প্রসেস কনসেপ্ট ও প্রসেস স্টেট

১ · প্রসেস বনাম প্রোগ্রাম

প্রসেসProcessএকটি প্রোগ্রাম এক্সিকিউশনে — একটি সক্রিয় এন্টিটি যার একটি বর্তমান নির্দেশ, CPU রেজিস্টার মান, বরাদ্দকৃত মেমরি ও খোলা ফাইল আছে। হলো একটি প্রোগ্রাম এক্সিকিউশনে। এটি একটি প্রোগ্রামের থেকে সম্পূর্ণ ভিন্ন জিনিস — একটি প্রোগ্রাম হলো ডিস্কে বসে থাকা একটি নিষ্ক্রিয় ফাইল, শুধু নির্দেশাবলীর একটি সংকলন। যখনই এই প্রোগ্রামটি চালানো হয়, OS একটি প্রসেস তৈরি করে — যার একটি সক্রিয় এক্সিকিউশন কনটেক্সট আছে (বর্তমান নির্দেশ কোনটি চলছে, CPU রেজিস্টারের মান, বরাদ্দকৃত মেমরি, খোলা ফাইল)। একই প্রোগ্রাম একাধিকবার চালালে একাধিক আলাদা প্রসেস তৈরি হয় — যেমন একই ব্রাউজার প্রোগ্রামের দুটি আলাদা উইন্ডো দুটি ভিন্ন প্রসেস হতে পারে, প্রতিটির নিজস্ব এক্সিকিউশন কনটেক্সট।

২ · পাঁচ-স্টেট প্রসেস মডেল

একটি প্রসেস তার জীবদ্দশায় নির্দিষ্ট কয়েকটি স্টেটের মধ্য দিয়ে যায় —

৩ · বৈধ ট্রানজিশন

স্টেট পরিবর্তন নির্দিষ্ট ইভেন্ট দ্বারা ট্রিগার হয় — Ready→Running (শিডিউলার প্রসেসটিকে ডিসপ্যাচ করে), Running→Ready (টাইম কোয়ান্টাম শেষ বা প্রিএম্পটেড, M3-এ বিস্তারিত), Running→Waiting (I/O রিকোয়েস্ট করে), Waiting→Ready (I/O সম্পন্ন হয়)। লক্ষণীয় — Waiting থেকে সরাসরি Running-এ যাওয়ার কোনো পথ নেই; একটি প্রসেসকে অবশ্যই প্রথমে Ready-তে ফিরতে হবে এবং আবার শিডিউল হতে হবে। এই কঠোর নিয়মগুলোই নিশ্চিত করে OS সবসময় জানে একটি প্রসেসকে ঠিক কী দেওয়া উচিত (CPU নাকি অপেক্ষা)।

৪ · একটি বাস্তব স্টেট-মেশিন সিমুলেশন

নিচের কোডে একটি transition(current_state, event) ফাংশন বৈধ ট্রানজিশনের একটি টেবিল অনুযায়ী কাজ করে — একটি প্রসেসকে সম্পূর্ণ জীবনচক্রের মধ্য দিয়ে ট্রেস করে, এবং একটি ইচ্ছাকৃত অবৈধ ট্রানজিশনের চেষ্টাও দেখায়।

# প্রসেস স্টেট মেশিন -- সিমুলেটেড, বাস্তব কোনো OS প্রসেস নয়

VALID_TRANSITIONS = {
    ("New", "admit"): "Ready",
    ("Ready", "dispatch"): "Running",
    ("Running", "preempt"): "Ready",
    ("Running", "io_request"): "Waiting",
    ("Running", "exit"): "Terminated",
    ("Waiting", "io_complete"): "Ready",
}

def transition(current_state, event):
    key = (current_state, event)
    if key not in VALID_TRANSITIONS:
        raise ValueError(f"অবৈধ ট্রানজিশন: {current_state} -> (event: {event})")
    return VALID_TRANSITIONS[key]

# একটি প্রসেসকে ট্রেস করা: New -> Ready -> Running -> Waiting -> Ready -> Running -> Terminated
state = "New"
events = ["admit", "dispatch", "io_request", "io_complete", "dispatch", "exit"]

print("--- একটি প্রসেসের স্টেট ট্রানজিশন ট্রেস ---")
for event in events:
    new_state = transition(state, event)
    print(f"{state} --({event})--> {new_state}")
    state = new_state

print(f"\nচূড়ান্ত অবস্থা: {state}")

# অবৈধ ট্রানজিশনের চেষ্টা: Waiting থেকে সরাসরি Running-এ যাওয়া যায় না
print("\n--- অবৈধ ট্রানজিশনের চেষ্টা ---")
try:
    transition("Waiting", "dispatch")
except ValueError as e:
    print(f"প্রত্যাখ্যাত: {e}")