sistemi si analogji e botës reale ( p.sh., hamë dhe ... · 2010-07-21 punim diplome 2 • sistemi...

2010-07-21 PUNIM DIPLOME 2

• Sistemi si analogji e botës reale ( p.sh., hamë dhe dëgjojmë muzikë njëkohësisht)

– Disa procese ekzekutohen ‘njëkohësisht’! – multiprogramimi.

Por,

– Te sistemet njëprocesorike – ekzekutim konkurentë

– Te sistemet shumëprocesorike – ekzekutim i njëkohësishëm

• Çka do të thotë ekzekutim kokurentë?

• Ku është dallimi me mënyrën e ekzekutimit në sistemet multiprocesorike?


• Dy procese p1 dhe p2 dëshirojnë ta rrisin variablën X për një:

• Ekzekutimi në një sistem multiprocesorik do të jetë:

procesori 1 procesori 2

lokal_1 := X; lokal_1:= lokal_1+ 1; X :=lokal_1;

lokal_2 := X;

lokal_2 := lokal_2+ 1;

X :=lokal_2;

lokal := X;lokal := lokal + 1X :=lokal;

supozojmë se variabla X ka vlerën 9

Vlera e X u bë

9+1=10

Vlera e X këtu

është 10Vlera e X u bë

10+1=11


Një radhë tjetër e ekzekutimit:

procesori 1 procesori 2

lokal_1 := X;

lokal_2 := X;

lokal_1:= lokal_1+ 1;


X :=lokal_1;

X :=lokal_2;

Përfundimisht vlera e X është rritur vetëm për një në vend se të rritet për dy si pasojë e ndrrimit të radhës së ekzekutimit.

Vlera e X u bë

9+1=10Vlera e X është

9 Vlera e X është 9

Vlera e X u bë

9+1=10

2010-07-21 5

Ekzekutimi në një sistem njëprocesorik:

procesi 1 procesi 2

lokal_1 := X;

lokal_2 := X;

lokal_1:= lokal_1+ 1;


X :=lokal_1;

X :=lokal_2;

• Përsëri vlera e X është rritur vetëm për një e jo për dy

• Problemi i njëjtë në të dy sistemet por ku është dallimi?

Procesori i ipet P2

Procesori i ipet P1Procesori i ipet P2

Procesori i ipet P1

Procesori i ipet P2

Vlera e X është

9Vlera e X është

9Vlera e X u bë

9+1=10 Vlera e X u bë

9+1=10


•Përparësitë

–Ekzekutim i disa aplikacioneve në të njëjtën kohë;

–Shfrytëzim më i mirë i resurseve;

–Performansa më të mira, etj..

•Të metat

–Nevoja për mbrojtjen e aplikacioneve;

–Koordinim në mesin e tyre;

–Komutim i procesorit në mes aplikacioneve- kompleksitet në sistem;

–Degradim i performansave me rritjen e numrit të aplikacioneve.

•Por, përparësitë janë më të mëdha se sa të metat që na i ofron konkurenca.


• Problemi i Filozofëve që hanë;

• Problemi i Lexuesve dhe Shkrimtarëve;

• Problemi i Berberit të fjetur;

• Problemi i Prodhuesit dhe Konsumuesit;

• Problemi i Konsumatorëve të duhanit, etj..


Përshkrimi i problemit

• Pesë filozofë

• Pesë shkopinjë

• Hanë shpageta

• Gjendjet e mundshme të filozofëve janë:

duke menduar, i uritur, duke ngrënë

Kërkesat

• Përjashtim reciprok-eliminimi i ’race condition’;

• Eliminim të urisë;

• Pritja e kufizuar;

• Progres-jo dedllok!

‘Race condition’ në mesin e filozofëve


• Zgjidhjet softwerike

– Kyç variablat, turn variabla,

– Algoritmi i Dekker-it, Petersonit, etj..

• Zgjidhjet hardwerike

– ‘Test and set lock’,

– Pamundësimi i interrapteve, etj..

• Të metat

– Pritja e zënë (ang. Busy waiting)

– Zgjidhjet softwerike- të paparashikueshme

– Zgjidhjet hardwerike- ?

Pritja e zënë


• Mutex-atçdonjëri filozof marrjen e shkopinjëve e bënë sipas skemës:

• Përjashtimi reciprok është garantuar

• Uria?

• Dedlloku?

• S’ka pritje të zënë- filozofët bllokohen derisa shkopi që e kërkojnë të bëhet i lirë

Duke menduar

Kyç shkopin e majtë

Kyç shkopin e djathtë

Ha për pak kohë

Çkyç shkopin e majtë

Çkyç shkopin e djathtë


• Mutex-at

• Çfarë nëse të gjithë filozofët i marrin shkopinjtë e majtë përnjëherë?

