Презентация "Взаимодействующие параллельные процессы" - скачать презентации по Информатике

Август 26, 2022

Главная
Информатика
Презентация "Взаимодействующие параллельные процессы" - скачать презентации по Информатике

Содержание

2. Параллельные процессы
3. Взаимодействующие процессы
4. Взаимодействующие процессы Независимые процессы имеют свое множество переменных и ресурсов. Другие процессы не могут изменить значения
5. Использование общего ресурса В результате прерывания последовательность действий обеих программ может измениться. Пусть Count = 10
6. Проблема критического участка Общий ресурс, совместно используемый несколькими параллельными процессами, получил название – критический ресурс. Часть
7. Методы взаимоисключения Используется множество методов взаимоисключения взаимодействующих параллельных процессов в критических участках: - взаимное исключение с
8. Параллельные процессы без взаимоисключения Cobegin (нач. установка) PROC1; PROC2; coend 1 2 3 4 (переменные управления
9. Взаимоисключение строгим чередованием процессов var NP: 1,2; Begin NP:=1; cobegin PROC1; PROC2; coend; end. 1 2
10. Попытка взаимоисключение с использованием флагов var C1, C2: boolean; Begin C1:=false; C2:=false; cobegin PROC1; PROC2; coend;
11. Алгоритм Деккера VAR C1,C2:Boolean; NP:1,2; begin NP:=1; C1:=FALSE; C2:=FALSE; Cobegin PROC1; PROC2; coend; end.
12. Алгоритм Петерсона var C1, C2: boolean; var NP:1,2; begin C1:=false; C2:=false; cobegin PROC1; PROC2; coend; end.
13. Взаимоисключение операцией проверка и установка (Test and Set) begin Common:=false; cobegin PROC1; PROC2; coend; end. 1
14. Операция Test and Set Procedure TS (Лок, Общ); begin Лок:=Общ; Общ:=TRUE; end; Общ:=false; (критич. участок свободен)
15. Семафоры Семафоры, как средство синхронизации параллельных процессов, предложил голландский математик Э. Дейкстра (E. W. Dijkstra) в
16. Свойства числового семафора Работу числового семафора можно сравнить с работой автоматизиро-ванной двери, которая открывается, если бросить
17. Логический семафор - mutex Вместо числовой переменной S.C может использоваться переменная логического типа. Такой логический семафор
18. Взаимоисключение числовым семафором VAR S:Semaphore; begin S.C:=1; cobegin PROC1; PROC2; coend; end.
19. Синхронизация процессов «Главный – Подчиненный» VAR Event:Semaphore; begin Event.C:=0; cobegin MASTER; SLAVE; coend; end. Обратите внимание,
20. Синхронизация процессов «Производитель – Потребитель» VAR Buf:Record; Start,Finish:Semaphore; begin Start.C:=0; Finish.C:=1; cobegin Repeat PRODUSER Until FALSE;
21. «Производитель – Потребитель» множественный буфер VAR Buf:array [1..N] of Record; Full,Empty,S:Semaphore; begin S.C:=1; Full.C:= ; Empty.C:=
22. «Читатели – Писатели» с приоритетом читателей VAR Nrdr:integer; W,R:Semaphore; Begin Nrdr:=0; W.C:=1; R.C:=1; cobegin Repeat READER
24. Скачать презентацию

Слайд 2

Параллельные процессы

Слайд 3

Взаимодействующие процессы

Слайд 4

Взаимодействующие процессы
Независимые процессы имеют свое множество переменных и ресурсов. Другие процессы

не могут изменить значения переменных этого процесса.
Взаимодействующие процессы – совместно используют общие ресурсы, и выполнение одного процесса влияет на результат другого. Ресурсами могут быть области памяти, файлы данных, ВУ и т.д.
Взаимодействовать могут конкурирующие процессы, каждый из которых использует совместный ресурс только для своих целей, либо процессы, совместно выполняющие общую работу – асинхронные процессы.

Слайд 5

Использование общего ресурса
В результате прерывания последовательность действий обеих программ
может измениться.

Пусть Count = 10 и эта последовательность станет
1-4-5-6-2-3.

