Національний аерокосмічний університет ім. М.Є.Жуковського "хаі"
Спеціальність 7.080403. Курс 5.
Учбова дисципліна "Проектування ПЗ для спеціалізованих автоматизованих систем"
Екзаменаційний квиток № 4
Види процесів. Поняття крайнього терміну і найгіршого часу виконання.
Проблеми синхронізації. Гонки і взаємне блокування.
Затверджено на засіданні кафедри 603.
Протокол № __1_ від "_28_" ___08___ 2009 р.
Зав. кафедрою ___________ /Туркін І.Б/
Екзаменатор __________ /Туркін І.Б./
Національний аерокосмічний університет ім. М.Є.Жуковського "хаі"
Спеціальність 7.080403. Курс 5.
Учбова дисципліна "Проектування ПЗ для спеціалізованих автоматизованих систем"
Екзаменаційний квиток № 5
Алгоритми планування. Планувальник. Пріоритет.
Синхронізація процесів: критичні секції
Критическая секция — часть программы, в которой есть обращение к совместно используемым данным. При нахождении в критической секции двух (или более) процессов, возникает состояние «гонки» («состязания»). Для избежания данной ситуации необходимо выполнение четырех условий:
Два процесса не должны одновременно находиться в критических областях.
В программе не должно быть предположений о скорости или количестве процессоров.
Процесс, находящийся вне критической области, не может блокировать другие процессы.
Невозможна ситуация, в которой процесс вечно ждет попадания в критическую область.
Критическая секция (англ. critical section) — объект синхронизации потоков, позволяющий предотвратить одновременное выполнение некоторого набора операций (обычно связанных с доступом к данным) несколькими потоками. Критическая секция выполняет те же задачи, что и мьютекс.
Между мьютексом и критической секцией есть терминологические различия, так процедура, аналогичная захвату мьютекса, называется входом в критическую секцию (англ. enter), снятию блокировки мьютекса — выходом из критической секции (англ. leave).
Процедура входа и выхода из критических секций обычно занимает меньшее время, нежели аналогичные операции мьютекса, что связано с отсутствием необходимости обращаться к ядру ОС.
В операционных системах семейства Microsoft Windows разница между мьютексом и критической секцией в том, что мьютекс является объектом ядра и может быть использован несколькими процессами одновременно, критическая секция же принадлежит процессу и служит для синхронизации только его потоков.
Критические секции Windows имеют оптимизацию, заключающуюся в использовании атомарно изменяемой переменной наряду с объектом «событие синхронизации» ядра. Захват критической секции означает атомарное увеличение переменной на 1. Переход к ожиданию на событии ядра осуществляется только в случае, если значение переменной до захвата было уже больше 1, то есть происходит реальное «соревнование» двух или более потоков за ресурс.
Таким образом, при отсутствии соревнования захват/освобождение критической секции обходятся без обращений к ядру.
Кроме того, захват уже занятой критической секции до обращения к ядру какое-то небольшое время (англ. spin count) ждёт в цикле опроса переменной, и, если переменная становится равной 0, то захват происходит без обращений к ядру
Затверджено на засіданні кафедри 603.
Протокол № __1_ від "_28_" ___08___ 2009 р.
Зав. кафедрою ___________ /Туркін І.Б/
Екзаменатор __________ /Туркін І.Б./