Моделирование взаимодействия процессов презентация

к своему физическому пределу
Поэтому обеспечить дальнейшее повышение вычислительных мощностей можно лишь за счет увеличения их количества
В связи с этим основной тенденцией современного программирования становится разработка параллельных программ

операционной системы,
 в виде отдельного потока выполнения внутри одного процесса ОС

по очереди шаги выполнения каждого вычислительного процесса;
параллельно с выделением каждому вычислительному процессу одного или нескольких процессорных ядер

между различными вычислительными процессами, а также координацию в использовании разделяемых ими ресурсов
Эта задача называется синхронизацией параллельных процессов

являются одним из наиболее удобных способов описания асинхронного выполнения параллельных вычислительных процессов

с одним процессом
Сначала рассмотрим, как сетью Петри может быть представлен отдельный вычислительный процесс, описываемый программой на одном из существующих языков программирования

X1=1;
X2=1;
while (Y>0)
{
if (Y % 2 ==0)
X1 *= Y;
X2 *= Y--;
}
cout << X1 << “\t” << X2;

Y;
X2 *= Y--;
cout << X1 << “\t” << X2;

а дуги блок-схемы – позициями сети Петри
Фишка в сети Петри представляет счетчик команд блок-схемы

объединении процессов, без взаимодействия во время их одновременного выполнения
Однако, такой способ введения параллелизма имеет низкое практическое значение

во время их параллельного выполнения
Существуют различные виды взаимодействия (синхронизации) процессов, в том числе: взаимодействие посредством общей памяти; посредством передачи сообщения различных видов
Необходимо уметь моделировать различные механизмы синхронизации процессов

или другой элемент данных
Если два процесса и в одно и то же время пытаются изменить этот элемент данных, то могут возникнуть нежелательные искажения

Процесс P2 считывает значение х из разделяемого объекта;
Процесс P1 вычисляет новое значение x’ = f(x);
Процесс P2 вычисляет новое значение x’’ = g(x);
Процесс P1 записывает x’ в разделяемый объект;
Процесс P2 записывает x’’ в разделяемый объект, уничтожая значение x’
Результат вычисления процесса P1 потерян

на понятии критическая секция
Критическая секция – это участок кода процесса, на котором он осуществляет доступ к разделяемому объекту данных

не закончит выполнение собственной критической секции и лишь затем он входит в критическую секцию
При этом блокируется доступ для любого другого процесса к своей критической секции до выхода этого процесса из критической секции

буфер, посредством которого реализуется взаимодействие через асинхронную передачу сообщений
Процесс-производитель создает сообщения, которые помещаются в буфер
Процесс-потребитель ждет, пока сообщение не будет помещено в буфер, извлекает его оттуда и использует

каждого философа была своя комната. Была у них и общая столовая с круглым столом, вокруг которого стояли пять стульев.
В центре стола стояла большая миска спагетти, содержимое которой постоянно пополнялось. На столе также лежало пять вилок, по одной между соседними посадочными местами.
Звали философов и за столом они располагались в этом же порядке, против часовой стрелки. Почувствовав голод, философ шёл в столовую, садился на свой стул, брал сначала слева от себя вилку, затем справа и приступал к еде. Закончив трапезу, он клал на место обе вилки, выходил из-за стола, и уходили размышлять

философ возьмет вилку слева, а затем будет ждать, когда освободится вилка с правой стороны
Так они будут ждать, пока не умрут от голода
Тем самым, это состояние системы «обедающие философы» является тупиковым

следующей модификации ее правил поведения
Пусть философ при переходе из состояния размышления в состояние приема пищи берет одновременно обе вилки (слева и справа), если они свободны

глубокого исследования их поведения
Очевидно, что это предполагает наличие методов анализа свойств самих сетей Петри
Тем самым исследование свойств реальной системы может быть сведено к анализу определенных свойств моделирующей сети Петри