1 CX = 10
4 CX = 10
5 CX = 9
6 Count = 9
CX = 11
Count = 11

Правильное значение CX = 10 Эта ситуация называется коллизией.
Работа с Count не является единой неделимой операцией.
1 inc Count 2 dec Count

Слайд 6

Проблема критического участка
Общий ресурс, совместно используемый несколькими параллельными процессами, получил

название – критический ресурс.
Часть программы, использующая критический ресурс, называется критическим участком (критическим интервалом, критической секцией, критической областью).

Требования к критическому участку программы:
- только один процесс может находиться внутри критического участка (взаимное исключение);
- ни один процесс не должен ждать бесконечно долго входа в критический участок;
- ни один процесс не может оставаться внутри критического интервала бесконечно долго;
-операции взаимного исключения должны выполняться корректно при нарушении работы одного или нескольких процессов вне критического участка (устойчивость к нарушениям);
- вход и выход взаимоисключения должны быть идентичными для всех процессов и не зависеть от их числа (симметрия).

Слайд 7

Методы взаимоисключения
Используется множество методов взаимоисключения взаимодействующих параллельных процессов в критических

участках:
- взаимное исключение с активным ожиданием:
- запрещение прерываний,
- строгое чередование,
- алгоритмы Деккера и Петерсона,
- операция проверки и установки;
- семафоры и мьютексы;
- мониторный механизм взаимоисключения;
- обмен сообщениями между процессами;

Слайд 8

Параллельные процессы без взаимоисключения
Cobegin
(нач. установка)
PROC1; PROC2;
coend
1
2
3
4
(переменные управления взаимоисключением)

Слайд 9

Взаимоисключение строгим чередованием процессов
var NP: 1,2;
Begin
NP:=1;
cobegin
PROC1; PROC2;

coend;
end.

1
2
3
4

Слайд 10

Попытка взаимоисключение с использованием флагов
var C1, C2: boolean;
Begin
C1:=false; C2:=false;

cobegin
PROC1; PROC2; coend;
end.

1
2
3
4

Слайд 11

Алгоритм Деккера
VAR C1,C2:Boolean; NP:1,2;
begin
NP:=1;
C1:=FALSE; C2:=FALSE;
Cobegin PROC1; PROC2; coend;
end.

Слайд 12

Алгоритм Петерсона
var C1, C2: boolean; var NP:1,2;
begin
C1:=false; C2:=false; cobegin

PROC1; PROC2; coend;
end.

1
2
3
4

Слайд 13

Взаимоисключение операцией проверка и установка (Test and Set)
begin Common:=false;
cobegin PROC1; PROC2;

coend;
end.

1
2
3
4

Var Common:boolean;
Procedure TS (Лок, Общ);
begin Лок:=Общ;
Общ:=true; end;

Слайд 14

Операция Test and Set
Procedure TS (Лок, Общ);
begin
Лок:=Общ;
Общ:=TRUE;
end;
Общ:=false;
(критич. участок свободен)
Лок1:=True;
While Лок1 do

TS(Лок1,Общ);
true false
false <- false
false true

Общ:=true;
(критич. Участок занят)
Лок2:=True;
While Лок2 do TS(Лок2,Общ);
true true
true <- true
true true

Команда BTS источник, индекс
Переносит бит по адресу источник[индекс] -> CF (Лок),
Затем бит источник[индекс]<- 1 (Общ).
L: BTS M, 1 ; вход
JC L ; взаимоисключения
; критическая секция
AND M, 0B ; выход взаимоисключения

Слайд 15

Семафоры
Семафоры, как средство синхронизации параллельных процессов, предложил голландский математик Э.

Дейкстра (E. W. Dijkstra) в 1965 г.
Семафор S это агрегат данных, который состоит из счетчика с целыми значениями S.C и очереди процессов S.Q, ждущих входа в критический участок. При создании семафора счетчик принимает начальное значение
C >= 0, а очередь – пустая.
Две операции над числовыми семафорами.

Слайд 16

Свойства числового семафора
Работу числового семафора можно сравнить с работой автоматизиро-ванной

двери, которая открывается, если бросить жетон. Жетон пропускает только одного человека. Жетон бросает не тот, кто проходит, а другой.

