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Semaphore Übersicht (Dijkstra)

Semaphore Übersicht (Dijkstra). Einsatz von Semaphoren: Wechselseitiger Ausschluss (INIT = 1): REQ …. Kritischer Bereich …. REL Zählende Semaphore (INIT = N): Bis zu N verschiedene Prozesse dürfen in den kritischen Bereich eintreten (z.B. N=4: Nutzung von vier verfügbaren Bandgeräten)

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Presentation Transcript

  1. SemaphoreÜbersicht (Dijkstra) • Einsatz von Semaphoren: • Wechselseitiger Ausschluss (INIT = 1): REQ …. Kritischer Bereich …. REL • Zählende Semaphore (INIT = N): Bis zu N verschiedene Prozesse dürfen in den kritischen Bereich eintreten (z.B. N=4: Nutzung von vier verfügbaren Bandgeräten) • Blockierende Semaphore (INIT = 0) dient zur Prozesssynchronisation:Nach Prozess A kommt Prozess B (Reihenfolge),P()-Operation an der Stelle, wo gewartet werden muss und V()-Operation signalisiert, dass Wartebedingung erfüllt ist Prozess A ….. REL S REQ S ….. Prozess B Beachte: Deadlocks (Verklemmungen) entstehen, wenn die Reihenfolge der P/V-Operationen falsch gewählt wurde. Notationen: P(S) = passeeren = Verringern um den Wert 1: Request, wait, down, aquire, … V(S) = vrijgeven = Erhöhen um den Wert 1: Release, up, signal, …

  2. SemaphoreBeispiele aus dem Internet Philosophenproblem: http://www.nt.fh-koeln.de/fachgebiete/inf/diplom/semwork/beispiele/phil/phil.html Durchsetzen einer Reihenfolge: http://www.nt.fh-koeln.de/fachgebiete/inf/diplom/semwork/beispiele/reihenf/reihenf.html Wechselseitiger Ausschluss: http://www.nt.fh-koeln.de/fachgebiete/inf/diplom/semwork/beispiele/waus/waus.html Erzeuger/Verbraucherproblem: http://www.nt.fh-koeln.de/fachgebiete/inf/diplom/semwork/beispiele/erzver/erzver.html

  3. SemaphoreÜbung 1 Vorgegeben sind die Anordnung von Semaphor-Anweisungen am Anfang und am Ende dreier Tasks A, B und C. In der folgenden Tabelle sind die Anfangswerte für die drei Semaphor-Variablen S1, S2 und S3 eingetragen. Ermitteln Sie für die 4 Fälle a), b), c) und d) der Tabelle, ob und in welcher Reihenfolge diese Tasks bei der angegebenen Initialisierung der Semaphor-Variablen ablaufen. REQ S1 REQ S1 REQ S1 Task A REL S2 REQ S2 Task B REL S3 REL S1 REQ S3 REQ S3 REQ S3 Task C REL S2 REL S2

  4. SemaphoreÜbung 2 Task C läuft an, wenn A und B abgelaufen sind. A B Task A REL S1 Task B REL S2 REQ S1 REQ S2 Task C S1 S2 C Aufgabe: Task C läuft an, wenn A oder B abgelaufen sind. Zeichne das Petri-Netz und formuliere die Semaphor-Anweisungen.

  5. SemaphoreÜbung 3 Gegeben ist folgendes Petri-Netz (Stellen-/Transitions-Netz) zur Beschreibung der Ablaufreihenfolge dreier Tasks A, B und C. Wie lautet die Ablaufreihenfolge, wenn S1 = S2 = S3 = 0, S4 = 1 ist und S1 mit 1 initialisiert wird? Ergänzen Sie die Taskanweisungen für A, B und C am Anfang und am Ende mit den entsprechenden Semaphore-Anweisungen (REQ und REL), so dass der Ablauf der o. g. Reihenfolge entspricht und kein Deadlock möglich ist? B S2 S1 A S4 S3 Init C

  6. SemaphoreÜbung 4 Durch eine geeignete Synchronisierung soll der folgende Ablauf von 4 Tasks (3 Überwachungs-tasks und 1 Protokollierungstask) erzwungen werden: U1 P U2 U3 P P 1) Führen Sie in jeder Task die erforderlichen Semaphor-Anweisungen ein, mit denen die geforderte Reihenfolge sichergestellt ist. 2) Wie müssen die von Ihnen benutzten Semaphor-Variablen initialisiert werden, damit die geforderte Reihenfolge bei der Task U1 beginnt?

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