Les Systemes d'Exploitations - Cours de Systemes II

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• Publié par: Obba
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Extrait

Les Moniteurs

Définition Un exemple simple de moniteur Les instructions spéciales des moniteurs Rendez-vous entreNprocessus À l'intérieur des moniteurs Problème des producteurs-consommateurs Problème des lecteurs-rédacteurs

Définition Un moniteur est un outilévoluéde synchronisation.

Introduits par Brinch & Hansen en 1972-73 et Hoare en 1974. Un moniteur =

des variables d'état ; des procédures internes ; des procédures externes (points d'entrée) ; des conditions ; des primitives de synchronisation.

Les variables d'état sont manipulables par les procédures externes seulement (encapsulation).

Un exemple simple de moniteur

Moniteur incr_decr incr_decr :moniteur;

vari :entier;

procédureincrémente ; début i := i + 1 ; fin;

procéduredécrémente ; début i := i - 1 ; fin;

début i := 0 ; fin

finincr_decr.

Chaque procédure du moniteur est exécutée enexclusion mutuelle.

l'accès au moniteur s'effectue en exclusion mutuelle. Sauf si un processus exécute la primitive

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attendre. Les instructions spéciales des moniteurs

Les variables de typecondition.

Les primitivesvide,attendreetsignaler.

Soitcune condition.

c.attendre: bloque le processus et le place en attente dec. c.vide:vraisi aucun processus n'est en attente dec,fauxsinon. c.signaler:si nonc.videalorsréveiller un processus en attente dec.

Rendez-vous entreNprocessus

Moniteur de Rendez-vous rendez_vous :moniteur;

. var n : entier ; . tous_là :condition;

procédurearriver ; début n := n + 1 ; sin <Nalors . tous_là.attendre ; tous_là.signaler ; fin;

début n := 0 ; fin

finrendez_vous.

À l'intérieur des moniteurs

Chaquemoniteurpossède une file d'attenteglobale.

Chaque variableconditionréférence unefile d'attente.

c.attendrele processus dans la file d'attente associée à placerc. c.signalerle processus suivant de la file d'attente associée à sortirc. c.videsi la file d'attente associée à testecest vide.

Problème : un seul processus actif à la fois au sein d'un moniteur, donc comment implémenter la primitive signaler?

Note 1: un moniteur est en général implémenté avec des ... sémaphores !

Note 2: c'est tout à fait logique, un système est bâti par niveaux d'abstraction successifs, un niveauiétant

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implémenté par les primitives du niveaui-1.

Problème des producteurs-consommateurs

processus producteurprocessus consommateur ... ... produire(message_produit) ;tampon.retirer(message_à_consommer) ; tampon.déposer(message_produit) ;consommer(message_à_consommer) ; ... ...

À quoi ressemble le moniteurtampon?

Moniteurtampon tampon :moniteur;

. varn : 0..N ; . non_plein, non_vide : condition ;

procéduredéposer(m : message) ; début sin = Nalors . non_plein.attendre ; n := n + 1 ; entrer(m) ; non_vide.signaler ; fin;

procédureretirer(varm : message) ; début sin = 0alors . non_vide.attendre ; sortir(m) ; n := n - 1 ; non_plein.signaler ; fin;

. typemessage : ... ; . varfile : tableau[0..N-1] de message ; . tête, queue : 0..N-1 ;

procédure entrer(m : message) ; début file[queue] := m ; queue := (queue + 1)modN ; fin;

procéduresortir(varm : message) ; début m := file[tête] ; tête := (tête + 1)modN ; fin;

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début n := 0 ; tête := 0 ; queue := 0 ; fin fintampon.

Problème des lecteurs-rédacteurs

Soit un fichier (SGBD, ...) manipulé par deux sortes de processus différents :

1. leslecteursqui consultent le fichier sans en modifier le contenu ; 2. lesrédacteursqui peuvent en modifier le contenu.

Soientnlectetnredle nombre de lecteurs et rédacteurs accédant au fichier à un instant donné.

Il faut respecter lescontraintes d'intégrité(maintien de lacohérence) :

nred = 0 et ;nlect 0 nred = 1etnlect = 0 ;

Moniteurlecteur_rédacteur lecteur_rédacteur :moniteur;

. varecr : booléen ; . nl : entier ; . c_ecr, c_lect : condition ;

procéduredébut_lire ; début nl := nl + 1; siecralors . c_lect.attendre ; . c_lect.signaler ; fin;

procédurefin_lire ; début nl := nl - 1; sinl = 0alors . c_ecr.signaler ; fin;

procéduredébut_écrire ; début si ecr ou nl> 0alors . c_ecr.attendre ; ecr := vrai ; fin;

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procédurefin_écrire ; début ecr := faux ; sinl > 0alors . c_lect.signaler ; sinon . c_ecr.signaler ; fin;

début ecr := faux ; nl := 0 ; fin

finlecteur_rédacteur.

Critiques : La priorité est donnée auxlecteurs. Questions : 1. commentdonner la priorité aux rédacteurs ? 2. commentéquitablementgérer la priorité (mais est-ce souhaitable ?) ?

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