Käyttöjärjestelmät: poissulkeminen ja synkronointi
|
|
- Pauliina Sinikka Laine
- 8 vuotta sitten
- Katselukertoja:
Transkriptio
1 Käyttöjärjestelmät: poissulkeminen ja synkronointi Teemu Saarelainen Tietotekniikka Lähteet Stallings, W. Operating Systems Haikala, Järvinen, Käyttöjärjestelmät Eri Web-lähteet
2 Rinnakkaisuuden toteuttaminen Nykyaikaisissa käyttöjärjestelmissä rinnakkaisuus on itsestäänselvyys Erilaisia muotoja: Prosessien rinnakkaisuus Rinnakkaisohjelmointi Hajauttaminen Näiden toteuttamiseksi tarvitaan Poissulkemista Synkronointia Viestinvälitystä
3 Peruskäsitteistöä atominen operaatio kriittinen osio deadlock livelock poissulkeminen race condition nälkiintyminen jakamaton operaatio, jota ei voi keskeyttää ohjelman osio, joka käyttää jaettua resurssia, eivätkä muut prosessit saa olla yhtä aikaa suorittamassa vastaavaa osiota lukko, jossa kaksi tai useampi prosessi lukittuu, koska ne odottavat toistensa tekevän jotain lukko, jossa kaksi tai useampi prosessi vaihtaa tilaansa odottaessaan toistensa tekevän jotain, mutta eivät kuitenkaan tee mitään hyödyllistä yhden prosessin ollessa kriittisessä osiossa, pitää muut prosessit sulkea pois, jotta ne eivät pääse samoihin jaettuihin resursseihin käsiksi tilanne, jossa monta säiettä tai prosessia lukee ja kirjoittaa dataa, joka on jaettu resurssi, siten, että operaatioiden suoritusjärjestys vaikuttaa lopputulokseen tilanne, jossa prosessi ei saa suoritusaikaa skedulerilta, vaikka sen pitäisi
4 Yksi- vs. moniprosessori Suoritinajan jako yhdellä suorittimella P1 P2 P3 Prosessien jako eri suorittimille P1 P2 P3
5 Rinnakkaisuuden tuottamia ongelmia Mietintätauko: Mitä ongelmia rinnakkaisuus aiheuttaa ohjelmoinnissa ja käyttöjärjestelmissä? Jaetut resurssit ja data miten hallitaan luku- ja kirjoitusoperaatiot jaettuun muistiin? Resurssien jako suoritinaika ja I/O vaikea jakaa optimaalisesti, voi syntyä deadlock-tilanteita. Ohjelmointivirheitä syntyy helposti ja niiden löytäminen on vaikeaa suoritusjärjestys voi vaikuttaa tuloksiin.
6 Esimerkki: kriittinen osio ja race condition void echo(){ chin = getchar(); chout = chin; putchar(chout); } Ajetaan yksinkertaisessa yhden käyttäjän järjestelmässä, yksiprosessorijärjestelmässä, ohjelma kerrallaan Käytetään monessa eri ohjelmassa Jaettu funktio, jaettu muisti
7 Esimerkki: kriittinen osio ja race condition Entäpä, jos kyseessä onkin moniprosessorijärjestelmä, niin mitä voi tapahtua? Prosessi 1 Prosessi 2 chin = getchar(); chout = chin; putchar(chout); chin = getchar(); chout = chin; putchar(chout);
8 Ratkaisukeinoja Kriittinen osio vain yksi prosessi kerrallaan Prosessit suoritetaan eri suorittimilla P1 menee suorittamaan funktiota ensin P2 yrittää suorittaa samaan aikaan, mutta se estetään (blocked) P2 laitetaan suspend-tilaan P1 saa suoritettua funktion loppuun P2 pääsee jatkamaan (unblocked ready, running)
9 Race condition kilpatilanne Race condition eli kilpatilanne syntyy seuraavasti monta prosessia tai säiettä lukee ja kirjoittaa samaa dataa lopputulos riippuu prosessien käskyjen suoritusjärjestyksestä Viimeisenä suorituksen tekevä prosessi päättää lopputuloksen
10 Kilpailu prosessien välillä Tarvitaan poissulkemista (mutual exclusion, mutex) Kriittiset osat Kriittiset resurssit (esim. tulostin) Deadlockien välttäminen Lukko syntyy, kun kaksi tai useampi prosessi odottaa samoja resursseja, eikä kumpikaan vapauta jo varattua resurssia Nälkiintymisen välttäminen KJ ei välttämättä anna resursseja jollekin tietylle prosessille Sekä deadlockit että nälkiintyminen ovat seurausta poissulkemisesta
11 Toimivan poissulkemisen vaatimuksia Vain yksi prosessi kerrallaan kriittisessä osiossa Jos prosessi pysähtyy ei-kriittisessä osiossa, se ei saa häiritä muiden prosessien toimintaa Ei deadlockkeja eikä nälkiintymistä Prosessin tulee viipymättä päästä suorittamaan kriittistä osiota, mikäli muut prosessit eivät sitä ole suorittamassa Mitään oletuksia ei saa tehdä prosessien nopeuden tai määrän suhteen Prosessi on kriittisessä osiossa vain äärellisen pituisen ajan
12 H/W-tuki poissulkemiselle Keskeytysten disablointi Prosessi on suorittimella, kunnes se tarvitsee KJ:n palvelua tai se keskeytetään Keskeytysten (hetkellinen) disablointi takaa poissulkemisen muut prosessit eivät saa suoritinaikaa Toimii yhdellä prosessorilla, muttei moniprosessorijärjestelmissä
13 Esimerkki: keskeytysten disablointi Prosessi X: while (true){ interrupts_disable(); /* disable interrupts */ /* critical section, no other processes can execute*/ interrupts_enable(); /* enable interrupts */ /* remaining non-critical section */ }
14 Erityiset käskyt Compare & Swap Atominen käsky, jolla voi testata arvoja ja sijoittaa uuden Käskyn avulla voidaan toteuttaa poissulkeminen Exchange Atominen käsky, joka vaihtaa muistipaikan sisältämän arvon rekisteriin Käskyn avulla voidaan toteuttaa poissulkeminen
15 Esimerkki: Compare & Swap
16 Esimerkki: Exchange
17 H/W-tuen haittoja Odottelu vie prosessori aikaa Nälkiintyminen on mahdollista, jos useampi prosessi odottelee Lukittuminen on mahdollista Esim. korkeamman prioriteetin omaava prosessi saa suoritusaikaa ja matalamman prioriteetin prosessi on tehnyt poissulkemisen