Свойства числовых семафоров.
Пусть C0 – начальное значение S.C, nP и nV – общее число выполнения операций P(S) и V(S).
Тогда:
- текущее значение счетчика семафора: S.C = C0 – nP + nV;
- число процессов в состоянии ожидания: nB = max(0,–S.C);
- число форсирований: nF = min(nP,C0–nV).
Последний параметр показывает насколько nP больше nV. По аналогии с автоматической дверью nF дает знать, что количество прошедших равно наименьшему из двух чисел, одно из которых есть общее количество опущенных жетонов C0+nV(S), а другое – число желающих пройти дверь.

Слайд 17

Логический семафор - mutex
Вместо числовой переменной S.C может использоваться переменная

логического типа. Такой логический семафор получил название мьютекс (mutex – MUtual EXclusion semaphor, семафор взаимного исключения).
S.C принимает значения TRUE и FALSE, а операции P(S) и V(S) выражаются действиями:

Двоичные семафоры используются для операции взаимоисключения нескольких процессов в случае, когда в критическом участке должен находиться только один процесс, числовые семафоры обладают также другими расширенными возможностями.

Слайд 18

Взаимоисключение числовым семафором
VAR S:Semaphore;
begin
S.C:=1;
cobegin
PROC1;
PROC2;
coend;
end.

Слайд 19

Синхронизация процессов «Главный – Подчиненный»
VAR Event:Semaphore;
begin
Event.C:=0;
cobegin MASTER; SLAVE; coend;
end.
Обратите внимание,

что здесь начальное значение счетчика семафора Event (событие) равно 0, т.е. семафор закрыт. Операция P(Event) переводит главный процесс в состояние «Ожидание», если значение семафора не было изменено. Открыть семафор может подчиненный процесс, сменив значение счетчика на 1, если подчиненный процесс выполнит V(Event) раньше.

Слайд 20

Синхронизация процессов «Производитель – Потребитель»
VAR Buf:Record;
Start,Finish:Semaphore;
begin
Start.C:=0; Finish.C:=1;
cobegin
Repeat PRODUSER Until

FALSE;
Repeat CONSUMER Until FALSE;
coend;
end.

Обратите внимание на начальные значения счетчиков семафоров.

Слайд 21

«Производитель – Потребитель» множественный буфер
VAR Buf:array [1..N] of Record;
Full,Empty,S:Semaphore;
begin
S.C:=1; Full.C:=

; Empty.C:= ;
cobegin
Repeat PRODUSER Until FALSE;
Repeat CONSUMER Until FALSE;
coend;
end.

Слайд 22

«Читатели – Писатели» с приоритетом читателей
VAR Nrdr:integer; W,R:Semaphore;
Begin Nrdr:=0; W.C:=1; R.C:=1;
cobegin
Repeat

READER Until FALSE;
. . .
Repeat READER Until FALSE;
Repeat WRITER Until FALSE;
. . .
Repeat WRITER Until FALSE;
coend; end.

Презентация "Взаимодействующие параллельные процессы" - скачать презентации по Информатике

Содержание

Параллельные процессы

Взаимодействующие процессы

Взаимодействующие процессыНезависимые процессы имеют свое множество переменных и ресурсов. Другие процессы

Использование общего ресурсаВ результате прерывания последовательность действий обеих программ может измениться.

Проблема критического участка Общий ресурс, совместно используемый несколькими параллельными процессами, получил

Методы взаимоисключения Используется множество методов взаимоисключения взаимодействующих параллельных процессов в критических

Параллельные процессы без взаимоисключенияCobegin(нач. установка) PROC1; PROC2;coend1234(переменные управления взаимоисключением)

Взаимоисключение строгим чередованием процессовvar NP: 1,2;Begin NP:=1; cobegin PROC1; PROC2;

Попытка взаимоисключение с использованием флаговvar C1, C2: boolean;Begin C1:=false; C2:=false;

Алгоритм ДеккераVAR C1,C2:Boolean; NP:1,2;beginNP:=1;C1:=FALSE; C2:=FALSE;Cobegin PROC1; PROC2; coend;end.

