2. В чем разница между статическими и динамическими алгоритмами планирования процессов? Приведите минимум 2 примера каждого из них.

Разница между статическими и динамическими алгоритмами планирования процессов

Статическим (приоритет заранее назначается каждому процессу)

Динамический алгоритм планирования наибольший приоритет выставляется процессу, у которого осталось наименьшее время выполнения.

Статические алгоритмы планирования (RMS — Rate Monotonic Scheduling). Используют приоритетное вытесняющее планирование. Приоритет присваивается каждой задаче до того, как она начала выполняться. Преимущество отдается задачам с самыми короткими периодами выполнения.

Динамические алгоритмы планирования (EDF — Earliest Deadline First Scheduling). Приоритет задачам присваивается динамически, причем предпочтение отдается задачам с наиболее ранним предельным временем начала (завершения) выполнения.

2 Примера каждого из них:

Статический:

Rate-monotonic (RM), Deadline Monotonic (DM).

Динамический: Примерами алгоритмов с динамическими приоритетами являются алгоритм SJF и алгоритм гарантированного планирования.

2. Назовите и кратко опишите существующие способы синхронизации многопоточных приложений.

Блокировка потока Синхронизированный поток, определенный как метод типа synchronized, может переходить в заблокированное состояние автоматически при попытке обращения к ресурсу, занятому другим синхронизированным методом, либо при выполнении некоторых операций ввода или вывода. Однако в ряде случаев полезно иметь более тонкие средства синхронизации, допускающие явное использование по запросу приложения.

Блокировка на заданный период времени. С помощью метода sleep можно заблокировать поток на заданный период времени.

Временная приостановка и возобновление работы. Методы suspend и resume позволяют, соответственно, временно приостанавливать и возобновлять работу потока.

Ожидание извещения. Если вам нужно организовать взаимодействие потоков таким образом, чтобы один поток управлял работой другого или других потоков, вы можете воспользоваться методом wait. Этот метод переводит поток в состояние ожидания, в котором он будет находиться до тех пор, пока для потока не будет вызван извещающий метод notify, notifyAll, или пока не истечет период времени, указанный в параметре метода wait.

Ожидание завершения потока. С помощью метода join вы можете выполнять ожидание завершения работы потока, для которой этот метод вызван.

2. Что такое критическая область процесса? Назовите прнципы разработки многопоточных программ, которые позволят избежать для них попадания в тупики.

Участки программ процессов для работы с разделяемыми данными образуют так называемые критические области.

Для избегания попадания в тупик, в многопоточных программах используются механизмы синхронизации и пересылки сообщений.

Синхронизация – ожидание выполнения какого-то происшествия, которое будет командой для дальнейшего выполнения процесса.

Пересылка сообщений – процесс ожидает сообщения от другого процесса, после чего сможет продолжать работу с общими данными.

2. Перечислите разные способы синхронизации работы многопоточных программ. Перечислите и охарактеризуйте проблемные ситуации, которые могут возникать в случае конкуренции за ресурсы между нитями. Какие существуют подходы, для того чтобы избежать их?

Синхронизация (от др.-греч. σύγχρονος — одновременный) в информатике обозначает одно из двух: синхронизацию процессов, либо синхронизацию данных.

Синхронизация процессов — приведение двух или нескольких процессов к такому их протеканию, когда определённые стадии разных процессов совершаются в определённом порядке, либо одновременно.

Синхронизация необходима в любых случаях, когда параллельно протекающим процессам необходимо взаимодействовать. Для её организации используются средства межпроцессного взаимодействия. Среди наиболее часто используемых средств — сигналы и сообщения, семафоры и мьютексы, каналы (англ. pipe), совместно используемая память.

Синхронизация данных — ликвидация различий между двумя копиями данных. Предполагается, что ранее эти копии были одинаковы, а затем одна из них, либо обе были независимо изменены.

Способ синхронизации данных зависит от делаемых дополнительных предположений. Главной проблемой тут является то, что независимо сделанные изменения могут быть несовместимы друг с другом (так называемый «конфликт правок»), и даже теоретически не существует общего способа разрешения подобных ситуаций.

Тем не менее, есть ряд частных способов, применимых в тех или иных случаях:

• Наиболее простой способ: предполагают, что изменения вносились лишь в одну из копий — «рабочую» — и другая копия просто перезаписывается её содержимым. Этот способ реализуют большинство приложений синхронизации; в силу необратимости делаемых изменений пользователю даётся выбор, какую копию считать «главной».

• Если данные представляют собой набор независимых записей (то есть любое сочетание записей является корректным — это, напр., телефонная книга), то можно простообъединить множества записей. Это ликвидирует риск потери информации, но чтобы удалить запись из набора, этот способ приходится сочетать с первым.

  • Если наборы синхронизируются неоднократно, можно автоматически вводить в них дополнительную служебную информацию: дата и время последнего изменения записи, пометки об удалённых записях (стираются после следующей синхронизации или через достаточно большое время) и пр. . Этот подход используется, например, в Outlook.

• Обрабатывать конфликты правок: автоматически (если возможно), иначе — вручную. Этот, наиболее общий способ применяется только если указанные выше упрощённые недопустимы — например, в системах контроля версий. Так, CVS при обнаружении двух независимых изменений объявляет о «конфликте» и либо (в простых случаях) разрешает его автоматически, либо предоставляет пользователю разрешить его вручную. В этих случаях конфликтов стараются просто избегать — например, распределением областей компетенции.