Wait () және Signal ()командалары

Wait () және Signal ()командалары.

Егерде маниторда бір процесс жүріп жатса, оған тағы бір процесске құрау жасасақ, онда манитор Wait күту режимін қосады. Манитор Wait командасы мен тоқтатса, онда маниторға бір шарт қойсақ, сонда бірақ жұмысқа кіріседі. Содан кейін Signal командасы маниторға жұмыс істеліп жатқан процесс босатылды деп хабарлайды.

Мониторда статикалық ақпараттық структураларымен бір немесе бірнеше параллельдік процедуралар орындалады. Мынаған қараған кезде манитор - пассивтік белгі болып табылады және манитор процесс берген кезде ғана жұмыс істейді, ал процесс енгізілмесе онда ол тыныштық күйін сақтайды.

Процесс_Х:

1. 
   Синхронизация түсінігі.
   
2. 
   Синхронизация тәсілдері
   
3. 
   Параллельді процесстер деген не?
   
4. 
   Деккер алгоритмінің принциптері.
   
5. 
   Семафорлық примитивтер түсінігі.
   

Дәрістің сұрақтары:

1. 
   Тұғырықтар. Тұғырықтар пайда болу үшін қажетті шарттар.
   
2. 
   Тұғырықтарды болдырмау стратегиясы.
   
3. 
   Банкир алгоритмі.
   
4. 
   Тұғырыұтарды анықтау. Ресурстарды тарату графтары.
   
5. 
   Петри желілері.
   
6. 
   Тұғырық мәселесі үшін Холт моделі.
   

Тұғырықтар және өмірлік қалған проблемалар – маңызды факторлар, ОЖ ескеретін факторлар.

Тұғырық (deadlock) – бұл мультипрограммалық жүйе ситуациясы, бұл жаңалық болады деп тосады бірақ олай болмайды.

Қарапайым тұғырыққа мысал келтірілетін болсақ ОЖ-гі тупикте ресурстардың байқалу процессі кезінде басқа процеспен кедергіге ұшырайтын жағдайлар да болады.

Спулинг жүйесі(кіріс-шығыс буферизациясымен) тупикке қатер әкеледі.

Негізгі тұғырық кезіндегі қажетті шарттар

Негізгі тупик кезіндегі қажетті шарттар:

• 
  Бірлестік шарты;
  
• 
  Ресурстарды күту шарты;
  
• 
  Дөңгелек күту шарты.
  

1. 
   (Mutual exclusion) тұйықталулардың пайда болуының шарты. әрбір процес бір ғана лек үшін бөлінген нмесе енуге рұқсат етілген. Процестер өздеріне бөлінген қорларды монополиялық басқаруды қажет етеді.
   
2. 
   қорларды күту шарттары (Hold and wait). Процесстер өздеріне бөлінген қорларды ұстап тұрады және сол уақытта қосымша бөлінетін қорларды күтеді (басқа процесстердің әсерінен кідірген қорларды)
   
3. 
   Қайта таратпау шарттары (No preemtion). Алдын – ала берілген қор процестен мәжбүрлі түрде алынылмайды... оларды ұстап тұрған процес арқылы ғана босатылады.
   
4. 
   дөңгелек күту шарттары (Circular wait). Басқа процестер шынжырлы түрде талап ететін, әр – бір процесс бір немесе оданда көп қорларды ұстап тұруы мүмкін, сол жағыдайда процестердің сақиналы шынжыры болады.
   

Қорларды тағайындауда анықталған тәртіпті пайдалануы мүмкін, мысалы, қорлар операциялық жүйеде, анықталған тәртіппен барлық лектерге ортақ бөлінуі мүмкін.

Анықтау алгоритімі өзіне жүктелген міндеттерді толықтай орындап тұйықталуды табады делік. Содан әрі не болады. Тағы бір жолы қалпына келтіріліп жүйені арықарай жүмыс істетеді. Осы бөлімде біз тұйықталудан кейінгі қалпына келтірудің түрлі тәсілдерін қарастырамыз.