Алгоритм Петерсонаvar C1, C2: boolean; var NP:1,2;begin C1:=false; C2:=false; cobegin

Взаимоисключение операцией проверка и установка (Test and Set)begin Common:=false;cobegin PROC1; PROC2;

Операция Test and SetProcedure TS (Лок, Общ);begin Лок:=Общ; Общ:=TRUE;end;Общ:=false;(критич. участок свободен)Лок1:=True;While Лок1 do

Семафоры Семафоры, как средство синхронизации параллельных процессов, предложил голландский математик Э.

Свойства числового семафора Работу числового семафора можно сравнить с работой автоматизиро-ванной

Логический семафор - mutex Вместо числовой переменной S.C может использоваться переменная

Взаимоисключение числовым семафоромVAR S:Semaphore;beginS.C:=1;cobegin PROC1; PROC2;coend;end.

Синхронизация процессов «Главный – Подчиненный»VAR Event:Semaphore;beginEvent.C:=0;cobegin MASTER; SLAVE; coend;end. Обратите внимание,

Синхронизация процессов «Производитель – Потребитель»VAR Buf:Record; Start,Finish:Semaphore;beginStart.C:=0; Finish.C:=1;cobegin Repeat PRODUSER Until

«Производитель – Потребитель» множественный буферVAR Buf:array [1..N] of Record; Full,Empty,S:Semaphore;beginS.C:=1; Full.C:=

«Читатели – Писатели» с приоритетом читателейVAR Nrdr:integer; W,R:Semaphore;Begin Nrdr:=0; W.C:=1; R.C:=1;cobegin Repeat

Похожие презентации

Взаимодействующие процессы
Независимые процессы имеют свое множество переменных и ресурсов. Другие процессы

Использование общего ресурса
В результате прерывания последовательность действий обеих программ
может измениться.

Проблема критического участка
Общий ресурс, совместно используемый несколькими параллельными процессами, получил

Методы взаимоисключения
Используется множество методов взаимоисключения взаимодействующих параллельных процессов в критических

Параллельные процессы без взаимоисключения
Cobegin
(нач. установка)
PROC1; PROC2;
coend
1
2
3
4
(переменные управления взаимоисключением)

Взаимоисключение строгим чередованием процессов
var NP: 1,2;
Begin
NP:=1;
cobegin
PROC1; PROC2;

Попытка взаимоисключение с использованием флагов
var C1, C2: boolean;
Begin
C1:=false; C2:=false;

Алгоритм Деккера
VAR C1,C2:Boolean; NP:1,2;
begin
NP:=1;
C1:=FALSE; C2:=FALSE;
Cobegin PROC1; PROC2; coend;
end.

Алгоритм Петерсона
var C1, C2: boolean; var NP:1,2;
begin
C1:=false; C2:=false; cobegin

Взаимоисключение операцией проверка и установка (Test and Set)
begin Common:=false;
cobegin PROC1; PROC2;

Операция Test and Set
Procedure TS (Лок, Общ);
begin
Лок:=Общ;
Общ:=TRUE;
end;
Общ:=false;
(критич. участок свободен)
Лок1:=True;
While Лок1 do

Семафоры
Семафоры, как средство синхронизации параллельных процессов, предложил голландский математик Э.

Свойства числового семафора
Работу числового семафора можно сравнить с работой автоматизиро-ванной

Логический семафор - mutex
Вместо числовой переменной S.C может использоваться переменная

Взаимоисключение числовым семафором
VAR S:Semaphore;
begin
S.C:=1;
cobegin
PROC1;
PROC2;
coend;
end.

Синхронизация процессов «Главный – Подчиненный»
VAR Event:Semaphore;
begin
Event.C:=0;
cobegin MASTER; SLAVE; coend;
end.
Обратите внимание,

Синхронизация процессов «Производитель – Потребитель»
VAR Buf:Record;
Start,Finish:Semaphore;
begin
Start.C:=0; Finish.C:=1;
cobegin
Repeat PRODUSER Until

«Производитель – Потребитель» множественный буфер
VAR Buf:array [1..N] of Record;
Full,Empty,S:Semaphore;
begin
S.C:=1; Full.C:=

«Читатели – Писатели» с приоритетом читателей
VAR Nrdr:integer; W,R:Semaphore;
Begin Nrdr:=0; W.C:=1; R.C:=1;
cobegin
Repeat