18 Semaforit Semafori = kokonaislukuarvo, jota käytetään prosessien väliseen viestintään Arvoa käsitellään atomisilla operaatioilla alustus (initialize) vähennys (decrement) - semwait() lisäys (increment) - semsignal() Semafori alustetaan ei-negatiiviseen arvoon Jos semwait():n jälkeen arvo on negatiivinen, prosessi blokataan Jos semsignal():n jälkeen arvo on 0 tai negatiivinen, semwait():lla blokattu prosessi saa jatkaa
19 Semaforin toteutusesimerkki
20 Binäärinen semafori
21 Heikot ja vahvat semaforit Semaforia odottavat prosessit laitetaan jonoon (queue) Missä järjestyksessä prosessit otetaan jonosta pois? Vahvat semaforit käyttävät FIFO:a Reiluin tapa kohdella prosesseja Eniten odottanut pääsee ensiksi pois Heikot semaforit eivät määrittele järjestystä
22 Esimerkki: vahva semafori
23 Esimerkki: semafori
24 Poissulkeminen semaforeilla
25 Prosessit ja semaforit
OSA I: Yhteisten muuttujien käyttö Prosessit samassa koneessa. Sisältöä. Poissulkeminen. Halutut ominaisuudet 2-1. Rinnakkaiset, atomiset operaatiot
Sisältöä OSA I: Poissulkeminen ja nti Semaforit ja rinnakkaisuuden hallinta Yhteisten muuttujien käyttö Prosessit samassa koneessa Lukkiutuminen Monitorit 2-1 2-2 Poissulkeminen ja nti Rinnakkaiset, atomiset
Lisätiedot5. Luento: Rinnakkaisuus ja reaaliaika. Tommi Mikkonen, tommi.mikkonen@tut.fi
5. Luento: Rinnakkaisuus ja reaaliaika Tommi Mikkonen, tommi.mikkonen@tut.fi Agenda Perusongelmat Jako prosesseihin Reaaliaika Rinnakkaisuus Rinnakkaisuus tarkoittaa tässä yhteydessä useamman kuin yhden
LisätiedotOSA I: Yhteisten muuttujien käyttö. Prosessit samassa koneessa. Rio 2004 / Auvo Häkkinen 2-1
OSA I: Yhteisten muuttujien käyttö Prosessit samassa koneessa 2-1 Sisältöä Poissulkeminen ja synkronointi Semaforit ja rinnakkaisuuden hallinta Lukkiutuminen Monitorit 2-2 Poissulkeminen ja synkronointi
LisätiedotOSA I: Yhteisten muuttujien käyttö. Sisältöä. Prosessit samassa koneessa. Poissulkeminen ja synkronointi. Semaforit ja rinnakkaisuuden hallinta
OSA I: Yhteisten muuttujien käyttö Prosessit samassa koneessa 2-1 Sisältöä Poissulkeminen ja synkronointi Semaforit ja rinnakkaisuuden hallinta Lukkiutuminen Monitorit 2-2 Poissulkeminen ja synkronointi
LisätiedotOSA I: Sisältöä. Atomisuus (atomic action) v Poissulkeminen ja synkronointi. Kriittinen (koodi)alue (critical section)
Sisältöä OSA I: Yhteisten muuttujien käyttö Prosessit samassa koneessa Poissulkeminen ja nti Semaforit ja rinnakkaisuuden hallinta Lukkiutuminen Monitorit 2-1 2-2 Atomisuus (atomic action) v Poissulkeminen
LisätiedotKäyttöjärjestelmät: prosessit
Käyttöjärjestelmät: prosessit Teemu Saarelainen Tietotekniikka teemu.saarelainen@kyamk.fi Lähteet Stallings, W. Operating Systems Haikala, Järvinen, Käyttöjärjestelmät Eri Web-lähteet Käyttöjärjestelmä
LisätiedotOngelma(t): Miten tietokoneen käyttöjärjestelmä toimii sisäisesti, jotta resurssit saadaan tehokkaaseen käyttöön?
Ongelma(t): Miten tietokoneen käyttöjärjestelmä toimii sisäisesti, jotta resurssit saadaan tehokkaaseen käyttöön? 2013-2014 Lasse Lensu 2 Systeemiohjelmat ovat tietokoneen laitteistoa lähellä olevia ohjelmia,
LisätiedotLiite 1. Projektin tulokset (Semaforit Javassa) Jukka Hyvärinen Aleksanteri Aaltonen
Helsingin Yliopisto, tietojenkäsittelytieteen laitos Rinnakkaisohjelmointi (syksy 2006) Liite 1. Projektin tulokset (Semaforit Javassa) Jukka Hyvärinen Aleksanteri Aaltonen a. Käyttötarkoitus ja sovellusalue
LisätiedotPalvelut. Sulautetut järjestelmät Luku 2 Sivu 1 (??) Sulautetut käyttöjärjestelmät
Sulautetut järjestelmät Luku 2 Sivu 1 (??) Palvelut Käyttöjärjestelmän tehtävänä on tarjota ohjelmoijalla erilaisia palveluita Tyypillisin palvelu, jota sulautetut käyttöjärjestelmät tarjoavat on prosessien
LisätiedotOngelmakenttä. Rinnakkaisuuden tarve. Kommunikointiin tarvitaan. Ympäristö Suunnittelun yksinkertaistaminen Suorituskyky Luotettavuus
Yhteenvetoa Ongelmakenttä Rinnakkaisuuden tarve Ympäristö Suunnittelun yksinkertaistaminen Suorituskyky Luotettavuus Kommunikointiin tarvitaan Yhteisiä muuttujia (data) Kommunikointikanavia one-to-one
LisätiedotOngelmakenttä. Yhteenvetoa. Ratkottava. Mekanismit. Lukkomuuttujat. Lukkomuuttujat, Spin Locks. Rinnakkaisuuden tarve. Kommunikointiin tarvitaan
Ongelmakenttä Yhteenvetoa Rinnakkaisuuden tarve Ympäristö Suunnittelun yksinkertaistaminen Suorituskyky Luotettavuus Kommunikointiin tarvitaan Yhteisiä muuttujia (data) Kommunikointikanavia one-to-one
LisätiedotYhteenvetoa. Ongelmakenttä
Yhteenvetoa Ongelmakenttä Rinnakkaisuuden tarve Ympäristö Suunnittelun yksinkertaistaminen Suorituskyky Luotettavuus Kommunikointiin tarvitaan Yhteisiä muuttujia (data) Kommunikointikanavia one-to-one
LisätiedotKäyttöjärjestelmät. Teemu Saarelainen Tietotekniikka teemu.saarelainen@kyamk.fi
Käyttöjärjestelmät Teemu Saarelainen Tietotekniikka teemu.saarelainen@kyamk.fi Lähteet Stallings, W. Operating Systems Haikala, Järvinen, Käyttöjärjestelmät Eri Web-lähteet Kurssin sisältö Johdanto, historiaa
LisätiedotConcurrency - Rinnakkaisuus. Group: 9 Joni Laine Juho Vähätalo
Concurrency - Rinnakkaisuus Group: 9 Joni Laine Juho Vähätalo Sisällysluettelo 1. Johdanto... 3 2. C++ thread... 4 3. Python multiprocessing... 6 4. Java ExecutorService... 8 5. Yhteenveto... 9 6. Lähteet...
