Решение задач на тему: Монитор Хоара примере задачи читатели-писатели

Введение

В условиях многозадачности процессам необходимо взаимодействовать с другими процессами и/или конкурировать с ними за общие ресурсы. Задача такого рода взаимодействия решается специальным образом путем планирования и управления любой многозадачной ОС. Специальные средства ОС регулируют очередность выполнения параллельных процессов, обеспечивая их одновременное выполнение, синхронизацию и взаимодействие. Задача синхронизации решается для каждого типа ОС самостоятельно на основе синхронизирующих правил, объектов синхронизации и протоколов взаимодействия. Существуют основные отношения типа: отношение предшествования, отношение приоритетности, отношение взаимного исключения. Эти отношения и определяют существо синхронизирующих правил. Реализация синхронизирующих правил осуществляется с помощью механизмов (средств) синхронизации. Такие механизмы весьма многочисленны по способам реализации, отличаются степенью эффективности и областями использования в различных ОС. Особенности каждого конкретного взаимодействия между двумя или более параллельными процессами определяются задачей синхронизации. Количество различных задач синхронизации неограниченно. Однако некоторые из них являются типичными. К ним относятся: взаимное исключение, производители-потребители, читатели-писатели, обедающие философы и т.д. Большинство задач в реальных ОС по согласованию параллельных процессов можно решить либо с помощью этих типовых задач, либо с помощью их модификаций.

В данной курсовой работе рассматривается задача "читатели-писатели". Эта задача имеет много вариантов. В отношении некоторой области памяти, являющейся по смыслу критическим ресурсом для параллельных процессов, работающих с ней, выделяется два типа процессов. Первый тип - процессы-читатели. Они считывают одновременно информацию из области, если это допускается при работе с конкретным устройством памяти. Второй тип - процессы-писатели. Они записывают информацию в область и могут делать это, только исключая как друг друга, так и процессы-читатели, т. е. запись должна удовлетворяться на основе решения задачи взаимного исключения. Имеются различные варианты взаимодействия между процессами-писателями и процессами-читателями. Рассмотрим вариант, когда записанное в общий ресурс значение является недоступным для записи пока все процессы-читатели не прочтут новое значение. Если хотя бы один процесс-читатель пользуется ресурсом, то он закрыт для использования всем

процессам-писателям и доступен для чтения каждому процессам-читателям. После завершения чтения больший приоритет получает процессы-писатели. При появлении запроса от какого-либо процесса-писателя необходимо закрыть ресурс для использования всем процессам, которые выдадут запрос позже него.

Оглавление

- Введение 3

- Аналитический раздел

- Постановка задачи

- Анализ задачи читатели-писатели

- Монитор Хоара

- Конструкторский раздел

- Решение задачи читатели-писатели

- Алгоритм монитора

- Схемы алгоритмов

- Технологический раздел

- Код программы на языке С

- Пример выполнения программы

- Заключение 14

- Список используемых источников 15

Заключение

В ходе работы над данным курсовым проектом был реализован монитор Хоара на примере задачи "читатели-писатели", были изучены методы решения проблем параллельного доступа к разделяемым ресурсам и исследованы принципы работы монитора.

Для реализации программы монитора была выбрана среда разработки Visual Studio 2017 и операционная система Microsoft Windows 10. В процессе выполнения программа выводит в консоль наименование потока, находящегося в разделяемом ресурсе, и значение (прочитанное/записанное) потоком.

Работа содержит в себе все необходимые исходные материалы. В составе имеются файл программы, исходный код программы, пояснительная записка. Работа содержит следующие разделы: аналитический, конструкторский и технологический.

Цель курсового проекта достигнута. Работа выполнена в полном объеме.

Список литературы

1. Першиков В.И., Савинков В.М. Толковый словарь по информатике / Рецензенты канд. Физ.мат. наук А.С.Марков и д-р Физ.мат. наук И.В.Поттосин - М.: Финансы и статистика; 1991. - 543 с.

2. Х.М. Дейтел, П.Дж. Дейтел, Д.Р. Чофнес Операционные системы. - 3-е изд. пер. с англ. - М.: ООО "Бином-Пресс", 2016. - 1024 с.: ил.

3. Рязанова Н.Ю. Лекции по операционным системам. МГТУ им. Баумана, 2017