exclucion mutua


Exclusión Mutua

En un sistema multi programado con un único procesador, los procesos se intercalan en el tiempo (i.e. Round Robin) para dar apariencia de ejecución simultánea. Aunque no se consigue un procesado en paralelo real, y aunque se produce un sobrecargado en la cpu por el hecho de tener que cambiar de tarea constante mente, las ventajas de todo esto son muy elevadas. Ejemplo:avión-torre, chats, etc.
Uno de los grandes problemas que nos podemos encontrar es que el hecho de compartir recursos está lleno de riesgos. Por ejemplo, si dos procesos hacen uso al mismo tiempo de una variable globaly ambos llevan a cabo tanto operaciones de lectura como de escritura sobre dicha variable, el orden en que se ejecuten estas lecturas y escrituras es crítico, puesto que se veráafectado el valor de la variable.

Los algoritmos de exclusión mutua se usan en programación concurrente para evitar el uso simultáneo de recursos comunes, como variables globales, por fragmentos de código conocidos como secciones críticas.
La mayor parte de estos recursos son las señales, contadores, colas y otros datos que se emplean en la comunicación entre el código que se ejecuta cuando se daservicio a una interrupción y el código que se ejecuta el resto del tiempo. Se trata de un problema de vital importancia porque, si no se toman las precauciones debidas, una interrupción puede ocurrir entre dos instrucciones cualesquiera del código normal y esto puede provocar graves fallos.
La técnica que se emplea por lo común para conseguir la exclusión mutua es inhabilitar las interrupcionesdurante el conjunto de instrucciones más pequeño que impedirá la corrupción de la estructura compartida (la sección crítica). Esto impide que el código de la interrupción se ejecute en mitad de la sección crítica.
Concepto de exclusión mutua.
Consiste en que un solo proceso excluye temporalmente a todos los demás para usar un recurso compartido de forma que garantice la integridad del sistemaEXCLUSIÓN MUTUA: SOLUCIONES POR SOFTWARE
Pueden implementarse soluciones de software para los procesos concurrentes que se ejecuten en máquinas monoprocesador o multiprocesador con memoria principal compartida.
ALGORITMO DE DEKKER
La solución se desarrolla por etapas. Este método ilustra la mayoría de los errores habituales que se producen en la construcción de programas concurrentes.
Primerintento
Cualquier intento de exclusión mutua debe depender de algunos mecanismos básicos de exclusión en el hardware. El más habitual es que sólo se puede acceder a una posición de memoria en cada instante, teniendo en cuenta esto se reserva una posición de memoria global llamada turno. Un proceso que desea ejecutar su sección crítica primero evalúa el contenido de turno. Si el valor de turno esigual al número del proceso, el proceso puede continuar con su sección crítica. En otro caso el proceso debe esperar. El proceso en espera, lee repetitivamente el valor de turno hasta que puede entrar en su sección crítica. Este procedimiento se llama espera activa.
Después de que un proceso accede a su sección crítica y termina con ella, debe actualizar el valor de turno para el otro proceso.Segundo intento:
Cada proceso debe tener su propia llave de la sección crítica para que, si uno de ellos falla, pueda seguir accediendo a su sección crítica; para esto se define un vector booleano señal. Cada proceso puede evaluar el valor de señal del otro, pero no modificarlo. Cuando un proceso desea entrar en su sección crítica, comprueba la variable señal del otro hasta que tiene el valorfalso (indica que el otro proceso no está en su sección crítica). Asigna a su propia señal el valor cierto y entra en su sección crítica. Cuando deja su sección crítica asigna falso a su señal.
Si uno de los procesos falla fuera de la sección crítica, incluso el código para dar valor a las variables señal, el otro proceso no se queda bloqueado. El otro proceso puede entrar en su sección crítica...