4.5.3 Aufgaben zur Synchronisation

Aufgaben zur Synchronisation

Aufgabe 1

Aufgabe

 Aufg. : Kritischer Abschnitt

Was versteht man unter einem "kritischen Abschnitt"?

Aufgabe 2

Aufgabe

 Aufg. : Aktives Warten mit while

Um bei mehreren Prozessen mit gemeinsam genutzten Betriebsmitteln kritische Abschnitte so zu schützen, dass immer nur maximal ein Prozess zur Zeit diesen kritischen Abschnitt ausführen darf, soll das aktive Warten eingesetzt werden. Zur Realisierung des aktiven Wartens kann eine while-Schleife genutzt werden.

Gebe den für das aktive Warten nötigen Programmcode an, der zu Beginn bzw. am Ende eines kritischen Abschnitts ausgeführt werden muss.

Aufgabe 3

Aufgabe

 Aufg. : Nachteil des aktiven Wartens

Erläutere warum das aktive Warten einen zeitlichen Nachteil mit sich bringt, und unter welcher Bedingung dieser Nachteil in Kauf genommen werden kann.

Aufgabe 4

Aufgabe

 Aufg. : TSL

Wofür steht die Abkürzung TSL (im Kontext der Prozesssynchronisation)?

Aufgabe 5

Aufgabe

 Aufg. : Aufgabe des TSL-Befehls

Erläutere welche Aufgabe der TSL-Befehl bei der Ausführung auf einer CPU erfüllt.

Aufgabe 6

Aufgabe

 Aufg. : Problemlöser TSL

Welches Problem löst der TSL-Befehl in Zusammenhang mit aktivem Warten?

Aufgabe 7

Aufgabe

 Aufg. : Semaphor

Ein Semaphor ist eine Datenstruktur, welche aus zwei "Dingen" sowie zwei darauf definierten Funktionen besteht.

• Welche beiden "Dinge" sind gemeint?

• Wie heißen die beiden Funktionen üblicherweise, und welche Aufgabe erfüllen sie?

• Warum müssen die beiden Funktionen atomar ausgeführt werden?

Aufgabe 8

Aufgabe

 Aufg. : Mutex

Was versteht man unter einem Mutex (im Kontext der Prozesssynchronisation)?

Aufgabe 9

Aufgabe

 Aufg. : Arbeitsweise eines Mutex

Erläutere anhand eines selbstgewählten Beispiels die Arbeitsweise eines Mutex. Welche Funktionsaufrufe werden rund um die kritischen Abschnitte getätigt?

Aufgabe 10

Aufgabe

 Aufg. : Arbeitsweise eines Zählsemaphors

Erläutere anhand eines selbstgewählten Beispiels die Arbeitsweise eines Zählsemaphors. Welche Funktionsaufrufe werden rund um die kritischen Abschnitte getätigt?

Aufgabe 11

Aufgabe

 Aufg. : Aktiv wartender Semaphor?

Wenn Semaphore zur Prozesssynchronisation eingesetzt werden, ist das dann auch "aktives Warten"? Erläutere!

Aufgabe 12

Aufgabe

 Aufg. : Ein Abend an der Bar

In einer gemütlichen Feierabend-Kneipe ist nicht viel los. Dem Barkeeper sitzt lediglich ein Gast gegenüber. Dieser Gast jedoch hat gewaltigen Durst. Er trinkt ein Glas Schnaps nach dem anderen. Der Barkeeper füllt das leere Glas immer wieder sofort auf.

Überführe diese Situation in den Kontext der Prozess-Synchronisation mit Semaphoren. Orientiere dich dabei an folgenden Fragen:

• Was repräsentiert den/die Prozess(e)? (Wieviele gibt es?)
• Was repräsentiert das/die Betriebsmittel? (Wieviele gibt es?)
• Was muss synchronisiert werden?
• Ist dabei eine Reihenfolge wichtig?
• Kann der Gast zweimal nacheinander das Glas austrinken, ohne dass der Barkeeper es zwischendurch wieder füllt?
• Oder umgekehrt: Kann der Barkeeper das Glas zweimal nacheinander das Glas füllen, ohne dass der Gast es zwischendurch austrinkt?
• Wieviele Semaphore brauchst du?
• Wann wird jeweils die P()- und die V()-Operation ausgeführt?

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