Тұйықталуда тұрған жүйені, оның қалыптасуының бір шартын бұзу арқылы тұйықталудан алып шығуға болады. Осыған байланысты атқарылған жұмыстардың бірнеше лектері толдық немесе бөлшекті қорытындысын жоғалтады.

Факторлармен бірге қалпына келтіру қиындықтары

• 
  көптеген жүйелерде процесті тоқтатудың тиісінше нәтижелілігі жоқ, оны жүйеден алып шығып және оны нәтижесіне сәйкес қайта қалыптастыру
  
• 
  егер ондай жүйе болған күнде де, ол көп шығын мен оператор назарын көп қажет етеді
  
• 
  күрделі тұйықталудан кейінгі қалпына келтіру көп жұмысты қажет етеді
  

Мысалы, лазерлі принетерді процестен ажырату үшін, оператор басылып шығарылған беттерді жинап кішкене үйінді етіп жинауы жеткілікті. Содан кейін процесс тоқтатылып принтер басқа процеске беріледі. Оның жұмыысы аяқталғанан кейін қағаз қайта принетрге қатарылып бастапқы әрекет жаңартылады. Қорды процестен алу, оны басқа процеске беру, содан кейін зиян келтірілмеген күйі қайда қайтарылуы қорлар табиғатына байланысты. Осындай қалпына келтірулер жиі қиынырақ, егер ол мүмкін емес болмаған жағыдайда.

Жүйе тізбегінде қорытынды нүкесі бар рестар құрамы (белгілі бір уақыт мөлшерінде жүйенің жағдайының сақталуы). Оларды қосалқы бағдарлама дайындаушылары әзірлеу керек. Егер жүйені жобалаушылар тұйықталу мүмкін екенін білсе, онда олар процесстер үшін қорытынды нүктесін дайындай алады.

Тұйықталу анықталғанда, онда қандай қорлар дөңгелек күту цикліне қатысқанын байқауға болады.

Бір процесті жою арқылы қалпына келтіру. Тұйықталуды шектеудің ең қарапайым, дөрекі тәсілі – бір немесе одван да кп процестерді жою. Мысалы циклдегі процесті жою. Онда қалған процестер сәтті орындалуы мүмкін. Егер бұл көмсектеспесе онда тағы бір процесті жоюға болады.

Басына қайта келтіру мүмкін болатын процесті жою мүмкіншілігі жақсы болар еді, мысалы компиляция. Екінші жағынан алғанда деректер базасынывң мазмұнын өзгертуге ықпал ететін процес қайта қалпына келтірілуі әрқашан мүмкін болмайды.

Тұйықталулардың алдын алу алгоритімдері қауіпсіз жағдайлар концепциясына негізделеді

Жүйедегі n құрылғы бар делік, мысалы лента. Алгоритім тәртібі төмендегідей:

10 құрылғы іске қосылған, ал 2 құрылғы қосалқы бар, 12 құрылғымен үш тұтынушы жұмыс істейтін жүйе сенімділігіне мысал келтірейік. Ағымдағы жүйе төмендегідей:

Дәл осы жағыдай сенімді. Жүйе ең алдымен екінші тұтынушына қанағаттандырады да өзінің 6 құрылғысыныың босағанына дейін күтеді. Содан кейін басқа тұтынушыларды қанағаттандыра алады.

Міндетті түрде тұйқталу болады деген термин сенімді жүйеде қолданылмайды. Ол тек қана сәтсіз жағыдайларда жүйе тұйықталуға түсіп қалуы мүмкіндігін ескертеді.