LisätiedotMonitorit. Monitori Synkronointimenetelmiä Esimerkkejä. Andrews , Stallings 5.5
Monitorit Monitori Synkronointimenetelmiä Esimerkkejä Andrews 5.1-5.2, Stallings 5.5 Tavoite Minimoi virhemahdollisuuksia poissulkeminen ohjelmoijan vastuulla P():t ja V():t siellä, täällä ja tuolla -
LisätiedotMonitorit. Tavoite. Monitori Synkronointimenetelmiä Esimerkkejä. Andrews , Stallings 5.5. Minimoi virhemahdollisuuksia
Monitorit Monitori Synkronointimenetelmiä Esimerkkejä Andrews 5.1-5.2, Stallings 5.5 Tavoite Minimoi virhemahdollisuuksia poissulkeminen ohjelmoijan vastuulla P():t ja V():t siellä, täällä ja tuolla -
LisätiedotTietojenkäsittelyn perusteet 2. Lisää käyttöjärjestelmistä
Tietojenkäsittelyn perusteet 2 Lisää käyttöjärjestelmistä 2011-02-09 Leena Ikonen 1 Systeemiohjelmat Systeemiohjelmiin kuuluvat Kääntäjät ja tulkit (+debuggerit) Käyttöjärjestelmä Linkittäjät Lataajat
LisätiedotOppimistavoitteet kurssilla Rinnakkaisohjelmointi
17.5.2006 1/5 Oppimistavoitteet kurssilla Rinnakkaisohjelmointi Rinnakkaisuus ja rinnakkaisuuden soveltaminen tietojenkäsittelyjärjestelmissä Kurssin Tietokoneen toiminta perusteella ymmärtää, miten ohjelman
LisätiedotGraafisen käyttöliittymän ohjelmointi Syksy 2013
TIE-11300 Tietotekniikan vaihtuva-alainen kurssi Graafisen käyttöliittymän ohjelmointi Syksy 2013 Luento 10 Rinnakkaisuus käyttöliittymäohjelmoinnissa Juha-Matti Vanhatupa Rinnakkaisuus ja käyttöliittymäohjelmointi
LisätiedotProsessi perinteisesti
Käyttöjärjestelmät t I Luento 11: SÄIKEETS Stallings, Luku 4.1 Sisält ltöä Prosessi vs. säie Miksi säikeitä? ULT: Käyttäjätason säikeet KLT: Säikeiden toteutus ytimessä Säikeen tilat Käyttöjärjestelmän
LisätiedotStallings, Luku 4.1. KJ-I I S2005 / Tiina Niklander, kalvot Auvo HäkkinenH
Käyttöjärjestelmät t I Luento 11: SÄIKEETS Stallings, Luku 4.1 KJ-I S2005 / Tiina Niklander, kalvot Auvo Häkkinen 11-1 Sisält ltöä Prosessi vs. säie Miksi säikeitä? ULT: Käyttäjätason säikeet KLT: Säikeiden
Lisätiedot6. Luento: Skedulointi eli Vuoronnus. Tommi Mikkonen, tommi.mikkonen@tut.fi
6. Luento: Skedulointi eli Vuoronnus Tommi Mikkonen, tommi.mikkonen@tut.fi Agenda Peruskäsitteet Skedulointialgoritmeja Reaaliaikajärjestelmien skedulointi Skeduloituvuuden analysoinnista Yhteenveto Peruskäsitteet
Lisätiedot5. Luento: Rinnakkaisuus ja jako prosesseihin (+ lyhyesti reaaliajasta) Arto Salminen,
5. Luento: Rinnakkaisuus ja jako prosesseihin (+ lyhyesti reaaliajasta) Arto Salminen, arto.salminen@tut.fi Agenda Rinnakkaisuus käsitteenä Perusongelmat Jako prosesseihin Reaaliaika Yhteenveto Rinnakkaisuus
Lisätiedot5. Rinnakkaisuus ja jako prosesseihin
Rinnakkaisuus ja jako prosesseihin 89 5. Rinnakkaisuus ja jako prosesseihin Tietokoneen oheislaitteet toimivat toisistaan riippumatta. Ne edustavat todellista rinnakkaisuutta, sillä niiden toimintojen
LisätiedotRinnakkaisohjelmistot. Liisa Marttinen Tietojenkäsittelytieteen laitos Helsingin yliopisto Kevät 2004
581332-8 Liisa Marttinen Tietojenkäsittelytieteen laitos Helsingin yliopisto Kevät 2004 Asema opetuksessa cl-oppimäärän pakollinen kurssi Esitiedot: Tietokoneen toiminta (2 ov) Käyttöjärjestelmät I (2
LisätiedotOngelmakenttä. Yhteenvetoa. Mekanismit. Ratkottava. Lukkomuuttujat, Spin Locks. Lukkomuuttujat. Rinnakkaisohjelmistot 2004 / Auvo Häkkinen 9-1
Ongelmakenttä Yhteenvetoa Rinnakkaisuuden tarve Ympäristö Suunnittelun yksinkertaistaminen Suorituskyky Luotettavuus Kommunikointiin tarvitaan Yhteisiä muuttujia (data) Kommunikointikanavia one-to-one
LisätiedotKäyttöjärjestelmät: Virtuaalimuisti
Käyttöjärjestelmät: Virtuaalimuisti Teemu Saarelainen Tietotekniikka teemu.saarelainen@kyamk.fi Lähteet Stallings, W. Operating Systems Haikala, Järvinen, Käyttöjärjestelmät Eri Web-lähteet Muistinhallinta
