Sommario
- Concorrenza e Race condition
- Tipi di interazione tra i processi
- Modelli di interazione
Concorrenza e Race Condition
- Processi concorrenti
- Insieme di processi la cui esecuzione si sovrappone nel tempo.
- Più in generale
- in un sistema monoprocessore due processi si dicono concorrenti se la prima operazione di uno comincia prima dell’ultima dell’altro
- ….le problematiche
- Comunicazione tra processi
- Risorse condivise
- Sincronizzazione tra processi
- Assegnazione del tempo del processore
- Race Condition
- Una condizione in cui più processi leggono o scrivono dati condivisi e il risultato finale di tali operazioni dipende dall’ordine (e dalla velocità) di esecuzione delle istruzioni dei processi
Tipi di Interazione
- Processi indipendenti
- due processi P1 e P2 sono indipendenti se l’esecuzione di P1 non è influenzata da P2, e viceversa (Proprietà della riproducibilità)
- Processi interagenti
- due processi P1 e P2 sono interagenti se l’esecuzione di P1 è influenzata da P2, e viceversa
- Tipi di interazione
- Competizione: per l’uso di risorse comuni che non possono essere utilizzate contemporaneamente (mutua esclusione)
- Cooperazione: nell’eseguire un’attività comune mediante scambio di informazioni (comunicazione)
- Interferenza: dovuta a competizione tra processi per uso non autorizzato di risorse comuni, oppure ad un erronea soluzione di problemi di competizione e di cooperazione
Modelli di interazione
- In tutti i casi esaminati, per un corretto funzionamento, è necessario imporre dei vincoli nella esecuzione delle operazioni dei processi
- Vincoli per la sincronizzazione
- Competizione: un solo processo alla volta deve avere accesso alla risorsa comune (sincronizzazione indiretta o implicita)
- Cooperazione: le operazioni eseguite dai processi concorrenti devono seguire una sequenza prefissata (sincronizzazione diretta o esplicita)
- Modelli di Interazione
- Modello ad ambiente globale
- Modello ad ambiente locale
Modello ad ambiente globale
- L’interazione avviene mediante memoria comune
- Il sistema è visto come un insieme di processi e oggetti (risorse)
- Una risorsa è un oggetto costituito da procedure e da una struttura dati allocati in memoria
- può essere privata o locale
- comune o globale
- ad uso esclusivo
- Al concetto di risorsa si associa sempre quello di gestore
- una entità il cui compito è quello o di consentire ai processi la corretta allocazione delle risorse comuni controllandone il corretto utilizzo, o di utilizzare le risorsa per eseguire le operazioni richieste dai processi
Modello ad ambiente globale
Modello ad ambiente locale
- Il sistema è visto come un insieme di processi ciascuno operante in un ambiente locale
- Ogni forma di interazione tra processi avviene tramite scambi di messaggi
- Anche in questo caso esiste il concetto di risorsa comune, ma la risorsa è privata ad un processo, il processo gestore.
- Un processo che intende usare la risorsa, deve interagire tramite scambio di messaggi con il processo gestore.
- Strumenti di sincronizzazione
- Modello ad ambiente globale: semafori e primitive wait e signal
- Modello ad ambiente locale: messaggi e primitive send e receive
Modello ad ambiente locale
Prossima lezione
Sincronizzazione nel modello ad ambiente globale
Le lezioni del Corso
1. Introduzione ai Sistemi Operativi
2. Richiami
3. Architettura e funzionalità dei sistemi operativi
4. Esercitazione – Installazione del Sistema operativo Linux
6. Gestione dei processi nei sistemi operativi Unix/Linux e Window...
8. Esercitazione: Makefile e librerie
9. Esercitazione: System call per la gestione dei processi
11. Introduzione alla Sincronizzazione dei Processi
12. Sincronizzazione nel modello ad ambiente globale
13. Sincronizzazione nel modello ad ambiente locale
14. Esercitazione: Interprocess Communication e Shared Memory
15. Esercitazione: Gestione dei semafori
16. Esercitazione: Problema dei produttori e consumatori
17. Esercitazione: Problema dei lettori e degli scrittori
19. Il Deadlock
I materiali di supporto della lezione
P. Ancilotti, M.Boari, A. Ciampolini, G. Lipari, “Sistemi Operativi”, Mc-Graw-Hill (Cap.2, par 2.8; cap. 3, par 3.1)