• Filozofët kokëfortë

– Shkopin e marrë nuk e lëshojnë deri t’iu mundësohet ngrënia

si pasojë e kësaj ngjanë dedlloku

• Filozofët bujarë

– Nëse shkopi i dytë s’është në dispozicion lësho edhe të parin pret pak dhe provon përsëri më vonë!

– Nëse koha e pritjes e njëjtë-problemi i urisë

dedlloku Eliminohet

dedlloku


E detyrojmë ndonjërin prej filozofëve që ta merr shkopin ndryshe?!

• Vetëm një filozof është i djathtë: • Një filozof i majtë një i djathtë në mënyrë alternative apo filozofët i ngjyrosim:

• Eliminohet dedlloku

• Uria është problem

i djathtë

i djathtë

Eliminimi i pritjes ciklike

Eliminimi i pritjes ciklike

i majtë

i majtë

i djathtë

i djathtë

i djathtë


• Çdo shkopi ia japim nga një numër. Një filozof së pari duhet ta marrë shkopin me numër më të madh, fqinjë.

• S’ka dedllok-pritje ciklike

• Ka uri - skeduleri kurrë se ndërron logjikën!

– Në sistemin real s’është e arsyeshme një prishje e tillë e ciklicitetit.

– Si ti numrojmë një numër të madh të resurseve?

0

1

2

4

3


Përdorimi i semaforave

• S’lejojmë më tepër se katër filozofë të ulen rreth tryeze!-na e mundësojnë semaforat

•S’ka dedllok

•Uria?

Katër filozofë me pesë shkopinjë, maksimalisht mund të hanë dy prej tyre.

Ka progres në sistem

S’iu është leju ulja

rreth tryeze


3 2 1 0

• Numri i tiketave duhet të

jetë për një më i vogël se

sa numri i filozofëve Kutia me n-1 tiketa

S’ka tiketa!Duhet të pres

derisa dikush ta liroj ndonjë

tiketë


• Nuk kufizohet numri i filozofëve që mund të ulen rreth tryeze;

• Filozofët i kërkojnë dhe i lirojnë që të dy shkopinjtë përnjëherë;

• Përjashtimi reciprok është garantuar

• Pritja ciklike (dedlloku) është eliminuar;

• Po uria?- problem jo i theksuar

vet monitori e sinkronizon dhënien e shkopinjëve tek filozofët

Filozofi i uritur


• Filozofët këtu flasin në mes veti e jo përmes shkopinjëve.

Një filozof do të ha vetëm nëse e takon kushtin:

If (filozofi i djathtë)||(filozofi i majtë):= duke_menduar

merri shkopinjtë dhe ha;

else

ky_filozof:=duke_menduar;

• përjashtim reciprok- po!

• Dedllok- jo!

• Uri- konsiderohet si zgjidhja më e mirë për nga ky aspekt.


• Gjenden n≥1 filozofë

dhe k ≥2 shkopinjë, k=n

• Jo patjetër dy shkopinjë-d.m.th., disa fqinjë janë të mundshëm!

• Ja disa gjeneralizime:

• Tek zgjidhjet e mëparshme s’kishim simetri e as distribuim.

- Lehmann dhe Rabin bazohen në zgjidhjet e rastësishme të shkopinjëve.

12 filozofë, 6 shkopinjë


6 filozofë, tre shkopinjë



• Filozofët që hanë:

• Numër i çfardoshëm i shkopinjëve,

numër i çfardoshëm i filozofëve dhe

numër i çfardoshëm i fqinjëve.

- algoritmi majtas djathtas si i gjeneralizuar

këtu filozofët në skaje të një grafi

e lidhja-diçka që e shfrytëzojnë bashkarisht.


• Filozofët që hanë a mund ti përdorim me rastin e çasjes në fajlla?

– Disa fajllave u çasemi vetëm për lexim e disave edhe për të shkruar në ta!

• Nevoja e filozofëve që pinë

– Ndonjë filozofë s’ është e detyrueshme ti merr që të gjithë shkopinjtë fqinjë;

– Fqinjtë kanë mundësi të pinë njëkohësisht, por nga shishe të ndryshme (dy procese kanë mundësi të lexojnë fajlla të njëjtë por jo edhe të shkruajnë në ta).


• Një përdorim të gjerë edhe në zgjidhjen e problemeve të garimit me rastin e rezervimit të kanaleve në një sistem mobil.

• Këtu filozofët kanë mundësi edhe të lëvizin nga një stacion bazë në tjetrin- si dhe përbrenda vet qelulës.

sistemi si analogji e botës reale ( p.sh., hamë dhe ... · 2010-07-21 punim diplome 2 • sistemi...

Documents