В. Столлингс - Операционные системы (1114679), страница 46
Текст из файла (страница 46)
выполнение и, "" "' завершает выполнение „,„,„ одя на экран верн символ Процесс Р1 Процесс Р2 — яе1оГаг(» . ~. чона =' Г»1з.Г1 ' рн(.о»1аг ( о»1опс»; яеГоьаг () Рн;о»:аг(о;. „,', б. Па раллельные вычисления: взаимоисключения . 1 покидает ео».о к вка удаляется и позже, при возобновлении работы процесса Р2, им успешно выполняется процедура еооо. Урок, который следует извлечь из данного примера, заключается в том, что разделяемые глобальные пе емен р ные (как и другие разделяемые глобальные ресурсы) нуждаются в защите, и единственный сп б й спосо сделать это состоит в управлении кодом, осуществляющим доступ к этим переменным. Е ели мы до ьемся б то в определенный момент времени только один про есс оцесс сможет входить в ру ео,о и она обязатель ру —.о " но будет полностью зыполнена вошедшим в нее процессом до того, как станет возмож б, ' ' в зможно выполнение ее другим процессом то Удем застрахованы от в змож, то мы этого лоби.
ься возникновения рассматриваемой ошибки. К б в и. аким о разом д т ся — основной вопрос данной главы. анной Мы предполагали„что имеем ело с д с однопроцессорной многозадачной операцизтом сз, ~ з системой. Приме емо р прод монстрировал. что проблема может возникнуть даже в лаем ых м случае. В многопроцессо ной си р ~стеме возникает та же проблема защиты разде- механых Ресурсов, которая имеет ан 'нзм управления дос ом к а аналогичное решение. Сперва предположим и, что тупом к разделяемой глобальной переменной отсутствует. Однов временно выполняются и роцессы Р1 и Р2 — каждый на своем процесРе.
ба процесса вызывают процедуру ее(зо. Про нсхо Раллельно) ° сходят следующие события со (события в одной строке происходят па- е Р1 теРЯетсЯ до того, как еэ льтате символ, в введенный в процессе ится символ, считанный п и обоими процессами выводится си .н на экран, и о оими м гарантирующий, что в прац '-' е .
в систему механиз,, ТГГГерь лаайвим и может находиться только один процесс. В ' любой момент времени люаан бытий становится такой. последовательность со нн о ессы Р1 и Р2 — каждый на своем про .нна выполняются процессы и дновременн есйа. Процесс Р1 вызывает процедуру ес )Ре.
Процесс в процедуре ес~'а, эту же процедуру цесс Р1 находится в про есс Р1 находится в процедур - . ака поскольку процесс ывает Р1 я ли в этот момент процесс е ааж Ра . ю и цедуру. Оледовате лакируе' -а про ':-, окажется свободной. .ц . -а процедура есга не окаж аз ни . олнение процессом Р1;:, о тех пор, пока про аз ний момент времени выполнени ' некоторый более паздни но продолжается выполи"' у ы ее~:с завершается, па а ес1ы ~рапесса а Р2 и им успешно выпа .новения проблемы заклю истеме причина возник 3 однопроцессорной си процесса в произвольном жет остановить выполнение про ~та прерывание может остан на проблема может воз теме славия работы те же, Гапрацессорнай системе ус о процесса могут в один ' яющихся одновременно й О нака решение проблем ' нн обратитьс я кадка г й лобальной переменно ь д пом к разделяемым ресурсам.
адно и та та же: управление доступом к ра '~",4. операционной системы стие сле юши . т и ования и упр сле юшие вопросы конструир Можно перечислить следуюши я параллельных вычисле . ю ие из-за наличия пар щиан ных систем, возникающ 6 и ть азл Операционная система д а олжна быть сп 6 пособна отслеживать р ощи управляющих тивные процессы.
Эт у то осуще т у ствляется при помо о в главе 4, "Потоки, си. тмметричная мульти процессов, как описано в сорная обработка и микроядра'*. ать разли Операционная система д олжна рас спределять и освобождать в том числе следующие. ого активного процесса, в том чи : это функция планирования, рассматр е Процессорное время: это ти 4, "Планирование*'. используют схему пе ационных систем Ф Память: большинство оп р ется в части 3 "Память". Ъ. ной памяти. то . Э т вопрос рассматрива 12 "Управление файлами'. ° Фаилы: обсу д ж аются в главе, ' п б 1 "Управление б аются в главе 1 е Устроиств У " а ввода-вывода: обсужд выводам и д е исковое планирование". ф зические рес алжна защищать д зи ес Операционная система д .
анные и изи ействия других проц и е намеренного возле ст ты с.': ждого процесса ат непр д ющихся для работ ание технологий, применяю включает использование т . Обсуждение вопросов ° и ввода-вывода. тью, файлами и устроиствами 15 "Безопасность". можно найти в главе 1, ' за Часть 2. результат работы процесса не должен зависеть от скорости его выполнения па отношению к другим параллельно выполняющимся процессам. Этому вопросу посвящена данная глава. цтобы лучше понять вопросы независимости работы процессов от относильнай скорости выполнения, рассмотрим сначала способы взаимодействия Рацессав- взя имодействие процессов ° Процессы ие осведомлены о наличии друг друга. Это независимые процессы, не предназначенные для совместной работы.
