondan ikincisidir. Beş sürecin **gerçek işi 39 zaman birimidir**; bu işi yaptırabilmek için harcanan **bağlam değiştirme 44 zaman birimidir**. Soyutlamanın ödettiği adım, soyutlamanın taşıdığı adımdan **daha büyüktür** — oran 1,1282. Kalan 111 birim boş çekirdek adımıdır: bütün süreçler bekleme adımındayken çekirdeğin yapacak işi yoktur. Bu, çizelgeleyicinin kusuru değildir; iş yükünün 21 bekleme adımı toplam 630 zaman birimi tutar ve bunların yalnız bir bölümü iç içe geçirilebilir. Boş adımı düşürmenin yolu daha iyi bir çizelgeleyici değil, **daha çok süreçtir** — ve her yeni süreç bağlam değiştirme sayısını da artırır. Süreç tablosunun 45 alanı, bağlam değiştirmenin neden bedava olmadığının nedenidir: her geçişte bir girdinin alanları saklanır, bir başkasınınki geri yüklenir. Bu kursun sayacı, o iki işi 2 zaman birimi olarak modeller. ## Özet - Süreç, bir programın yürütülmekte olan örneğidir; programdan farkı taşıdığı **durumdur** ve bu durum süreç tablosunda tutulur. - Bu iş yükünde tek başına koşan bir süreç kendi adımı kadar sürer: S1 için 99, S3 için 157 zaman birimi. Bu **tabandır**. - Beş süreç aynı makineyi paylaştığında toplam süre 669'dan **194 zaman birimine** iner, ama hiçbir sürecin tekil süresi tabanına ulaşmaz; ortalama bekleme **14,60 zaman birimidir**. - Paylaşımın bedeli **22 bağlam değiştirmedir** ve bu 44 zaman birimi tutar; iş yükünün gerçek işi olan 39 zaman biriminden **fazladır**. - Bir süreç her an çalışıyor, engellenmiş ya da hazır durumdadır; paylaşımın ürettiği tek yeni durum **hazırdır** ve bu iş yükünde ortalama 14,60 zaman birimi tutar. - 194 zaman birimi tam olarak 39 hesap adımı, 44 bağlam adımı ve 111 boş çekirdek adımına ayrışır; her soyutlamanın bedeli bu ayrışmada görünür. ## Sonraki Adım Bu derste beş süreç hazır verildi. Gerçek bir makinede süreçler yoktan var olmaz: her biri başka bir süreç tarafından yaratılır ve yaratılırken yaratıcısından bir şeyler devralır. Sonraki ders çatallamayı ele alacak ve tek bir soruyu sayacak: yeni bir süreç kurmak, **kaç sayfanın kopyalanması** demektir.