-
Что такое параллельные, независимые и взаимодействующие процессы?
В современных мультипрограммных системах могут одновременно выполняться несколько последовательных вычислительных процессов, находящихся в активном состоянии. Такие процессы называются параллельными и могут выполняться как на независимых устройствах, так и разделять различные ресурсы и конкурировать за них между собой. Например, может существовать конкуренция за процессорное время. Параллельные процессы могут быть независимыми и взаимодействующими.
Независимыми процессами называются процессы, которые не имеют общих данных, располагающихся в оперативной и внешней памяти. Независимые процессы не оказывают влияния друг на друга посредством изменения данных. Однако они замедляют исполнение друг друга.
Взаимодействующие процессы имеют общие данные, расположенные как в оперативной памяти, так и во внешней памяти. Они могут также конкурировать за разделяемые ресурсы.
-
Что такое разделяемые и разделяемые критические ресурсы?
Разделяемые ресурсы, которые в каждый конкретный момент времени могут находиться в распоряжении только одного процесса, называются критическими. Два процесса, конкурирующие за критический ресурс должны быть синхронизированы, т.е. согласованы во времени. Это означает, что их обращения к критическим ресурсам должны происходить в разные моменты времени, в противном случае появляются ошибки, которые трудно выявляются и устраняются. Дополнительные трудности в синхронизацию параллельных процессов вносит разная скорость их исполнения, причём процессы не имеют информации ни о содержании, ни о скорости выполнения друг друга.
-
Опишите обобщённую модель взаимодействующих процессов.
-
Что такое обычная и критическая секции программного кода процесса?
Программный код, реализуемый каждым процессом можно разбить на две секции. Секция, которая содержит обращение к критическому ресурсу, называется критической, а секция, которая не содержит такого обращения, может быть названа обычной секцией. Следует иметь в виду, что секции в свою очередь могут являться процессами.
-
Как организуется передача данных между взаимодействующими процессами?
-
Что такое синхронизация процессов и какой результат может получиться при неправильной синхронизации? Поясните примером.
В данном случае синхронизация процессов состоит в ведении обоими процессами совместного учёта занятых и свободных буферов и обеспечении чтения сообщений потребителем при непустой очереди и посылки сообщений поставщиком при наличии пустых буферов. Для ведения подобного учёта процессы должны иметь общие переменные, доступ к которым регулируется опять-таки на основе взаимных исключений.
-
Что такое конкурирующие и сотрудничающие процессы?
По способу взаимного влияния взаимодействующие процессы можно разделить на конкурирующие и сотрудничающие. Конкурирующие процессы могут в принципе выполняться поодиночке. Однако при параллельном выполнении они начинают конкурировать за разделяемый критический ресурс и оказывать влияние друг на друга. Сотрудничающие процессы совместно обрабатывают общие данные и содержат в явном виде операторы передачи данных из одного процесса в другой.
-
Что такое взаимное исключение и какими методами оно реализуется?
Взаимное исключение – обеспечение невозможности обращения к критическому ресурсу более одного процесса в один и тот же момент времени.
Методы реализации:
-
блокировка памяти;
-
специальные команды типа "проверка и установка";
-
средства, предоставляемые системой управления прерываниями:
-
семафорные операции;
-
мониторы;
-
почтовые ящики, конвейеры и очереди сообщений.
-
Опишите схему взаимодействия "поставщик–потребитель".
Сотрудничающие процессы строятся по схеме "поставщик – потребитель". Для них так же, как и для конкурирующих процессов, справедлив механизм взаимных исключений, регулирующий доступ к критическим ресурсам. Однако, должны быть и средства синхронизации процессов, согласующих выполнение процессов во времени и позволяющие осуществить обмен данными. При обмене данными поставщик посылает потребителю сообщение. Однако потребитель может оказаться не готовым к принятию сообщения. Поэтому сообщение поступает в специально выделенную для обмена данными область памяти, называемую буфером, и ждёт выборки процессом-потребителем.