Заходи
Гость

Хостинг

Статистика
Яндекс.Метрика Счетчик PR-CY.Rank
Онлайн всего: 1
Гостей: 1
Пользователей: 0

Ccылки

Свежак

Главная » Статьи » Все статьи » Операционные системы

Асинхронные параллельные процессы

Процессы называются параллельными, если они существуют одновременно. Параллельные процессы могут работать совершенно независимо друг от друга или они могут быть асинхронными – это значит им необходимо периодически синхронизироваться и взаимодействовать. Для иллюстрации параллельных асинхронных процессов применяется нотация аналогичная той, которая применяется в языках параллельного программирования Модула, Ада и т. п.

Параллельная обработка

Параллельное выполнение нескольких программ заманчиво, как один из вариантов повышения быстродействия, и как следствие – производительности ОС. Многопроцессорные вычислительные комплексы (суперкомпьютеры) дают основание надеяться на внедрение мультипроцессорных систем в персональные компьютеры, и в результате – на развитие основных концепций параллельного программирования и создание соответствующего программного обеспечения. Здесь встречаются принципиальные трудности:

- сложность определения фрагментов будущих программ, возможных быть

распараллеленными;

- трудность отладки таких программ. Т.к. после предположительного исправления ошибки трудно восстановить последовательность событий, на которых эта ошибка проявилась впервые. Поэтому нельзя утверждать с уверенностью, что данная ошибка устранена.

- трудность доказательства корректности параллельных программ по сравнению с последовательными программами.

Взаимоисключение

Пусть имеется многотерминальная система разделения времени, в которой пользователи вводят текстовые данные. Каждый пользователь использует один терминал. Ввод очередной строки заканчивается нажатие на клавишу Enter. Необходимо вести постоянный учет общего количества строк, введенных пользователями с начала работы системы. Предполагается, что контроль каждого терминала ведется при помощи отдельного процесса. Сигналом к увеличению на 1 глобальной переменной STROKWWEDENYH – служит ввод сигнала Enter с соответствующего терминала. Пусть каждый процесс имеет в своем составе копию кода:

mov ax, STROKWWEDENYH

inc ax

mov STROKWWEDENYH, ax

Пусть в данный момент глобальная переменная STROKWWEDENYH имеет значение 21687. Пусть один процесс успевает выполнить только первые две команды mov ax, STROKWWEDENYH inc ax

После чего в регистре ax (аккумуляторе) будет 21688. Затем этот процесс ввиду истечения отведенного ему кванта времени уступает процессор другому процессу. Второй процесс выполняет теперь все три команды, устанавливая значение

STROKWWEDENYH=21688. Далее 2-й процесс возвращает управление 1-ому процессу, который возобновляет свое выполнение с команды mov STROKWWEDENYH, ax и также помещает значение 21688 в STROKWWEDENYH. Т.о., из-за не координированного доступа к разделяемой переменной STROKWWEDENYH – потеряли одну строку.

Эту задачу можно решить, если каждому процессу предоставить монопольное исключительное право доступа к переменной STROKWWEDENYH. Когда один процесс увеличивает эту разделяемую переменную, всем остальным процессам, которым нужно было бы также, нарастить значение STROKWWEDENYH в то же самое время – придется ждать. А когда данный процесс закончит свое использование переменной, будет разрешено продолжать работу одному из процессов, находящихся в состоянии ожидания. Т. о. каждый процесс, обращающийся к разделяемым данным, исключает для других процессов возможность одновременного с ним обращения к данным. Это называется взаимоисключением. Когда процесс производит обращение к разделяемым данным, то говорят, что он находится на своем критическом участке.

Применение примитивов взаимоисключения

для управления взимодействием процессами

program взаимоисключение;

var строквведенных: целое;

procedure процессодин;

while истина do

begin

взятиеследующейстрокитерминала;

входвзаимоисключения;

строквведенных:=строквведенных + 1;

выходвзаимоисключения;

обработкастроки

end;

procedure процессдва;

while истина do

begin

взятиеследующейстрокитерминала;

входвзаимоисключения;

строквведенных:=строквведенных + 1;

выходвзаимоисключения;

обработкастроки

end;

begin

строквведенных:=0;

parbegin

процессодин;

процессдва

parend

end.

