GEF 435 Principes des systèmes d’exploitation

1. GEF 435Principes des systèmes d’exploitation Interblocage (Tanenbaum 3.1, 3.2, 3.3)

2. Revue • Quels facteurs sont pris en ligne de compte quand on veut désigner une grandeur de quantum pour l’ordonnance tourniquet (Round-Robin)? • Comment est-ce que l’ordonnance du processus le plus court le prochain fonctionne dans un système interactif?

3. Synopsis • Ressources • Introduction aux interblocages • Conditions pour l’interblocage • Modélisation des interblocages • Stratégies pour faire face aux interblocages • L’algorithme de l’autruche • (Plus à la prochaine classe)

4. Ressources • Les processus on souvent besoin d’accès exclusifs aux ressources (mémoire, fichiers, périphériques, …) pour exécuter leurs fonctions • Peut être du matériel, ie: tape drive • Peut être de l’information, ie: enregistrement dans une base de données • On peut avoir plusieurs copies des ressources qui existent, ie, on peut avoir deux CD-ROMs sur un PC • Pour cette section sur les interblocages, nous référons à la collection d’objets qui peuvent être réservés exclusivement par un processus comme étant des ressources

5. Ressources • Les ressources nous viennent en deux saveurs: • Une ressource qui est non-préemptiblene peut pas être enlevé à un processus • eg: un écrivain de CD-ROM durant un enregistrement • Une ressource qui peut être préemptée est une ressource qui peut être enlevée • La mémoire est une ressource. Un processus qui exécute dans la mémoire peut être swapé pour un autre processus pour exécuter • Considérez: deux processus où un seul à la fois peur être en mémoire. Si le premier processus obtient l’imprimante et est ensuite swapé; et que par la suite le deuxième processus a besoin de l’imprimante, on pourrait avoir un interblocage. • Cependant parce que la mémoire est préemptive la situation peut être résolue en suspendant un des processus.

6. Ressources • En général les ressources non-préemptives sont un requis pour avoir un interblocage • Ce cours se penche sur les ressources qui ne sont pas préemptives • Notre abstraction des processus qui utilisent les ressources: • Demande la ressource (bloque si la ressource n’est pas disponible) • Utilise la ressource • Relâche la ressource

7. Définition de l’interblocage • Définition formelle: • Un ensemble de processus sont en interblocage si chaque processus attend pour un événement que seulement un autre processus dans l’ensemble peut causer • Donc les processus dans l’ensemble ne vont pas s’éveiller parce qu’ils attendent après d’autres processus dans l’ensemble qui ne s’éveilleront jamais • Supposition: chaque processus a un seul fil d’exécution et aucune interruption ne peut éveiller un processus qui est bloqué

8. Conditions pour l’interblocage • Il y a quatre conditions pour engendrer un interblocage. Si une de ces conditions est absente, l’interblocage est impossible • Condition d’exclusion mutuelle. Chaque ressource est couramment utilisée par exactement un processus ou n’est pas disponible • Condition de tenir et attendre.(hold and wait) Les processus qui tiennent des ressources allouées plutôt, peuvent demander de nouvelles ressources (et possiblement attendre)

9. Conditions pour l’interblocage • Il y a quatre conditions pour engendrer un interblocage: • Condition de non-préemption. Les ressources qui ont étés assignées auparavant ne peuvent pas être enlevées de force à un processus. Elles doivent être relâchées explicitement par le processus qui les tient • Condition d’attente circulaire. Il doit y avoir une chaîne d’attente circulaire avec deux processus ou plus, chacun d’entre eux attendant pour une ressource tenue par un autre membre dans la chaîne

10. Modélisation de l’interblocage • Les graphes dirigés peuvent être utilisés pour modéliser les interblocages : Ressource ‘R’ donnée au processus ‘A’ R A Ressource ‘R’ Processus ‘A’ Processus ‘A’ attend pour la ressource ‘R’ R A

11. Modélisation de l’interblocage • Comment est-ce que les interblocages sont représentés graphiquement? • C’est une boucle fermée dans un graphe dirigé

12. Modélisation de l’interblocage • Comment peut-on utiliser les graphes dirigés? • Ce sont des outils qui nous laissent voir si une séquence d’allocation et relâche de ressources vont entraîner un interblocage • Exemple: trois processus, A, B, et C et trois ressources R, S, et T. • A peut utiliser R et S, • B peut utiliser S et T, et • C peut utiliser T et R

13. Modélisation de l’interblocage A demande R B demande S • Est-ce que cela nous aide à prévenir les interblocages? • Pas encore; plus tard nous allons voir comment cette vérification visuelle peut être implémentée comme un algorithme pour détecter les interblocages C demande T A demande S B demande T C demande R interblocage!

14. Stratégies pour les interblocages • On sait comment les interblocages arrivent, mais que peut-on faire pour les arrêter? Quatre stratégies: • Ignorer le problème (L’algorithme de l’autruche) • Détection et reprise • Laisser l’interblocage arriver, mais les détecter et prendre action pour les corriger • Évitement dynamique • Allouer les ressources très judicieusement • Prévention • Empêcher une des quatre conditions discutées plus tôt

15. Stratégies pour les interblocages • L’algorithme de l’autruche • Accepter les interblocages et n’avoir aucun plan pour les régler • Entre amis que veut dire l’écran bleue de la mort de toute façon?

17. Stratégies pour les interblocages • L’algorithme de l’autruche • Actuellement une solution très viable • Si la probabilité d’interblocage est d’une fois par année, et que le matériel demande d’être redémarré chaque jour, est-ce qu’une solution d’interblocage très robuste est requise (temps et $)? • Ce genre d’algorithme est utilisé pour Unix et Windows: • Il y a un nombre de processus limité (N) qui peut être démarré. Si X processus ont (N-1) processus enfants qui exécutent, et que cinq processus de plus sont requis par les processus pour finir leurs job, vous avez un interblocage

18. Quiz Time! Questions?