LisätiedotRinnakkaisohjelmointi
Rinnakkaisohjelmointi Liisa Marttinen 5.6.2006 5.6.2006 Liisa Marttinen 1 Missä rinnakkaisuutta? tietokoneiden käyttöjärjestelmissä I/O-toiminta WWW-palvelin palvelee samanaikaisesti useita asiakkaita
LisätiedotRinnakkaisohjelmointi
Missä rinnakkaisuutta? Rinnakkaisohjelmointi Liisa Marttinen 5.6.2006 tietokoneiden käyttöjärjestelmissä I/O-toiminta WWW-palvelin palvelee samanaikaisesti useita asiakkaita hajautettu laskenta SETI-projekti,
LisätiedotRinnakkaisohjelmointi
Rinnakkaisohjelmointi Liisa Marttinen 5.6.2006 5.6.2006 Liisa Marttinen 1 Missä rinnakkaisuutta? tietokoneiden käyttöjärjestelmissä I/O-toiminta WWW-palvelin palvelee samanaikaisesti useita asiakkaita
LisätiedotOhjelmoinnin peruskurssien laaja oppimäärä
Ohjelmoinnin peruskurssien laaja oppimäärä Luento 19: Rinnakkaisuus Riku Saikkonen (merkityt ei-laajan kurssin kalvot: Otto Seppälä) 24. 3. 2011 Sisältö 1 Säikeet 2 Lukot 3 Monitorit 4 Muuta säikeisiin
LisätiedotJaetun muistin muuntaminen viestin välitykseksi. 15. lokakuuta 2007
Jaetun muistin muuntaminen viestin välitykseksi Otto Räsänen 15. lokakuuta 2007 1 Motivaatio 2 Valtuuden välitys Peruskäsitteitä 3 Kolme algoritmia Valtuuden välitys käyttäen laskuria ilman ylärajaa Valtuuden
Lisätiedot4. Luento: Prosessit ja säikeets. Tommi Mikkonen, tommi.mikkonen@tut.fi
4. Luento: Prosessit ja säikeets Tommi Mikkonen, tommi.mikkonen@tut.fi Agenda Prosessi Säikeet Keskeytykset Keskeytyskäsittely Käyttöjärjestelmäkutsut Prosessielementti Prosessin hallinta Suunnittelunäkökohtia
LisätiedotTavoite. Monitorit. Monitori Hoare 1974. Monitori. Minimoi virhemahdollisuuksia. Monitori Synkronointimenetelmiä Esimerkkejä
Tavoite Monitorit Andrews 5.1-5.2, Stallings 5.5 Monitori Synkronointimenetelmiä Esimerkkejä Minimoi virhemahdollisuuksia poissulkeminen ohjelmoijan vastuulla P():t ja V():t siellä, täällä ja tuolla -
LisätiedotKäyttöjärjestelmät II
LUENTO 1 Käyttöjärjestelmät II Kertaus: : KJ-I ja RIO (KJ2 n osalta) Ch 1-8, 11-12 12 [Stal05] Kustakin luvusta enemmän n tai vähemmv hemmän n alkuosa Jos jokin asiat tässt ssä tuntuvat hatarilta, niin
LisätiedotKäyttöjärjestelmät II
LUENTO 1 Käyttöjärjestelmät II Kertaus: KJ-I ja RIO (KJ2 n osalta) Ch 1-8, 11-12 [Stal05] Kustakin luvusta enemmän tai vähemmän alkuosa Jos jokin asiat tässä tuntuvat hatarilta, niin (a) kysykää ja/tai
LisätiedotIT K 1 45 K ä yt t öj ä rj estelmät
IT K 1 45 K ä yt t öj ä rj estelmät Tenttikysymyksiä ja vastauksia Aliohjelman suoritusperiaate, ts. selvitä pinon käyttö ja paluuarvon välittäminen (3p) 1. Ennen aliohjelman aloittamista kutsuja tallettaa
Lisätiedot2 Konekieli, aliohjelmat, keskeytykset
ITK145 Käyttöjärjestelmät, kesä 2005 Tenttitärppejä Tässä on lueteltu suurin piirtein kaikki vuosina 2003-2005 kurssin tenteissä kysytyt kysymykset, ja mukana on myös muutama uusi. Jokaisessa kysymyksessä
LisätiedotYleiskuva. Käyttöjärjestelmät II. Tietokonejärjestelm. rjestelmä. KJ ja laitteistopiirteet. KJ ja laitteistopiirteitä.
Kertaus: : KJ-I ja RIO (KJ2 n osalta) Ch 1-8, 11-12 12 [Stal05] Kustakin luvusta enemmän n tai vähemmv hemmän n alkuosa Jos jokin asiat tässt ssä tuntuvat hatarilta, niin (a) kysykää ja/tai (b) kerratkaa
LisätiedotSisältöä SÄIKEET, SMP
LUENTO 5 Sisältöä SÄIKEET, SMP Stallings, Luku 4 Prosessi vs. säie Miksi säikeitä? ULT: Käyttäjätason säikeet KLT: Säikeiden toteutus ytimessä SMP Windowsin säikeet 1 2 Säikeet (multithreading) Prosessi
LisätiedotTaustaa. Lukkiutuminen. Seuraukset. Määritelmiä Lukkiuma (deadlock) päättymätön odotus BLOCKED-tilassa. prosessi P. prosessi Q. pyydä A? OK.