Банкир алгоритімінің жетіспеушілігі. Бағдарлама дайындаушысы тұйықталу мәселесін шешудің басқа тәсілдерін пайдалануға соқтыратын, банкир алгоритімінің жетіспеушіліктері төмендегідей:

• 
  Банкир алгоритімі бекітілген қорлар санына сәйкес орындалады
  
• 
  Он требует, чтобы число работающих пользователей оставалось постоянным
  
• 
  Осы алгоритім белгілі уақыт аралығында тапсырысты қанағаттандыруды талап едеді
  
• 
  Алгоритім тұтынушылар қорларды қайтаратындығына кеілдік беруін талап етеді.
  
• 
  Тұтынушылар алдан ала қорлар санын көрсетуін талап етеді. Қорлардың динамикалық бөлінуіне сәйкес тұтынушыларға қажетті қорлар сенын анықтау өте қиын.
  

Өкінішке орай барлық құрылғыларда спулинг ұйымдастыру мүмкін емес, спул-буферінде дискілік кеңістікк потенциялды бәсеке туындап жағымсыз нәтиже туындайды.

• 
  әрбір процес өзіне қажетті қорлардықолма қол талап етуі қажет және барлық қорлар мүмкін болғанға дейін жұмысты бастамау керек.
  
• 
  Егерпроцесс жұмыс істеу барысында қосымша қорды бөлу мүмкін болмаса онда ол бастапқы пайдаланған қорларды босатып, қосымша қор бөлінген соң әрекетін қайта бастауы керек.
  

Бұл сызбаның жетіспеушілігі оның жекелеген қорларында дикременация болуы, яғни қорларды жиі алып кету.

Әр бір процес белігілі бір уақытта бір ғана қорды иелене алады, деген тәптіппен олардың бірі әрекет етеді. Егер екінші қор қажет болса біріншіні босат. Бірақ бұл тәртіп көптеген процестер үшін қолданылуы мүмкін еместігі айқын.

Немесе әрбір қорға нөмір берім процес кезінде өсу ретімен қорларды талап етді қалыптастыру. Сонда дөңгелек күту режімі туындауы мүмкін емес.

Бақылау сұрақтары:

1. 
   Бір процесс қатысқан тұғырық мысалысын келтіріңіз.
   
2. 
   Үш процесс және үш ресурс бар тұғырық мысалысын келтіріңіз.
   
3. 
   Тұғырық болудың негізгі төрт шарттары.
   

Дәрістің сұрақтары:

1. 
   Жадтың иерархиясы.
   
2. 
   Жадыны ұйымдастыру түрлерінің эволюциясы.
   
3. 
   Жадыны парақтық және сегменттік ұйымдастырудың ерекшелңктері.
   
4. 
   Жадыны басқару стратегиялары.
   

Мультибағдарламалық жүйедегі жадыны басқару оперативтік жүйенің функциялары:

• 
  Бос және толық жадыны тексеру;
  
• 
  Жадыны процесстерге бөлу және процесс біткенде жадыны тазарту;
  
• 
  Негізгі жадыға барлық процесстер симаған кезінде, оперативтік жадыдан дискіге процесстер шығару;
  
• 
  Оперативті жадыда орын босағанда, процесстерді сонда қайтару;
  
• 
  Физикалық жадының нақты аймағына бағдарлама мекен-жайын жөңдеу;
  

Оперативті жадыны басқарудың қарапайым түрі – ол белгіленген мөлшердегі бөліктер бөлу. Орындалатын келесі есеп, не жалпы кезектен, не бір бөліктегі кезектен тұрады.

• 
  Символдық аттарды қолданушы бағдарламалық жасау барысында алгоритм тілдерді қолданылады.
  
• 
  Кейде математиклық немесе логикалық деп аталатын виртуалды мекен-жайлы транслятор өңдеп бағдарламаны машинаның тіліне аударады.
  

Айнымалылар және командалар орнында физикалық мекен-жай ұяшықтың оперативтік жадының номерімен сәйкес болады. Виртуалдық мекен-жайдың жиынтығы виртуалды мекен-жайдың кеңістігі деп аталады. Процесстердің виртуалдық мекен-жайдың кеңістік аралығы бірдей болады.