Comsin

Comunicación y
sincronización entre procesos
María de los Santos Pérez
Hernández
mperez@fi.upm.es

Índice








Procesos concurrentes.
El problema de la sección crítica.
Problemas clásicos de comunicación y
sincronización.
Mecanismos de comunicación y
sincronización.
Interbloqueos.

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Referencias bibliográficas






“Sistemas Operativos: una visión aplicada”
JesúsCarretero et al.
McGraw Hill, 2001
“Sistemas Operativos” Willian Stalling
Willian Stalling
Prentice Hall, 1997
“Operating System Concepts”
A. Silberschatz, P. Galvin
Addison-Wesley, 1998
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Procesos concurrentes (I)


Modelos






Multiprogramación en un único procesador
Multiprocesador
Multicomputador (proceso distribuido)

Razones






Compartir recursos físicosCompartir recursos lógicos
Acelerar los cálculos
Modularidad
Comodidad

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Procesos concurrentes (II)


Tipos de procesos





Independientes
Cooperantes

Interacción entre procesos



Compiten por recursos
Comparten recursos

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

Problema de la interacción
entre procesos (procesos
Calcula
la suma de los N primeros
ligeros)
Si varios procesos
númerosutilizando procesos ligeros.


int suma_total = 0;
void suma_parcial(int ni, int nf)
{
int j = 0;
int suma_parcial = 0;
for (j = ni; j <= nf; j++)
suma_parcial = suma_parcial +j;
suma_total = suma_total +
pthread_exit(0);
}

suma_parcial; 

ejecutan
concurrentemente
este código se
puede obtener un
resultado
incorrecto.
Solución:
secciones críticas

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6

Ejemplo con sección crítica(procesos ligeros)
void suma_parcial(int ni, int nf)
{
int j = 0;
int suma_parcial = 0;
for (j = ni; j <= nf; j++)
suma_parcial = suma_parcial + j;
Entrada en la sección crítica
suma_total = suma_total+
suma_parcial;
Salida de la sección crítica



Requisitos para
ofrecer secciones
críticas:




Exclusión mutua
Progreso
Espera limitada

pthread_exit(0);
}

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7

Problema de lainteracción
entre procesos
void ingresar(char *cuenta,
int cantidad)
{
int saldo, fd;
fd = open(cuenta, O_RDWR);
read(fd, &saldo,sizeof(int));
saldo = saldo + cantidad;
lseek(fd, 0, SEEK_SET);
write(fd, &saldo,sizeof(int));
close(fd);
return;



Si dos procesos
ejecutan
concurrentemente
este código se
puede perder algún
ingreso.



Solución:
secciones críticas

}

mperez@fi.upm.es

8

Ejemplocon sección crítica
void ingresar(char *cuenta,
int cantidad)
{
int saldo, fd;



fd = open(cuenta, O_RDWR);
Entrada en la sección crítica
read(fd,
&saldo, sizeof(int));
saldo = saldo + cantidad;
lseek(fd, 0, SEEK_SET);
write(fd, &saldo, sizeof(int));
Salida de la sección crítica

Requisitos para
ofrecer secciones
críticas:




Exclusión mutua
Progreso
Espera limitada

close(fd);
return;
}mperez@fi.upm.es

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Mecanismos de comunicación







Ficheros
Pipes
FIFOS
Variables en memoria compartida
Paso de mensajes
Sockets

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Mecanismos de
Sincronización




Construcciones de los lenguajes concurrentes
(procesos ligeros)
Servicios del sistema operativo:









Señales (asincronismo)
Pipes
FIFOS
Semáforos
Mutex y variables condicionales
Paso demensajes

Las operaciones de sincronización deben ser
atómicas
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11



Características de los
mecanismos de
comunicación

Identificación


Mecanismos de nombrado








Sin nombre
Con nombre local
Con nombre de red








Identificador propio
Descriptor de fichero





Unidireccional
Bidireccional

Buffering


Identificador interno


Flujo de datos

Sin buffering
Conbuffering

Sincronización



Síncrono (bloqueante)
Asíncrono (no
bloqueante)

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Problemas clásicos de
comunicación y
sincronización
• Productor-consumidor: • Lectores-escritores:
P ro c e s o
C o n s u m id o r

P ro c e s o
P ro d u c to r

L e c to r

L e c to r

E s c r ito r

L e c to r

E s c r ito r

F l u jo d e
d a to s

M e c a n is m o d e
c o m u n ic a c ió n

R...