Procesy współbieżne Copyright, 2007 © Jerzy R. Nawrocki Wstęp do informatyki Wykład 6

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

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 Proces Podstawowe pojęcia Proces = Program w trakcie wykonania Program Wartości rejestrów Licznik rozkazów Dane...

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

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

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

J.Nawrocki, Procesy współbieżne Metoda ścisłej wymiany Bum!

J.Nawrocki, Procesy współbieżne Metoda ścisłej wymiany sekcja_krytyczna

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

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... call CNO1 sekcja_krytyczna call Otworz1 inne_czynności... call CNO1 sekcja_krytyczna call Otworz1 inne_czynności... CzekajNaOtwarcie

J.Nawrocki, Procesy współbieżne Otworz1: mov Zamek1, 0 ret CNO1: mov rej, Zamek1 mov Zamek1, 1 cmp rej, 0 jne CNO1 ret Komunikacja międzyprocesowa Instrukcja TSL Zamknięty Otwarty

J.Nawrocki, Procesy współbieżne CNO1: mov rej, Zamek1 mov Zamek1, 1 cmp rej, 0 jne CNO1 ret Komunikacja międzyprocesowa Instrukcja TSL CNO1: mov rej, Zamek1 mov Zamek1, 1 cmp rej, 0 jne CNO1 ret Zamek1 = 0

J.Nawrocki, Procesy współbieżne CNO1: mov rej, 1 xchg rej, Zamek1 cmp rej, 0 jne CNO1 ret Otworz1: mov Zamek1, 0 ret Komunikacja międzyprocesowa Instrukcja TSL

J.Nawrocki, Procesy współbieżne Semafory binarne Sekcja krytyczna down

J.Nawrocki, Procesy współbieżne Semafory binarne Sekcja krytyczna

J.Nawrocki, Procesy współbieżne Semafory binarne Sekcja krytyczna up

J.Nawrocki, Procesy współbieżne Semafory binarne Sekcja krytyczna

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

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

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

J.Nawrocki, Procesy współbieżne 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 TerminologiaMiejsce Przejście Znacznik Łuk wej. Łuk wyj.

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

J.Nawrocki, Procesy współbieżne Przejścia równoległe 2

J.Nawrocki, Procesy współbieżne Przejścia konfliktowe

J.Nawrocki, Procesy współbieżne Inny przykład while (1) { t 1 ;... t 2 ;... t 3 ; } while (..t 4..) {... t 5 ;... } t1t1 t2t2 t3t3 t4t4 t5t5

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