SPR 2.2/3.1

4. Tut SPR; Blatt 2 Ergänzung, Blatt 03

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Blatt 2 - Aufgabe 2.3

Überblick Schedulingverfahren

Multiple Choice

Wie viele Scheduling-Verfahren hattet ihr in der Vorlesung? (preemptive und non-preemptive-Varianten zählen als 2 verschiedene Verfahren)

• 6

• 8

• 11

• 13

Multiple Select

Welche dieser Verfahren sind optimal in Bezug auf die Antwortzeit?

• SRTN

• Prio-P

• RR

• SJN

Multiple Select

Welche dieser Verfahren sind optimal bezüglich der Fairness?

• RR

• HRRN

• ML-FB

• LCFS-PR

Aufgabe 2.4 d)

online- vs offline-Scheduling

[Folie 6]

Online- vs Offline-Scheduling

offline:

• alle Informationen über aktuelle und zukünftige Prozesse bekannt (Ankunft, Prio, usw.) = Voraussetzung

• Schedule kann Ablauf der Prozesse konzipiert werden

online:

• arbeiten mit unvollständigen Informationen --> dafür keine Voraussetzungen

• wird zur Laufzeit konzipiert

Aufgabe 2.4 e)

hard- vs soft-real-time-systems

[Folie 33]

hard- vs soft-real-time

hard-real-time-systems:

• Verletzung von Sollzeitpunkten/Deadlines nicht tolerierbar
  --> gefährdend!!

• oft offline-Algorithmen notwendig

soft-real-time-systems:

• Verletzung von Sollzeitpunkten/Deadlines tolerierbar aber qualitätsmindernd

Blatt 3

Threadsynchronisation

Multiple Choice

Ein Mutex ist ein Semaphor mit initialem Zähler == 0

• Wahr

• Falsch

Semaphor vs Mutex

Semaphor:

!erst dekrementieren, dann auf nicht-negativ überprüfen

​Mutex:

- Mutex = Mutual exclusion (gegenseitiger Ausschluss)
--> immer nur ein Prozess in kritischem Bereich

- Semaphor mit initialem Zähler = 1

ADS

- mutex locked: Prozess betritt kritischen Bereich und schließt alle weiteren aus

- mutex unlocked: Prozess ist aus kritischem Bereich raus und gibt frei

​[Folie 21 ff.]

kritische Abschnitte

= Operationsfolgen, bei denen eine nebenläufige oder verzahnte Ausführung zu Fehlern führen kann

• Beispiele: Zugriff auf exklusiv benutzbare Betriebsmittel und Funktionen; Modifikation gemeinsamer Strukturen (z.B. verkettete Liste); Zugriff auf globale Variablen

• Lsg: Synchronisation durch z.B. Semaphore, Mutex, Signal und wait

​​[Folie 12]

Beispiel kritischer Bereich - globale Variable bei parallelen Threads

Ein einziger Befehl in unserem Code führt zu mehreren Befehlen in Assembly-Code. Unsere Befehle sind also nicht atomar und Threadwechsel ohne Synchronisation können (z.B. durch mittlerweile veraltete Daten) zu Fehlern führen:

Thread-Umschaltung

Signal und wait

Situation:
Ein Thread A wartet bis eine Bedingung durch einen anderen Thread erfüllt wird. Ein weiterer Thread B signalisiert A, wenn die Bedingung erfüllt ist.

​[Folie 6 ff.]

Multiple Choice

Aktives Warten ist CPU-effizienter als blockierendes Warten.

• Wahr

• Falsch

• wartender Prozess = blockiert

• wird explizit durch Signal deblockiert (Arbeit auf "Signal-Seite")

blockierendes Warten

• wiederholte Statusabfrage des Signals durch wartenden Prozess

• verbraucht unnötig CPU-Kapazität

busy waiting

Signal und wait-Realisierungen

Spurious wakeups

= ein Prozess der auf eine Bedingung/ein Signal wartet wird deblockiert, obwohl diese gar nicht erfüllt wird

• entsteht meist durch race condition:

  • mehrere Prozesse warten auf Signal, dass Ressource zur Verfügung steht

  • Signal kommt --> mehrere wachen auf

  • schnellster Prozess bekommt Ressource --> Ressource steht nun nicht mehr zur Verfügung und die anderen Prozesse wurden fälschlicherweise "geweckt"

• Deshalb: condition immer mit while-Schleife überprüfen!

• mehr dazu: https://en.wikipedia.org/wiki/Spurious_wakeup