Наилучшим примером такай ситуации может служить многозадачность множества независимых процессов. Это могут быть пакетные задания, интерактивные сессии или смесь тех и других. Хотя эти процессы и не работают совместно, операционная система должна решать вопросы конкурентного использования ресурсов. Например, два независимых приложения могут затребовать доступ к одному и тому же диску или к принтеру.
Операционная система должна реГулировать такие обращения. е Процессы косвенно осведомлены о наличии друг друга. Эти процессы не обязательно должны быть осведомлены о наличии друг друга с точностью да идентификатора процесса, однако они разделяют доступ к некоторому объекту, например буферу ввода-вывода. Такие процессы демонстрируют сотрудничество при разделении общего объекта. ° Процессы непосредственно осведомлены а наличии друг друта. Такие процессы способны общаться один с другим с использованием идентификаторов процессов и изначально созданы для совместной работы. Эти процессы также демонстрируют сотрудничество при работе.
Условия работы процессов не всегда можно определить так ясно и четко, как указано в табл. 5.1; более того, некоторые процессы одновременно проявляют сп способность и к конкуренции, и к сотрудничеству. Тем не менее рассмотрим НР"и"денный список и определим участие операционной системы в перечислениы ых и нем ситуациях. Т,бли лица 5.1. Взаимодействие процессов Взаимосвязь Потенциальные проблемы Влияние одного процесса иа другои Стене дамленнасти неве ~ЪОПЕГ„„,, "енлек,, ПГГеы яе асве- Конкуренция "" ДРУГ а ДРУГе ° Вваимоискл|очения ° Результат работы одного процесса не зависит от действий дРУГнх е Возможно влияние одного процесса на время работы другого ° Взаимаблакировки (возобновляемые ресурсы) ° Голодание а 5. Параллельные вычисления: вааимоисключения...
способы взаимодействия процессов можно классифицировать по степени осамленности одного процесса о существовании другого. В табл. 5.1 перечислены трп возможные степени осведомленности. Сотрудничества с исПОЛ ЬЗОВВ ниеМ е Результат рабаты Од- е НОГО працвссв мажет зависеть От ннфармвции, полученная От ДРУГИХ ° ВазмажнО влияние ОднОГО пронесся нв время Рвбаты Друтага зцвссы косвенно СДОМЛС НЫ О НВ- ~ии друг друга Взвнмабла (вазабвавл ' Рсс~ рсы) Голодание ц Гвязь данн Взвимабла "' (рвсхадуе ресурсы) Голодание ° Рсзулыгвт работы ОД- нага п1юцессв мажет зависеть ат информации палучвннОЙ От ДРУГих Сатрудничества с использованием ОГЧССЫ НВПОСРЕДЕННО ОСВСДОМЛЕО наличии друг связи е Возможна влияние ОДНОГО ЩЭОЦЕССЗ НВ время Рабаты Другага Конкуренция процессов в борьбе за ресурсы При необходимости использовать один и тот же ресурс параллель ссы вступают в конфликт друг с другом.
В чистом виде ситуацию мож' гь следующим образом. В процессе работы два или более процесса ну " заступе к некоторому ресурсу. Каждый из процессов не подозревает о гальных и не подвергается никакому воздействию с их стороны. Отсюда:,-" , что каждый процесс не должен изменять состояние любого ресурса, ~м ан работает. Примерами таких ресурсов могут быть устройства.;,.'', ~вода, память, процессорное время и часы. Между конкурирующими процессами не происходит никакого обм „: ~рмацией.
Однако выполнение одного процесса мажет повлиять на по нкурирующего процесса. В частности, если два процесса желают и ступ к одному ресурсу, та операционная система выделит этот ресуро процессов, в то время как второй процесс вынужден будет ожидать з ~я работы с ресурсом первого. Таким образом, скорость работы праце му отказано в немедленном доступе к ресурсу, уменьшается, В пред учае блокированный процесс может никогда не получить доступ к едовательно, никогда не сможет успешно завершиться.
В случае конкуренции процессов мы сталкиваемся с тремя цроб ' ц абл "рвая их них — необходимость взаимных исключений (пш1иа) е ехс редположим, что два или большее количество процессов требуют досту,-, ~му неразделяемаму ресурсу, такому, как принтер. При выполнении юцесс посылает команды в устройство ввода-вывода, получает информ. о состоянии, посылает и/или получает данные. Мы будем говоРить а ить а та 'рсе как о критпичеснам ресурсе, а о части программы, которая ега ЯЕГОИ вЂ” как о критическом разделе (СГЖса) весЫОН) программы, Крайне, обы в критическом разделе в любой момент времени могла нвхадиться:- ~на программа.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