Lukkiutuminen Taustaa Aterioivat Filosofit Ennaltaehkäisy Havaitseminen Välttely Taustaa prosessi P pyydä A? OK. pyydä B? Odota! yksityiskäyttöiset objektit objekti: puskuri, sivu, skanneri, levyajuri,
LisätiedotLukkiutuminen. Taustaa Aterioivat Filosofit Ennaltaehkäisy Havaitseminen Välttely. Andrews 4.3 Stallings (tai mikä tahansa KJ-kirja)
Lukkiutuminen Taustaa Aterioivat Filosofit Ennaltaehkäisy Havaitseminen Välttely Andrews 4.3 Stallings 6.1-6.6 (tai mikä tahansa KJ-kirja) prosessi P pyydä A? OK. pyydä B? Odota! Taustaa yksityiskäyttöiset
LisätiedotLukkiutuminen. Taustaa
Lukkiutuminen Andrews 4.3 Stallings 6.1-6.6 (tai mikä tahansa KJ-kirja) Taustaa Aterioivat Filosofit Ennaltaehkäisy Havaitseminen Välttely prosessi P pyydä A? OK. pyydä B? Odota! Taustaa yksityiskäyttöiset
Lisätiedot4-13. Ratkaisu 4: OK, mutta... vrt. 2. Ratkaisu 3: OK. Ratkaisu 5: OK? Nälkiintyminen?
Taustaa prosessi P prosessi Q yksityiskäyttöiset objektit q Lukkiutuminen pyydä A? OK. Taustaa Aterioivat Filosofit Ennaltaehkäisy Havaitseminen Välttely A pyydä B? Odota! C Andrews. Stallings 6.-6.6 (tai
LisätiedotOhjelmoinnin peruskurssien laaja oppimäärä
Ohjelmoinnin peruskurssien laaja oppimäärä Luento 11: Rinnakkaisuus Riku Saikkonen (osa kalvoista on suoraan ei-laajan kurssin luennoista) 25. 4. 2012 Sisältö 1 Rinnakkaisuusmalleja: säie ja prosessi 2
LisätiedotRinnakkaisuus. parallel tietokoneissa rinnakkaisia laskentayksiköitä concurrent asioita tapahtuu yhtaikaa. TTY Ohjelmistotekniikka
Rinnakkaisuus parallel tietokoneissa rinnakkaisia laskentayksiköitä concurrent asioita tapahtuu yhtaikaa Rinnakkaisuuden etuja: laskennan nopeutuminen (sarjoittuvat operaatiojonot) ilmaisuvoima (ongelman
LisätiedotRinnakkaisuuden hyväksikäyttö peleissä. Paula Kemppi
Rinnakkaisuuden hyväksikäyttö peleissä Paula Kemppi 24.4.2008 Esityksen rakenne Johdantoa Rinnakkaisuus Pelimoottorien rinnakkaisuuden mallit Funktionaalisen rinnakkaisuuden malli Rinnakkaisen tiedon malli
LisätiedotTietokonejärjestelmä. Tietokoneen rakenne. Ch 1 - Ch 8 [Sta06] Valikoituja paloja. TITO-kurssista. John von Neumann ja EDVAC, 1949.
Tietokoneen rakenne Luento 1 Tietokonejärjestelmä Ch 1 - Ch 8 [Sta06] Valikoituja paloja John von Neumann ja EDVAC, 1949 TITO-kurssista Luento 1-1 Sisältöä Tietokonejärjestelmä KJ:n näkökulma laitteistoon
LisätiedotSisältöä. Tietokoneen rakenne. Ch 1 - Ch 8 [Sta06] Valikoituja paloja TITO-kurssista. Tietokonejärjestelmä
Tietokoneen rakenne Luento 1 Tietokonejärjestelmä Ch 1 - Ch 8 [Sta06] Valikoituja paloja TITO-kurssista John von Neumann ja EDVAC, 1949 Luento 1-1 Sisältöä Tietokonejärjestelmä KJ:n näkökulma laitteistoon
LisätiedotRinnakkaistietokoneet luento S
Rinnakkaistietokoneet luento 5 521475S Silmukalliset ohjelmat Silmukat joissa ei ole riippuvuussyklejä voidaan vektoroida eli suorittaa silmukan vektorointi Jokainen yksittäinen käsky silmukan rungossa
LisätiedotSemaforit ja rinnakkaisuuden hallinta
Semaforit ja rinnakkaisuuden hallinta Tuottajat ja kuluttajat Resurssien hallinta, vuoron antaminen Lukijat ja kirjoittajat Andrews 4.2, 4.4-4.6 Tuottajat ja kuluttajat Andrews: ss.158-160 3-2 Toimiiko
LisätiedotSemaforit ja rinnakkaisuuden hallinta
Semaforit ja rinnakkaisuuden hallinta Tuottajat ja kuluttajat Resurssien hallinta, vuoron antaminen Lukijat ja kirjoittajat Andrews 4.2, 4.4-4.6 Tuottajat ja kuluttajat Andrews: ss.158-160 3-2 Toimiiko
LisätiedotOSA II: Hajautettu ympäristö. Sisältö, osa II. Ei yhteistä muistia. Sanomanvälitys. Etäproseduurikutsu. Rendezvous. Rio 2004 / Auvo Häkkinen
OSA II: Hajautettu ympäristö Ei yhteistä muistia 6-1 Sisältö, osa II Sanomanvälitys Etäproseduurikutsu Rendezvous 6-2 Sanomanvälitys Käsitteistöä Kanavat Asiakkaat ja Palvelijat Kommunikointitapoja Andrews
LisätiedotSemaforit ja rinnakkaisuuden hallinta. Tuottajat ja kuluttajat. Lukijat ja kirjoittajat. Andrews 4.2, 4.4-4.6 Rio 2004 / Auvo Häkkinen
Semaforit ja rinnakkaisuuden hallinta Tuottajat ja kuluttajat Resurssien hallinta, vuoron antaminen Lukijat ja kirjoittajat Tuottajat ja kuluttajat Andrews: ss.158-160 Andrews 4.2, 4.4-4.6 3-2 0 Toimiiko
LisätiedotTIES530 TIES530. Moniprosessorijärjestelmät. Moniprosessorijärjestelmät. Miksi moniprosessorijärjestelmä?
