Основные теоретические положения. Программа реализации задачи производитель-потребитель

Программа реализации задачи производитель-потребитель

Цель работы: Освоить средство синхронизации и взаимодействия процессов в рамках реализации задачи производителя/потребителя на основе механизма обмена сообщений.

Взаимодействие между процессами предполагает не только синхронизацию, но и обмен сообщениями. Вследствие различных скоростей процессов необходимо каким-то образом сохранять посланные, но еще не полученные сообщения. Место для хранения таких сообщений называется буфером сообщений.

Буфер сообщений – это информационная структура, в которую помещают сообщения. Размер буфера обычно задается при его создании.

Основные достоинства применения механизма сообщений:

· процессу не нужно знать о существовании других процессов до тех пор, пока он не получит сообщения от них;

· два процесса могут обмениваться более чем одним сообщением за один раз;

· очередь в буфере позволяют процессу-отправителю продолжать работу, не обращая внимание на получателя.

Недостатки:

· Появление еще одного ресурса, которым нужно управлять;

· Статический характер этого ресурса.

Задание

(выполняются с использованием справочных изданий)

Создать и реализовать модель взаимодействия двух процессов: «производителя» и «потребителя» в соответствии с теоретическими положениями о применении сообщений.

Используется буфер ограниченного размера, т.е. имеет только n ячеек для элементов данных. Следовательно, производитель не может постоянно работать с той скоростью, которая ему нужна, а вынужден ждать, если потребитель работает медленно и буфер заполнен. На рис.7.1. показано решение этой проблемы. Ограниченному буферу сопоставляются две позиции: B представляет количество элементов данных, которые произведены, но еще не использованы (число заполненных ячеек), B1 – количество пустых ячеек в буфере. Первоначально B1 имеет n фишек, а B фишек не имеет. Если буфер заполнен, то B1 фишек не имеет, а B имеет n фишек. Если теперь производитель попытается поместить еще один элемент данных в буфер, то он будет остановлен, так как в B1 нет фишки, делающей этот переход разрешенным.

При выполнении задания рекомендуется придерживаться следующей методики.

1. Используйте Вашу среду исследования функционирования операционной системы.

2. Для моделирования используйте 2 процесса: производитель и потребитель.

3. Создайте буфер ограниченного размера, равным ста двадцати.

4. Создайте легенду с использованием цветовой гаммы для состояний процессов: производителя и потребителя.

5. Запустите процессы производства и потребления происходящего в соответствии с рис.7.1.

6. В рамках созданного Вами программного продукта, проведите эксперимент для трех различных ситуаций: производитель и потребитель работают с одной скоростью; производитель работает значительно быстрее, чем потребитель; производитель работает значительно медленнее, чем потребитель.

7. Структура строки файла LOG.TXT должна быть следующей:

- время;

- наименование процесса (производитель, потребитель);

- состояние процесса (ожидание, исполнение);

Рис.7.1. Задача о производителе/потребителе с ограниченным

буфером.

Контрольные вопросы

1. Проблема производителя и потребителя.

2. Синхронизация с помощью сообщений.

3. Случай с ограниченным буфером.

4. Сравнительная характеристика метода синхронизации с помощью сообщений с другими методами.

Р а з д е л V III

Дата добавления: 2014-12-07