3.2.11 Synchronisation

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<loop_index id="5fa978824129c">Synchronisation</loop_index><loop_index id="5fa978826c777">Prozess-Synchronisation</loop_index><loop_index id="5fa978826c77c">Thread-Synchronisation</loop_index>
{{#index:Synchronisation|Prozess-Synchronisation|Thread-Synchronisation}}
Bei der '''Synchronisation''' (auch: '''Prozess-Synchronisation''' oder '''Thread-Synchronisation''') geht es um Mechanismen zur Vermeidung von Problemen, die bei der nebenläufigen Ausführung von Prozessen oder Threads in Verbindung mit gemeinsam genutzten Betriebsmitteln entstehen können.
Bei der '''Synchronisation''' (auch: '''Prozess-Synchronisation''' oder '''Thread-Synchronisation''') geht es um Mechanismen zur Vermeidung von Problemen, die bei der nebenläufigen Ausführung von Prozessen oder Threads in Verbindung mit gemeinsam genutzten Betriebsmitteln kommt.
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Bislang noch nicht definiert wurde die ''nebenläufige Ausführung'', deshalb passiert dies genau jetzt.  
Bislang noch nicht definiert wurde die ''nebenläufige Ausführung'', deshalb passiert dies im folgenden Kapitel.  
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==== Definition: Nebenläufigkeit ====
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{{#index:Nebenläufigkeit}}
<loop_area type="definition">
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Unter '''Nebenläufigkeit''' versteht man die quasi-parallele Ausführung von Befehlen unterschiedlicher Prozesse oder Threads auf einer CPU.
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Solange nur eine CPU (mit einem Rechenkern) zur Verfügung steht, ist hier von ''quasi-paralleler Ausführung'' die Rede. Erst bei mehreren CPUs oder mehreren Rechenkernen auf einer CPU kann Nebenläufigkeit auch mit ''echt-paralleler Ausführung'' definiert werden.
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==== Definition: Nebenläufige Ausführung ====
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<loop_area type="definition">
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Unter der ''nebenläufigen Ausführung'' mehrerer Prozesse oder Threads auf nur einer CPU versteht man, dass sich mehrere Prozesse oder Threads bei ihrer Ausführung auf der CPU abwechseln.
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Es kommt dabei zwangsläufig immer wieder zu [[Vom_Batch-Job_zum_Multitasking#Definition:_Kontextwechsel|Kontextwechseln]] auf der CPU.
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Für das Verständnis der weiteren Kapitel ist es wichtig, sich einmal über den '''Zeitpunkt von Kontextwechseln''' während einer nebenläufigen Ausführung von Prozessen oder Threads Gedanken zu machen. Die folgende Aufgabe gibt dazu Gelegenheit.
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==== Aufgabe 1 ====
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<loop_area type="task">
<loop_task title="Wann genau finden Kontextwechsel statt?">
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Wenn zwei Prozesse A und B nebenläufig ausgeführt werden, ist dann vorherbestimmt, wann genau ein Kontextwechsel zwischen diesen beiden Prozessen erfolgt?
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Wenn diese beiden Prozesse nach ihrer Terminierung immer wieder neu gestartet und nebenläufig ausgeführt werden, finden dann immer an der gleichen Stelle (im Maschinencode) Kontextwechsel statt?
== So geht es weiter: ==
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Diskutiere diese Situation in deiner Lerngruppe!
<loop_area type="arrangement"><loop_toc> </loop_toc></loop_area>
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Wovon hängt es ganz allgemein ab, wann ein Kontextwechsel erfolgt? Nenne mindestens drei Bedingungen!
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</loop_task>
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Dass Probleme bei der nebenläufigen Ausführung von Prozessen und Threads auftreten können, und wie diesen entgegnet werden kann, wird auf den folgenden Seiten gezeigt.
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==== So geht es weiter:====
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<loop_area type="arrangement"><loop_toc> </loop_toc></loop_area>
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Aktuelle Version vom 10. November 2020, 13:47 Uhr

Bei der Synchronisation (auch: Prozess-Synchronisation oder Thread-Synchronisation) geht es um Mechanismen zur Vermeidung von Problemen, die bei der nebenläufigen Ausführung von Prozessen oder Threads in Verbindung mit gemeinsam genutzten Betriebsmitteln entstehen können.


Hinweis

Der vorangegangene Satz hat es in sich!

Lies ihn noch einmal in Ruhe durch und überlege, ob dir die Bedeutung aller enthaltenen Fachbegriffe klar ist. Insbesondere solltest du den anderen Mitgliedern deiner Lerngruppe erklären können:

  • Was ist ein Prozess?
  • Was ist ein Thread?
  • Was ist der Unterschied zwischen einem Prozess und einem Thread?
  • Was sind Betriebsmittel?
  • Und was sind dann gemeinsam genutzte Betriebsmittel?

Bislang noch nicht definiert wurde die nebenläufige Ausführung, deshalb passiert dies im folgenden Kapitel.


Es sei an die im Kapitel Nur ein Prozessor mit einem Kern genannte Bedingung erinnert.


So geht es weiter:

Gliederung
3.2.11 Synchronisation
3.2.11.1 Grundlegende Begriffsdefinitionen zur Synchronisation
3.2.11.2 Aktives Warten
3.2.11.3 Semaphore
3.2.11.4 Monitore
3.2.11.5 Zusammenfassung Synchronisation
3.2.11.6 Synchronisationstechniken moderner Betriebssysteme
3.2.11.7 Synchronisationsmechanismen in Programmiersprachen


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