Miksi moniprosessorijärjestelmä? Laskentaa voidaan hajauttaa useammille prosessoreille nopeuden, modulaarisuuden ja luotettavuuden vaatimuksesta tai hajauttaminen voi helpottaa ohjelmointia. Voi olla järkevää
LisätiedotOSA II: Hajautettu ympäristö. Ei yhteistä muistia. Rio 2004 / Auvo Häkkinen
OSA II: Hajautettu ympäristö Ei yhteistä muistia 6-1 Sisältö, osa II Sanomanvälitys Etäproseduurikutsu Rendezvous 6-2 Sanomanvälitys Käsitteistöä Kanavat Asiakkaat ja Palvelijat Kommunikointitapoja Andrews
LisätiedotOSA II: Hajautettu ympäristö. Sisältö, osa II. Sanomanvälitys. Käsitteistöä. Sanomanvälitys. Kommunikointi. Sanomanvälitys. Etäproseduurikutsu
Sisältö, osa II OSA II: Sanomanvälitys Etäproseduurikutsu Hajautettu ympäristö Ei yhteistä muistia Rendezvous 6-1 6-2 Sanomanvälitys Käsitteistöä Käsitteistöä Kanavat Asiakkaat ja Palvelijat Kommunikointitapoja
Lisätiedot812315A Ohjelmiston rakentaminen. Asynkronisuus
812315A Ohjelmiston rakentaminen. Asynkronisuus Ari Vesanen ari.vesanen (at) oulu.fi Yleistä moduulista Tällä kertaa sisältää Java-kielistä monisäieohjelmointia Suoritustapa: Neljästä ohjelmointitehtävästä
LisätiedotC++11 seminaari, kevät Johannes Koskinen
C++11 seminaari, kevät 2012 Johannes Koskinen Sisältö Mikä onkaan ongelma? Standardidraftin luku 29: Atomiset tyypit Muistimalli Rinnakkaisuus On multicore systems, when a thread writes a value to memory,
LisätiedotSÄIKEET, SMP. Sisältöä. Stallings, Luku 4. Prosessi vs. säie Miksi säikeitä? ULT: Käyttäjätason säikeet KLT: Säikeiden toteutus ytimessä
LUENTO 5 SÄIKEET, SMP Stallings, Luku 4 1 Sisältöä Prosessi vs. säie Miksi säikeitä? ULT: Käyttäjätason säikeet KLT: Säikeiden toteutus ytimessä SMP Solaris säikeet 2 Syksy 2007, Tiina Niklander 5-1 Säikeet
LisätiedotOsio 2: Luennot 5-8 Muistinhallinta
Käyttöjärjestelmät I Osio 2: Luennot 5-8 Muistinhallinta Tiina Niklander; kalvot Auvo Häkkinen Tietojenkäsittelytieteen laitos Helsinin yliopisto "!$#%#'&)(*+,(.-0/1#'-243 0# 5 Stallins, Luku 7 KJ-I S2004
LisätiedotLuento 1 Tietokonejärjestelmän rakenne
Luento 1 Tietokonejärjestelmän rakenne Järjestelmän eri tasot Laitteiston nopeus 1 Tietokonejärjestelmä Käyttäjä Tietokonelaitteisto Oheislaitteet (peripheral or I/O devices) Tietokone (computer) 2 Tietokone
LisätiedotLuento 1 Tietokonejärjestelmän rakenne. Järjestelmän eri tasot Laitteiston nopeus
Luento 1 Tietokonejärjestelmän rakenne Järjestelmän eri tasot Laitteiston nopeus 1 Tietokonejärjestelmä Käyttäjä Tietokonelaitteisto Oheislaitteet (peripheral or I/O devices) Tietokone (computer) 2 Tietokone
LisätiedotSisältöä SÄIKEET, SMP
LUENTO 5 Sisältöä SÄIKEET, SMP Stallings, Luku 4 Prosessi vs. säie Miksi säikeitä? ULT: Käyttäjätason säikeet KLT: Säikeiden toteutus ytimessä SMP Solaris säikeet 1 2 Säikeet (multithreading) Prosessi
LisätiedotAlgoritmit 1. Luento 3 Ti Timo Männikkö
Algoritmit 1 Luento 3 Ti 17.1.2017 Timo Männikkö Luento 3 Algoritmin analysointi Rekursio Lomituslajittelu Aikavaativuus Tietorakenteet Pino Algoritmit 1 Kevät 2017 Luento 3 Ti 17.1.2017 2/27 Algoritmien
LisätiedotLuento 1 Tietokonejärjestelmän rakenne
Luento 1 Tietokonejärjestelmän rakenne Järjestelmän eri tasot Laitteiston nopeus 1 Tietokonejärjestelmä Käyttäjä Tietokonelaitteisto Oheislaitteet (peripheral or I/O devices) Tietokone (computer) 2 Luento
LisätiedotLuento 1 Tietokonejärjestelmän rakenne. Järjestelmän eri tasot Laitteiston nopeus
Luento 1 Tietokonejärjestelmän rakenne Järjestelmän eri tasot Laitteiston nopeus 1 Tietokonejärjestelmä Käyttäjä Tietokonelaitteisto Oheislaitteet (peripheral or I/O devices) Tietokone (computer) 2 Tietokone
Lisätiedot815338A Ohjelmointikielten periaatteet
815338A Ohjelmointikielten periaatteet 2015-2016 IX Rinnakkainen ohjelmointi Sisältö 1. Yleistä rinnakkaisuudesta 2. Prosesseista ja säikeistä 3. Rinnakkaisen ohjelman oikeellisuudesta 4. Rinnakkaisuuden
LisätiedotHans Baumgartner nimi nimi nimi nimi. Reaaliaikakäyttöjärjestelmät
