14.Семафорная техника синхронизации и упорядочивания процессов

В 1965 году Деккерер ввёл понятие «семафорная техника».

Все виды решения задач синхронизации базируются на двух примитивах: P и V.

Примитив Р ставится впереди критической области, а V – в конце критической области. В каждом процессе они есть. Эти примитивы неделимы и взаимно исключают друг друга. Они основаны на использовании семафоров.

Семафор – это системная переменная специального типа, над которой можно производить две операции: открытия и закрытия. Семафорный механизм работает по двухэтапной схеме и использует механизм пассивного ожидания. В состав семафорного механизма включены средства формирования и обслуживания очередей процессов, которым не удаётся успешно выполнить операцию закрытия семафора.

Параметры семафора:1)начальное значение семафора;

2)диапазон значений;3)логика действий над семафорами (задаётся процедурами обработки);4)количество семафоров, доступных для обработки отдельных примитивов.

Алгоритм P(S)

{Закрыть ресурс

S – семафор; S=0 – семафор закрыт; S=1 – открыт}

S:=S-1;

if S<0 then <остановить процесс и поместить его в очередь ожидания к семафору S>

else <продолжить процесс>

Алгоритм V(S)

{открыть доступ к ресурсу}

If S<=0 then <поместить один из ожидающих процессов из очереди к семафору S в очередь готовности>;

S:=S+1;

1.Файловая система hpfs (High Performance File System)

Архитектура HPFS использует преимущества многозадачного режима и обеспечивает надежную и эффективную работу на дисках большого об’ема.

HPFS – первая ФС для ПК, в которой реализована поддержка длинных имен. Она поддерживает атрибуты как у FAT. Размещение файлов на диске с помощью HPFS увеличит производительность и надежность системы в целом.

Способы достижения:1)Размещение каталогов в середине дискового пространства;2)Использование бинарных сбалансированных деревьев для ускорения поиска информации о файле;3)Рассредоточение информации о местоположении записей файлов по всему диску при том, что записи каждого файла размещаются в смежных секторах и близко от данных их местоположения.

Основные преимущества HPFS:1)Высокая производительность;2)Надежность;3)Работа с расширенными атрибутами позволяет управлять доступом к файлам и каталогам;4)Эффективное использование дискового пространства.

Распределительная структура записей об занятых и свободных блоках

В HPFS дисковое пространство выделяется не кластерами, а блоками. Размещение файлов в небольших блоках позволяет более эффективно использовать дисковое пространство, т.к. потери свободного места – 256 Байт на файл. Чем больше размер кластера, тем больше места на диске расходуется зря, но FAT занимает меньше места.

В HPFS структура каталога – сбалансированное дерево с записями, расположенными в алфавитном порядке.

Каждая запись, входящая в дерево (В-Tree) содержит атрибуты файла. HPFS при поиске просматривает только 2 ветви дерева. Такой метод эффективнее, чем последовательное чтение всех записей в каталоге, как в FAT. Большинство записей читать не надо => для поиска меньше движений головки.