Wstp do informatyki Wykad 6 Procesy wspbiene Jerzy

Wstęp do informatyki Wykład 6 Procesy współbieżne Jerzy. Nawrocki@put. poznan. pl http: //www. cs. put. poznan. pl/jnawrocki/wdi/ J. Nawrocki, Procesy współbieżne Copyright, 2007 © Jerzy R. Nawrocki

Wprowadzenie Wieloprogramowość Program 1 Program 2 Program 3 System oper. J. Nawrocki, Procesy współbieżne Wielozadaniowość Cray

Plan wykładu • Podstawowe pojęcia • • • Interferencja obliczeń Metoda ścisłej wymiany Instrukcja TSL Semafory binarne Problem producent-konsument Sieci Petri’ego J. Nawrocki, Procesy współbieżne

Podstawowe pojęcia Proces = Program w trakcie wykonania • Program • Wartości rejestrów • Licznik rozkazów • Dane • . . . J. Nawrocki, Procesy współbieżne

Podstawowe pojęcia Procesy na 1 procesorze A B J. Nawrocki, Procesy współbieżne C D

Podstawowe pojęcia Stany procesu Wykonywany Zablokowany J. Nawrocki, Procesy współbieżne Gotowy

Interferencja obliczeń Z = Zarobek studenta Z= Z + 100 Z= Z + 300 X= Z; X= X + 100; Z= X; Y= Z; Y= Y + 300; Z= Y; Z: 107 J. Nawrocki, Procesy współbieżne

Metoda ścisłej wymiany Bum! J. Nawrocki, Procesy współbieżne

Metoda ścisłej wymiany sekcja_krytyczna J. Nawrocki, Procesy współbieżne

Metoda ścisłej wymiany 0 while (true) { while (kolej != 0) ; sekcja_krytyczna(); kolej= 1; inne_czynności(); } 1 while (true) { while (kolej != 1) ; sekcja_krytyczna(); kolej= 0; inne_czynności(); } J. Nawrocki, Procesy współbieżne

Plan wykładu • Podstawowe pojęcia • Interferencja obliczeń • Metoda ścisłej wymiany • Instrukcja TSL • Semafory binarne • Problem producent-konsument • Sieci Petri’ego J. Nawrocki, Procesy współbieżne

Komunikacja międzyprocesowa Instrukcja TSL Czekaj. Na. Otwarcie. . . call CNO 1 sekcja_krytyczna call Otworz 1 inne_czynności. . . J. Nawrocki, Procesy współbieżne . . . call CNO 1 sekcja_krytyczna call Otworz 1 inne_czynności. . .

Komunikacja międzyprocesowa Instrukcja TSL CNO 1: mov rej, Zamek 1 Zamknięty mov Zamek 1, 1 cmp rej, 0 jne CNO 1 Otwarty ret Otwarty Otworz 1: mov Zamek 1, 0 ret J. Nawrocki, Procesy współbieżne

Komunikacja międzyprocesowa Instrukcja TSL Zamek 1 = 0 CNO 1: mov rej, Zamek 1 mov Zamek 1, 1 cmp rej, 0 jne CNO 1 ret J. Nawrocki, Procesy współbieżne

Komunikacja międzyprocesowa Instrukcja TSL CNO 1: mov rej, 1 xchg rej, Zamek 1 cmp rej, 0 jne CNO 1 ret Otworz 1: mov Zamek 1, 0 ret J. Nawrocki, Procesy współbieżne

Semafory binarne down Sekcja krytyczna J. Nawrocki, Procesy współbieżne

Semafory binarne Sekcja krytyczna J. Nawrocki, Procesy współbieżne

Semafory binarne up Sekcja krytyczna J. Nawrocki, Procesy współbieżne

Semafory binarne Sekcja krytyczna J. Nawrocki, Procesy współbieżne

Producent-Konsument Producent Pobierz_elem Konsumuj_elem Produkuj_elem Wstaw_elem Magazyn J. Nawrocki, Procesy współbieżne

Producent-Konsument Semafory binarne i uogólnione Producent while (true) { produkuj_elem; Konsument while (true) { pobierz_elem; wstaw_elem; konsumuj_elm; } } J. Nawrocki, Procesy współbieżne

Producent-Konsument Semafory binarne i uogólnione Producent while (true) { produkuj_elem; down (empty); down (mutex); wstaw_elem; up (mutex); up (full); } J. Nawrocki, Procesy współbieżne Konsument while (true) { down (full); down (mutex); pobierz_elem; up (mutex); up (empty); konsumuj_elm; }

Carl Adam Petri Ur. 12 lipca 1926 w Lipsku Od 1988: Honorowy Prof. Uniwersytetu w Hamburgu Kommunikation mit Automaten. Petri, C. A. , Bonn: Institut für Instrumentelle Mathematik, Schriften des IIM Nr. 2, 1962. J. Nawrocki, Procesy współbieżne

Wprowadzenie Sieci Petri’ego: • Notacja graficzna • Dobra podstawa matematyczna Zastosowania: • Modelowanie systemów współbieżnych i rozproszonych • Protokoły komunikacyjne, sieci komputerowe, systemy produkcyjne, systemy transportu publicznego itp. J. Nawrocki, Procesy współbieżne

Terminologia Miejsce Łuk wej. Łuk wyj. Przejście Znacznik J. Nawrocki, Procesy współbieżne

Bardzo prosty przykład waiting strt_reading stop_reading J. Nawrocki, Procesy współbieżne Czytelnik w bibliotece: • czekanie, • czytanie.

Przejścia równoległe 2 J. Nawrocki, Procesy współbieżne

Przejścia konfliktowe J. Nawrocki, Procesy współbieżne

Inny przykład t 1 while (1) { while (. . t 4. . ) {. . . t 5; . . . } t 1; . . . t 2; t 5 t 4 t 2 . . . t 3; } t 3 J. Nawrocki, Procesy współbieżne

Podsumowanie • • Interferencja obliczeń Wreszcie! Ścisła zmiana Instrukcja TSL Semafory binarne i uogólnione • Problem producentkonsument • Programowanie współbieżne jest trudniejsze niż sekwencyjne J. Nawrocki, Procesy współbieżne • Sieci Petri’ego jako