рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры
- Раздел Образование
- /
- Семафор
Реферат Курсовая Конспект
Семафор
Семафор - раздел Образование, Операционные системы, среды и оболочки Рассмотрим, Как Операционная Система С Разделением Времени Управляет Действи...
Рассмотрим, как операционная система с разделением времени управляет действиями машины с одним принтером. Если процессу необходимо распечатать результаты, он должен запросить доступ к драйверу принтера у операционной системы. На этом этапе операционная система должна решить, предоставлять ли доступ, исходя из того, используется ли принтер в данный момент другим процессом. Если принтер свободен, операционная система удовлетворяет запрос и позволяет процессу продолжать работу, в противном случае операционная система отклоняет запрос и классифицирует процесс как находящийся в состоянии ожидания, до тех пор пока принтер не освободится. Если два процесса одновременно получат доступ к принтеру, то это будет бесполезным для них.
Для того чтобы управлять доступом к принтеру, операционная система должна отслеживать, свободен ли принтер. Это можно сделать в помощью флага, который в данном случае представляет собой бит в памяти, о котором говорят, что он либо установлен, либо сброшен, а не имеет значение 0 или 1. Сброшенный флаг обозначает, что принтер доступен, а установленный флаг — что принтер занят. На первый взгляд может показаться, что при таком подходе не возникает никаких непредвиденных сложностей. Операционная система просто проверяет флаг каждый раз, когда требуется доступ к принтеру. Если он пуст, то требование процесса удовлетворяется и операционная система устанавливает флаг. Если же флаг уже установлен, операционная система просит процесс подождать. Каждый раз, когда процесс заканчивает работу с принтером, операционная система или отдает принтер ждущему процессу, или, если ждущих процессов нет, оставляет флаг пустым.
Хотя при первом рассмотрении такое решение и кажется хорошим, однако существуют трудности. Для того чтобы проверить и установить флаг, требуется несколько машинных команд. Следовательно, задачу можно прервать после того, как обнаружен пустой флаг, и до того, как флаг будет установлен. Таким образом, мы будем иметь соответствующий сценарий.
Предположим, что принтер доступен в данный момент, и некоторый процесс запрашивает доступ к нему. Система проверяет флаг и обнаруживает, что он пустой. Однако в этот момент процесс прерывается, и начинается квант времени другого процесса, который также запрашивает доступ к принтеру. Система опять проверяет флаг, он пуст, поскольку предыдущий процесс был прерван до того, как операционная система установила флаг. Следовательно, операционная система позволяет второму процессу использовать принтер. Позже первый процесс возобновляется с того состояния, когда он был прерван, то есть сразу после того, как операционная система выяснила, что флаг пуст. Поэтому система предоставляет доступ к принтеру и первому процессу. В итоге два процесса одновременно используют один и тот же принтер.
Сложность состоит в том, что проверка и установка флага должны завершаться без прерывания. Для решения этой проблемы можно использовать команды блокировки и разрешения прерывания, которые есть в большинстве машинных языков. Выполнение команды блокировки прерываний приводит к блокировке последующих прерываний, тогда как команда разрешения прерываний снимает блокировку, и центральный процессор вновь обрабатывает поступающие сигналы прерываний. Следовательно, если операционная система начинает процедуру проверки флага с выполнения команды блокировки прерываний, а заканчивает ее выполнением команды разрешения прерываний, то эта процедура не может быть прервана никакими другими процедурами.
Другая возможность разрешения этой проблемы — использовать команду «проверить-и-установить» (test-and-set), которая доступна во многих машинных языках. Эта команда предписывает центральному процессору извлечь значение флага, проанализировать его, а затем установить флаг, все в пределах одной команды. Преимущество такой команды состоит в том, что центральный процессор всегда завершает проверку и установку флага, поскольку эти действия выполняются за одну команду.
Описанный выше метод используется для установки флагов, называемых семафорами (semaphore), по аналогии с железнодорожным сигналом, который используется для управления доступом к частям дороги. Использование семафоров в системах программного обеспечения очень похоже на их использование в железнодорожных системах. Части дороги, которая может вмещать только один поезд, соответствует набор команд, который в данный момент времени может выполняться только одним процессом. Такая последовательность команд называется критической областью (critical region). Требование того, чтобы в данный момент времени только один процесс мог выполнять команды из критической области, называется взаимным исключением доступа (mutual exclusion). Обычно для обеспечения взаимного исключения доступа к критической области используется семафор. Для того чтобы процесс мог войти в критическую область, семафор должен быть пустым. Перед тем как войти, процесс устанавливает семафор, а при выходе из критической области он очищает семафор. Если семафор установлен, процесс, пытающийся войти в критическую область, должен подождать, пока он станет пустым.
– Конец работы –
Эта тема принадлежит разделу:
Операционные системы, среды и оболочки
Операционные системы среды и оболочки...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Семафор
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
| Твитнуть |
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Реклама
Информация в виде рефератов, конспектов, лекций, курсовых и дипломных работ имеют своего автора, которому принадлежат права. Поэтому, прежде чем использовать какую либо информацию с этого сайта, убедитесь, что этим Вы не нарушаете чье либо право.
© copyright 1999 - 2024 allRefs.net. Все права защищены. Страница сгенерирована за: 0.019 сек.
Новости и инфо для студентов