Hans Baumgartner nimi nimi nimi nimi Reaaliaikakäyttöjärjestelmät ii TIIVISTELMÄ Hans Baumgartner nimi nimi nimi nimi Reaaliaikakäyttöjärjestelmät Käyttöjärjestelmät Seminaarityö 2009 23 sivua, 8 kuvaa
LisätiedotIntel Threading Building Blocks
Intel Threading Building Blocks Markku Vajaranta Esko Pekkarinen TBB Pähkinänkuoressa C++ luokkamallinen rinnakkaisuus Abstrahoi rinnakkaisuutta korkean tason tehtävät (tasks) ja niiden skedulointi suuri
LisätiedotTIEP114 Tietokoneen rakenne ja arkkitehtuuri, 3 op. Assembly ja konekieli
TIEP114 Tietokoneen rakenne ja arkkitehtuuri, 3 op Assembly ja konekieli Tietokoneen ja ohjelmiston rakenne Loogisilla piireillä ja komponenteilla rakennetaan prosessori ja muistit Prosessorin rakenne
LisätiedotArto Salminen,
4. Luento: Prosessit ja säikeet Arto Salminen, arto.salminen@tut.fi Agenda Prosessi Säikeet Keskeytykset Keskeytyskäsittely Käyttöjärjestelmäkutsut Prosessielementti Prosessin hallinta Suunnittelunäkökohtia
LisätiedotOsio 3: Prosessit, siirräntä ja tiedostojärjestelmä
Käyttöjärjestelmät I Osio 3: Prosessit, siirräntä ja tiedostojärjestelmä Tiina Niklander, kalvot Auvo Häkkinen Tietojenkäsittelytieteen laitos Helsingin yliopisto! " $#&%' (%+*,- $*./ 0 Stallings, Luku
LisätiedotProcesses and threads
WEEK 3 Threads Stallings, Chapter 4 Also: Chapter 1 Processes and threads Yksiajo MS-DOS??? Moniajo vanha UNIX Solaris & Uudet 2 Syksy 2007, Tiina Niklander 5-1 Threads Own TCB, stack, state, storage location
LisätiedotJakso 8 Ohjelman toteutus järjestelmässä
Jakso 8 Ohjelman toteutus järjestelmässä Prosessin esitysmuoto järjestelmässä Käyttöjärjestelmä KJ-prosessit 1 Prosessi (4) Järjestelmässä olevan ohjelman esitysmuoto Järjestelmässä voi olla samalla kertaa
LisätiedotEtäproseduurikutsu, Remote Procedure Call (RPC) Etäproseduurikutsu. Poissulkeminen moduulin sisällä?
Etäproseduurikutsu Andrews 8.1, 10.3, Stallings 13.3 RPC Toteutus Virhesemantiikka Etäproseduurikutsu, Remote Procedure Call (RPC) Palvelu etäkoneessa, ei yhteistä muistia Asiakkaat pyytävät palvelua prosedurikutsumekanismilla
LisätiedotEtäproseduurikutsu. Etäproseduurikutsu, Remote Procedure Call (RPC)
Etäproseduurikutsu RPC Toteutus Virhesemantiikka Andrews 8.1, 10.3, Stallings 13.3 Etäproseduurikutsu, Remote Procedure Call (RPC) Palvelu etäkoneessa, ei yhteistä muistia Asiakkaat pyytävät palvelua prosedurikutsumekanismilla
LisätiedotEtäproseduurikutsu. RPC Toteutus Virhesemantiikka. Andrews 8.1, 10.3, Stallings 13.3
Etäproseduurikutsu RPC Toteutus Virhesemantiikka Andrews 8.1, 10.3, Stallings 13.3 Etäproseduurikutsu, Remote Procedure Call (RPC) Palvelu etäkoneessa, ei yhteistä muistia Asiakkaat pyytävät palvelua prosedurikutsumekanismilla
LisätiedotZeon PDF Driver Trial
Matlab-harjoitus 2: Kuvaajien piirto, skriptit ja funktiot. Matlabohjelmoinnin perusteita Numeerinen integrointi trapezoidaalimenetelmällä voidaan tehdä komennolla trapz. Esimerkki: Vaimenevan eksponentiaalin
LisätiedotAlgoritmit 1. Luento 4 Ke Timo Männikkö
Algoritmit 1 Luento 4 Ke 18.1.2017 Timo Männikkö Luento 4 Tietorakenteet Pino Pinon toteutus Jono Jonon toteutus Lista Listaoperaatiot Algoritmit 1 Kevät 2017 Luento 4 Ke 18.1.2017 2/29 Pino Pino, stack,
LisätiedotOhjelmoinnin perusteet Y Python
Ohjelmoinnin perusteet Y Python T-106.1208 2.3.2009 T-106.1208 Ohjelmoinnin perusteet Y 2.3.2009 1 / 28 Puhelinluettelo, koodi def lue_puhelinnumerot(): print "Anna lisattavat nimet ja numerot." print
LisätiedotVUOROTTAMINEN SMP JA REAALIAIKAJÄRJESTELMÄT Linux, W2000
LUENTO 8 Käyttöjärjestelmät II VUOROTTAMINEN SMP JA REAALIAIKAJÄRJESTELMÄT Linux, W2000 Ch 10 [Stal 05] ( Ch 20 [DDC04], 11.4 [Tane01] ) 1 Tämä luento Moniprossorijärjestelmien vuorottaminen Reaaliaikaskedulointi
LisätiedotIIO30220 Database Management / Tietokannan hallinta TAPAHTUMIEN HALLINTA JOUNI HUOTARI (7.3.2012)
IIO30220 Database Management / Tietokannan hallinta TAPAHTUMIEN HALLINTA JOUNI HUOTARI (7.3.2012) TEHTÄVIÄ/KYSYMYKSIÄ Määrittele tapahtuma (transaction) tapahtumien hallinta Mitä ovat tapahtuman ACIDominaisuudet?