Для простоты полагаем, что взаимодействуют два параллельных процесса. Управлять n процессами – значительно сложнее. Две конструкции входвзаимоисключения и выходвзаимоисключения обрамляют критические участки в каждом из процессов. Эти операторы называются примитивы взаимоисключения. Внутри этого участка обеспечен монопольный доступ к переменной

СТРОКВВЕДЕННЫХ.

Если один из процессов находится внутри своего критического участка, а другой процесс пытается войти в этот же участок, то он переводится в состояние ожидания, пока первый процесс не выполнит выходвзаимоисключения. Только после этого первый процесс сможет войти в свой критический участок.

Операторные скобки parbegin

оператор 1;

оператор 2;

…………..

оператор n

parend

служат для синтаксического оформления параллельно выполняющихся процессов в рамках программы, где они употреблены. Оператор parbegin указывает, что последовательное течение программы должно быть разделено на несколько параллельно выполняемых последовательностей (цепочек управления). В данном случае на n отдельных самостоятельных цепочек - по одной для каждого внутреннего оператора для данной конструкции.

Оператор parend указывает, что вышеперечисленные параллельно выполняемые цепочки должны слиться воедино и должно возобновиться последовательное выполнение программы.

Если процессодин и процессдва выполняют входвзаимоисключения одновременно, то одному из них случайным образом будет разрешено продолжать работу, а другому – остается ждать.

Реализация примитивов взаимоисключения

(общие замечания).

Для реализации примитивов взаимоисключения «входвзаимоисключения» (код входа взаимоисключения) и «выходвзаимоисключения» (код выхода взаимоисключения) необходимо, чтобы соблюдались следующие четыре правила:

1. Задача д. б. решена чисто программным способом на ЭВМ (компьютере), не имеющей специальных команд взаимоисключения. Каждая команда машинного языка выполняется, как неделимая операция, т. е. каждая ______8начатая команда завершается без прерывания ее. Будем считать, что в случае одновременных попыток нескольких процессоров обратиться к одному и тому же элементу данных возможные конфликты разрешаются аппаратно при помощи схемы защитной блокировки памяти. Эта схема распараллеливает конфликтующие обращения к памяти со стороны отдельных процессоров, выстраивая их в очередь, т. е., разрешая производить только одно обращение в каждый конкретный момент времени. Предполагается, что эти отдельные обращения обслуживаются в случайном порядке.

2. Не должно быть никаких предположений об относительных скоростях выполнения асинхронных параллельных процессов.

3. Процессы, находящиеся вне своих критических участков, не могут препятствовать другим процессам входить в их собственные критические участки.

4. Не должно быть бесконечного откладывания момента входа процессов в их критические участки. Неплохие реализации программных механизмов взаимоисключения предложил голландский математик Деккер. Существенно улучшил этот алгоритм Э. Дейкстра.

Категория: Операционные системы | Добавил: Iron (04.08.2012)
Просмотров: 1817 | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
Поиск

Статьи
[Менеджмент]
Факторы микросреды организации
[Операционные системы]
Диаграмма перехода процесса
[Устронение ошибок систем]
Сообщения об ошибках AMI BIOS (часть 2)
[Менеджмент]
Факторы микросреды организации
[Прогараммирование]
Как работает CSS?
[Информатика]
Кэш-память
[Операционные системы]
Особенности применения технологий Lotus Domino и Notes в современных информационных системах
[Прогараммирование]
ДОКУМЕНТИРОВАНИЕ ПРОГРАММ
[Устронение ошибок систем]
Устранение неполадок при возникновении (синего экрана) Blue Screen Of Death (BSOD) (2)
[Прогараммирование]
ПОДПРОГРАММЫ. ПРОЦЕДУРЫ И ФУНКЦИИ

Категории
Операционные системы [30]
Устронение ошибок систем [13]
Безопасность систем [9]
Прогараммирование [32]
Технологические [0]
Информатика [23]
Бухгалтерский учет [3]
Ценообразование [0]
Экономика [0]
Менеджмент [3]
Психология [0]
Разное [4]

Популярный софт
Iron Kaspersky Internet Security 2015
Kaspersky Internet Security 2015
Iron Virtual DJ
Virtual DJ
Iron SoundForge 11
SoundForge 11
Iron Alcohol 120
Alcohol 120
Iron Norton Internet Security 2014
Norton Internet Security 2014
Iron Loaris Trojan Remover
Loaris Trojan Remover

Жми

Copyright MyCorp © 2019Конструктор сайтов - uCoz