Sistemas operativos

2.4.2.2 Mecanismos de Monitoreo 



    
Aunque los semaforos proporcionan un mecanismo adecuado y efectivo para el proceso de sin-cronizacion, un uso incorrecto de los mismos puede dar lugar a errores de temporizacion que son dificiles de detectar, dado que estos errores solo ocurren si tienen lugar algunas secuencias de eje-cucion concretas y estas secuencias no siempre se producen.Hemos visto un ejemplo de dichos errores en el uso de contadores en la solucion del problema productor-consumidor (Seccion 6.1). En ese ejemplo, el problema de temporizacion se producia raras veces, e incluso entonces el valor del contador parecia ser razonable: lo que pasaba es que diferia en 1 del valor correcto. Pero aunque el valor pareciera correcto, no era aceptable y es por esta razon que seintrodujeron los semaforos.
Lamentablemente, estos errores de temporizacion pueden producirse tambien cuando se emplean semaforos. Para ilustrar como, revisemos la solucion con semaforos para el problema de la seccion critica. Todos los procesos comparten una variable de semaforo mutex, que se iniciali-za con el valor 1. Cada proceso debe ejecutar una operacion wait (mutex) antes de entrar en laseccion critica y una operacion signal (mutex) despues de la misma. Si esta secuencia no se lleva a cabo, dos procesos podrian estar dentro de sus secciones criticas al mismo tiempo. Examinemos los problemas a los que esto da lugar. Observe que estos problemas surgiran inclu-so aunque solo sea un unico proceso el que no se comporte de la forma adecuada; dicha situacion puede deberse a un error deprogramacion no intencionado o a que un cierto programador no tenga muchas ganas de cooperar.
Suponga que un proceso intercambia el ordenen el que se ejecutan las operaciones wait() y signal (), dando lugar a la siguiente secuencia de ejecucion:
signal(mutex); 
seccion critica 
wait(mutex);
En esta situacion, varios procesos pueden estar ejecutando sus secciones criticas simultane-amente,violando el requisito de exclusion mutua. Observe que este error solo puede des-cubrirse si varios procesos estan activos simultaneamente en sus secciones criticas y que esta situacion no siempre se produce.
???? Suponga que un proceso reemplaza signal(mutex) por wait(mutex). Es decir, ejecuta
wait(mutex);
seccion critica wait(mutex);
En este caso, se producira un interbloqueo.
    Suponga que unproceso omite la operacion wait( mutex ), la operacion signal (mutex) , o ambas. En este caso, se violara la exclusion mutua o se producira un interbloqueo.
Estos ejemplos ilustran los distintos tipos de error que se pueden generar facilmente cuando los programadores emplean incorrectamente los semaforos para solucionar el problema de la seccion critica..
Para abordar tales errores, losinvestigadores han desarrollado estructuras de lenguaje de alto nivel. En esta seccion, vamos a describir una estructura fundamental de sincronizacion de alto nivel, el tipo monitor.
    Utilizacion
Un tipo, o un tipo abstracto de datos, agrupa una serie de datos privados con un conjunto de metodos publicos que se utilizan para operar sobre dichos datos. Un tipo monitor tiene un con-junto de operacionesdefinidas por el programador que gozan de la caracteristica de exclusion mutua dentro del monitor. El tipo monitor tambien contiene la declaracion de una serie de variables cuyos valores definen el estado de una instancia de dicho tipo, junto con los cuerpos de los procedimientos o funciones que operan sobre dichas variables. En la Figura 6.16 se muestra la sin-taxis de un monitor. Larepresentacion de un tipo monitor no puede ser utilizada directamente por los diversos procesos. Asi, un procedimiento definido dentro de un monitor solo puede acceder a las variables declaradas localmente dentro del monitor y a sus parametros formales. De forma similar, a las variables locales de un monitor solo pueden acceder los procedimientos locales.
La estructura del monitor asegura que solo un...