عملية الترحيل

في مجال الحوسبة، تُعدّ هجرة العمليات شكلاً متخصصاً من أشكال إدارة العمليات ، حيث يتم نقل العمليات من بيئة حوسبة إلى أخرى. وقد نشأت هذه التقنية في الحوسبة الموزعة ، ولكنها تُستخدم الآن على نطاق أوسع. في الأجهزة متعددة النوى (معالج واحد يحتوي على عدة نوى أو عدة معالجات)، تتم هجرة العمليات كجزء أساسي من جدولة العمليات ، ومن السهل نسبياً هجرة عملية داخل جهاز معين، حيث لا يلزم تغيير معظم الموارد (الذاكرة، الملفات، المقابس)، بل سياق التنفيذ فقط (وخاصة عداد البرنامج والسجلات).

يتمثل الشكل التقليدي لترحيل العمليات في مجموعات الحواسيب ، حيث تُنقل العمليات من جهاز إلى آخر، وهو أمرٌ بالغ الصعوبة، إذ يتطلب تسلسل صورة العملية وترحيل الموارد أو إعادة الحصول عليها في الجهاز الجديد. كان أول تطبيق لترحيل العمليات في مشروع نظام التشغيل DEMOS/MP بجامعة كاليفورنيا، بيركلي، ووُصف في ورقة بحثية نُشرت عام ١٩٨٣ بقلم بارتون ميلر ومايكل باول. ^{[ ١ ]} يُطبّق ترحيل العمليات، من بين أنظمة أخرى، في OpenMosix ونظام التشغيل Sprite من جامعة كاليفورنيا، بيركلي .

تأتي عملية ترحيل العمليات في الحوسبة بنوعين: ^{[ 2 ]}

ترحيل العمليات غير الاستباقي

ترحيل العمليات الذي يتم قبل بدء تنفيذها (أي الترحيل الذي لا يتطلب مقاطعة العملية ). يُعد هذا النوع من ترحيل العمليات غير مكلف نسبيًا، نظرًا لقلة التكاليف الإدارية المصاحبة له.

ترحيل العمليات الاستباقي

تُعرف عملية نقل العمليات بأنها عملية يتم فيها إيقاف عملية ما مؤقتًا، ثم نقلها إلى بيئة تنفيذ مختلفة، لتستمر في العمل. يُعد هذا النوع من نقل العمليات مكلفًا نسبيًا، إذ يتضمن تسجيل حالة العملية ونقلها وإعادة إنشائها، بالإضافة إلى إعادة بناء أي قنوات اتصال بين العمليات التي تتصل بها العملية المنقولة.

تحدث عدة مشاكل عند نقل عملية قيد التشغيل إلى جهاز آخر. بعض هذه المشاكل هي:

إعادة توجيه عمليات الإدخال/الإخراج: إذا كان أحد العمليات يُجري عمليات إدخال/إخراج إلى ملفات أو أجهزة مرتبطة بجهاز معين، فلا بد من وجود طريقة لإعادة توجيه الوصول إلى هذه الموارد حتى بعد نقل العملية. يتضمن ذلك إعادة توجيه تدفق بيانات الإدخال/الإخراج عبر الشبكة، وله عيوب تتعلق بالأمان والأداء والموثوقية.

التواصل بين العمليات: يجب إعادة توجيه الرسائل المرسلة إلى عملية ذات معرّف العملية P على جهاز M إلى الجهاز الجديد N ومعرّف العملية الجديد Q. يحتاج الجهاز الذي انتقلت منه العملية إلى الاحتفاظ بسجلات للعمليات التي تم نقلها. في حال حدوث عمليات نقل متعددة، يزداد العبء الإضافي.

الذاكرة المشتركة : إذا انتقلت إحدى العمليات المتعاونة من مجموعة عمليات، وكانت جميع هذه العمليات تستخدم جزءًا من الذاكرة المشتركة، فيجب استخدام الشبكة لمحاكاة الوصول إلى الذاكرة المشتركة. يُضيف هذا تعقيدًا ويُبطئ الوصول إلى الذاكرة المشتركة بشكل كبير بالنسبة للعمليات التي انتقلت من الجهاز الذي كان يستضيفها. تُسمى هذه الظاهرة، التي تتطلب من الحاسوب المضيف تقديم خدمات لعملية انتقلت من الجهاز، بالاعتمادية المتبقية.

إضافةً إلى المشكلات المذكورة أعلاه، عادةً ما تحتفظ أنظمة التشغيل القائمة على العمليات بمجموعة متنوعة من الجداول والحالات للعمليات الجارية. لا توجد طريقة سهلة لاسترجاع جميع المعلومات الإدارية المتعلقة بعملية ما من خلال سلسلة بسيطة من عمليات النسخ. فبحسب تنفيذ العملية، يلزم البحث عن الجداول ونسخها وتعديلها وإعادة إنشائها على النظام المستهدف. لذا، فإن نسخ حالة العملية ليس بالأمر الهين.

المرجع : http://www.klammeraffe.org/~fritsch/uni-sb/fsinfo/Papers/migrate/node4.html

يُستخدم تعريف بديل لهجرة العمليات في تصميم وهندسة الدوائر المتكاملة . تُعرف هجرة العمليات، أو هجرة التخطيط في هذا السياق ، بأنها عملية تصميم تهدف إلى تغيير وتقليص تخطيط دائرة متكاملة موجودة لتتوافق مع عقدة تقنية معالجة جديدة. يمكن تنفيذ هجرة العمليات يدويًا عن طريق إعادة رسم التخطيط عنصرًا تلو الآخر، أو باستخدام أدوات التصميم الإلكتروني بمساعدة الحاسوب (EDA / CAD) الآلية . في أنظمة توزيع الأحمال، تُنقل العملية من عقدة إلى أخرى باستخدام آلية تُسمى هجرة العمليات.

لم يُتناول مفهوم العملية في هذا التقرير، إذ تُعدّ العمليات تصميمًا معروفًا في أنظمة التشغيل. ويشير مصطلح "انتقال العملية" إلى تنقل العمليات الجارية (أو المُعلّقة) في بيئة الحوسبة الموزعة. وعادةً ما يُشير هذا المصطلح إلى استخدام العملية للشبكة للانتقال إلى جهاز آخر لمواصلة تنفيذها هناك. ويُستخدم المصطلح أحيانًا لوصف تغيير التنفيذ من معالج إلى آخر داخل الجهاز نفسه.