What is Process? Explain Process state diagram in details

Process (प्रोसेस)

प्रोसेस कंप्यूटर सिस्टम में कार्य निष्पादन की मूल इकाई (Basic Unit of Work) है। जब कोई प्रोग्राम मेमोरी में लोड होकर CPU द्वारा निष्पादित किया जा रहा होता है, तब वह प्रोसेस कहलाता है। प्रोसेस केवल कोड का समूह नहीं होता, इसमें कई घटक शामिल होते हैं, जैसे–

• प्रोग्राम कोड (Text/Code Segment)

• डेटा सेक्शन

• स्टैक

• CPU रजिस्टर

• प्रोग्राम काउंटर

• ओपन फाइलों की सूची

• संसाधन (Resources)

• Process Control Block (PCB)

अर्थात् प्रोसेस एक Dynamic Entity है, जो अपने पूरे जीवनकाल में कई अवस्थाओं से गुजरता है।

⭐ Process की विशेषताएँ (Characteristics of Process)

1. Dynamic Nature: प्रोसेस लगातार अवस्था बदलता रहता है।

2. Resource Consumer: प्रोसेस CPU, मेमोरी, फाइलें और I/O डिवाइसों का उपयोग करता है।

3. Scheduling Required: प्रोसेस को CPU पर चलाने के लिए Scheduling अनिवार्य है।

4. Isolation: हर प्रोसेस अलग मेमोरी उपयोग करता है, ताकि सुरक्षा और स्थिरता बनी रहे।

5. PCB Based Management: OS हर प्रोसेस की जानकारी PCB में संग्रहीत करता है।

⭐ Process Control Block (PCB)

PCB वह डेटा स्ट्रक्चर है जिसके माध्यम से OS किसी प्रोसेस को नियंत्रित करता है।

इसमें निम्न जानकारी होती है:

• प्रोसेस ID

• प्रोसेस की वर्तमान अवस्था

• CPU रजिस्टरों के मान

• मेमोरी सीमाएँ

• प्रोग्राम काउंटर

• अकाउंटिंग जानकारी

• ओपन फाइलों की सूची

• Scheduling जानकारी

PCB के कारण ही OS प्रोसेस को रोककर बाद में वहीं से दोबारा चला सकता है।

⭐ Process State Diagram

एक प्रोसेस अपने जीवनकाल में विभिन्न अवस्थाओं (States) से गुजरता है।
इन अवस्थाओं को Process State Diagram के माध्यम से दर्शाया जाता है।
किस अवस्था में प्रोसेस क्यों जाता है, डायग्राम पूरे चक्र को दर्शाता है।

प्रोसेस की मुख्य अवस्थाएँ निम्न हैं:

1. New State (नया अवस्था)

इस अवस्था में प्रोसेस पहली बार बनाया जाता है।
OS इस प्रोसेस के लिए PCB तैयार करता है और उसे मेमोरी आवंटित करने की तैयारी करता है।
यह प्रारंभिक अवस्था है, जिसमें प्रोसेस अभी Execution के लिए तैयार नहीं होता।

2. Ready State (तैयार अवस्था)

प्रोसेस Execution के लिए पूरी तरह तैयार होता है, लेकिन CPU उपलब्ध न होने के कारण Ready Queue में प्रतीक्षा करता है।
Short-Term Scheduler Ready Queue से किसी प्रोसेस का चयन करके उसे CPU देता है।

उदाहरण:
एक समय पर 10 ऐप खुले हो सकते हैं, लेकिन CPU एक या दो को ही चला पाता है— बाकी सभी Ready रहते हैं।

3. Running State (निष्पादन अवस्था)

Running वह अवस्था है जहाँ CPU प्रोसेस को सक्रिय रूप से Execute कर रहा होता है।
यह किसी प्रोसेस की सबसे महत्वपूर्ण अवस्था है।

Running अवस्था से प्रोसेस तीन कारणों से बाहर जा सकता है:

1. Time Slice खत्म होने पर → Ready

2. I/O की आवश्यकता होने पर → Waiting

3. कार्य पूरा होने पर → Terminated

4. Waiting/Blocked State (प्रतीक्षा अवस्था)

यदि प्रोसेस को किसी I/O ऑपरेशन की आवश्यकता पड़ती है, जैसे:

• कीबोर्ड इनपुट,

• माउस,

• प्रिंटर,

• डिस्क एक्सेस,

• नेटवर्क रिस्पॉन्स

तो OS उसे Waiting अवस्था में भेज देता है।
यह अवस्था CPU का उपयोग नहीं करती।
I/O पूरा होने के बाद प्रोसेस वापस Ready Queue में लौट आता है।

5. Terminated State (समाप्त अवस्था)

जब प्रोसेस का निष्पादन पूरी तरह समाप्त हो जाता है, वह Terminated अवस्था में आ जाता है।
OS इस अवस्था में प्रोसेस की मेमोरी मुक्त करता है, PCB हटाता है, और उसे सिस्टम से डिलीट कर देता है।
यह प्रोसेस का अंतिम चरण होता है।

⭐ Process State Diagram (Exam-Friendly Diagram)

New
↓
Ready ←───────────────┐
↓ │
Running → Waiting/Blocked
↓ ↑
Terminated └─────────

⭐ State Transition के कारण (क्यों एक State से दूसरी में जाता है?)

✔ New → Ready

• प्रोसेस का निर्माण पूरा हो गया, अब Execution के लिए तैयार।

✔ Ready → Running

• CPU खाली हुआ और Scheduler ने इस प्रोसेस का चयन किया।

✔ Running → Waiting

• I/O की आवश्यकता होने पर।

✔ Running → Ready

• Time Quantum समाप्त होने पर (Preemptive Scheduling)

✔ Waiting → Ready

• I/O या घटना (Event) पूरी हो गई।

✔ Running → Terminated

• प्रोसेस का कार्य सफलतापूर्वक समाप्त हो गया।

⭐ Process Life Cycle (पूरा जीवन चक्र)

1. OS प्रोसेस तैयार करता है (New)

2. CPU के इंतज़ार में रहता है (Ready)

3. CPU चलाता है (Running)

4. I/O की प्रतीक्षा करता है (Waiting)

5. I/O पूरा होने पर फिर Ready

6. अंत में समाप्त (Terminated)

यह चक्र ऑपरेटिंग सिस्टम में Multitasking और Efficiency सुनिश्चित करता है।

⭐ निष्कर्ष (Conclusion)

प्रोसेस कंप्यूटर सिस्टम में कार्य निष्पादन की मूल इकाई है।
Operating System प्रोसेस को विभिन्न अवस्थाओं में नियंत्रित करता है और Scheduling, Memory Management तथा Resource Allocation के माध्यम से System Efficiency बनाए रखता है।
Process State Diagram प्रोसेस के पूरे जीवन चक्र को दर्शाता है और यह समझने में मदद करता है कि एक प्रोसेस किस प्रकार New से शुरू होकर अंत में Terminated अवस्था तक पहुँचता है।