LisätiedotLUENTO 8. u erillisten koneiden ryväs (cluster) u hajautettu järjestelmä (distributed system) u erilliset I/O-prosessorit
Käyttöjärjestelmät II VUOROTTAMINEN SMP JA REAALIAIKAJÄRJESTELM RJESTELMÄT Linux, W2000 Ch 10 [Stal[ 05] ( Ch 20 [DDC04], 11.4 [Tane01] ) LUENTO 8 Tämä luento Moniprossorijärjestelmien vuorottaminen Reaaliaikaskedulointi
LisätiedotTietorakenteet ja algoritmit
Tietorakenteet ja algoritmit Merkintöjen tulkintoja *++Pstack->top = item *Pstack->top++ = item (*Pstack->top)++ *(Pstack++)->top = item *(++Pstack)->top = item Lisää pinon toteutuksia Dynaaminen taulukko
LisätiedotOngelma(t): Miten mikro-ohjelmoitavaa tietokonetta voisi ohjelmoida kirjoittamatta binääristä (mikro)koodia? Voisiko samalla algoritmin esitystavalla
Ongelma(t): Miten mikro-ohjelmoitavaa tietokonetta voisi ohjelmoida kirjoittamatta binääristä (mikro)koodia? Voisiko samalla algoritmin esitystavalla ohjelmoida useita komponenteiltaan ja rakenteeltaan
LisätiedotOhjelmointiharjoituksia Arduino-ympäristössä
Ohjelmointiharjoituksia Arduino-ympäristössä Yleistä Arduino-sovelluksen rakenne Syntaksi ja käytännöt Esimerkki ohjelman rakenteesta Muuttujat ja tietotyypit Tietotyypit Esimerkkejä tietotyypeistä Ehtolauseet
LisätiedotSulautettujen järjestelmien skaala on niin laaja, että on erittäin vaikea antaa yleispätevää kuvausta siitä millainen on sulautettu järjestelmä.
Sulautettujen järjestelmien skaala on niin laaja, että on erittäin vaikea antaa yleispätevää kuvausta siitä millainen on sulautettu järjestelmä. On arvioitu, että maailmassa on tällä hetkellä enemmän sulautettuja
Lisätiedotuseampi ns. avain (tai vertailuavain) esim. opiskelijaa kuvaavassa alkiossa vaikkapa opintopistemäärä tai opiskelijanumero
Alkioiden avaimet Usein tietoalkioille on mielekästä määrittää yksi tai useampi ns. avain (tai vertailuavain) esim. opiskelijaa kuvaavassa alkiossa vaikkapa opintopistemäärä tai opiskelijanumero 80 op
LisätiedotJakso 8 Ohjelman toteutus järjestelmässä
Jakso 8 Ohjelman toteutus järjestelmässä Prosessi Prosessin esitysmuoto järjestelmässä Käyttöjärjestelmä KJ-prosessit 1 Prosessi (4) Järjestelmässä olevan ohjelman esitysmuoto Järjestelmässä voi olla samalla
LisätiedotJakso 8 Ohjelman toteutus järjestelmässä. Prosessi Prosessin esitysmuoto järjestelmässä Käyttöjärjestelmä KJ-prosessit
Jakso 8 Ohjelman toteutus järjestelmässä Prosessi Prosessin esitysmuoto järjestelmässä Käyttöjärjestelmä KJ-prosessit 1 Prosessi (4) Järjestelmässä olevan ohjelman esitysmuoto Järjestelmässä voi olla samalla
Lisätiedotpoissulkeminen ohjelmoijan vastuulla P():t ja V():t siellä, täällä ja tuolla - meniköhän oikein? Yksityiskohtia pois ohjelmoijalta kääntäjälle
Monitorit Monitori Synkronointimenetelmiä Esimerkkejä Tavoite Minimoi virhemahdollisuuksia poissulkeminen ohjelmoijan vastuulla P():t ja V():t siellä, täällä ja tuolla - meniköhän oikein? Yksityiskohtia
LisätiedotMonitorit. Monitori Synkronointimenetelmiä Esimerkkejä
Monitorit Monitori Synkronointimenetelmiä Esimerkkejä Tavoite Minimoi virhemahdollisuuksia poissulkeminen ohjelmoijan vastuulla P():t ja V():t siellä, täällä ja tuolla - meniköhän oikein? Yksityiskohtia
LisätiedotLuento 8 Ohjelman toteutus järjestelmässä
Luento 8 Ohjelman toteutus järjestelmässä Prosessi Prosessin esitysmuoto järjestelmässä Käyttöjärjestelmä KJ-prosessit 1 Prosessi (4) Järjestelmässä olevan ohjelman esitysmuoto Järjestelmässä voi olla
LisätiedotLuento 8 Ohjelman toteutus järjestelmässä. Prosessi Prosessin esitysmuoto järjestelmässä Käyttöjärjestelmä KJ-prosessit
Luento 8 Ohjelman toteutus järjestelmässä Prosessi Prosessin esitysmuoto järjestelmässä Käyttöjärjestelmä KJ-prosessit 1 Prosessi (4) Järjestelmässä olevan ohjelman esitysmuoto Järjestelmässä voi olla
LisätiedotMonitorit -projekti Rinnakkaisohjelmointi
Monitorit -projekti Rinnakkaisohjelmointi 13.12.2006 Jaakko Louhio, Lari Sorvo Projektin tuloksia, kertaustehtäviä ja koodeja saa käyttää opetukseen yliopistolla vapaasti omalla vastuulla. 3. MONITORIT
LisätiedotTavoite. Monitorit. Semafori perusmekanismi synkronointiin. Hyötyjä:
Monitorit Monitori Synkronointimenetelmiä Esimerkkejä Tavoite Minimoi virhemahdollisuuksia poissulkeminen ohjelmoijan vastuulla P():t ja V():t siellä, täällä ja tuolla - meniköhän oikein? Yksityiskohtia
Lisätiedotu vapaakäyntisyys (reentrancy) u Yhteinen koodialue u kullakin oma data-alue, pino, PCB u osoitteet suhteellisia prosessin alun suhteen
Käyttöjärjestelmät t I Luento 3: PROSESSIT JA NIIDEN HALLINTA Stallings, Luku 3.1-3.4 Sisält ltöä Prosessi, prosessin kuvaaja Prosessien hallinta Prosessin tilat KJ:n perustietorakenteita KJ:n suorittamisesta
LisätiedotOhjelmoinnin perusteet Y Python
Ohjelmoinnin perusteet Y Python T-106.1208 28.2.2011 T-106.1208 Ohjelmoinnin perusteet Y 28.2.2011 1 / 46 Ohjelmointiprojektin vaiheet 1. Määrittely 2. Ohjelman suunnittelu (ohjelman rakenne ja ohjelman
LisätiedotTietorakenteet ja algoritmit - syksy 2015 1
Tietorakenteet ja algoritmit - syksy 2015 1 Tietorakenteet ja algoritmit - syksy 2015 2 Tietorakenteet ja algoritmit Johdanto Ari Korhonen Tietorakenteet ja algoritmit - syksy 2015 1. JOHDANTO 1.1 Määritelmiä
Lisätiedot