Communication Interprocessus
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Questions and Answers

Quel est le principal problème du mécanisme de réveil dans la solution décrite ?

  • Les réveils perdus (correct)
  • Le passage en sommeil des processus
  • La variable compteur est protégée
  • L'utilisation d'un sémaphore

Que signifie un sémaphore égal à zéro ?

  • Tous les processus sont actifs
  • Aucun réveil n'est mémorisé (correct)
  • Le sémaphore est en état d'erreur
  • Un ou plusieurs réveils sont en attente

Quelle opération décrémente la valeur d'un sémaphore ?

  • down(s) (correct)
  • signal(s)
  • wait(s)
  • up(s)

Quel est le rôle d'un sémaphore dans la gestion des processus ?

<p>Éviter les conflits d'accès aux ressources (C)</p> Signup and view all the answers

Quelle est une caractéristique importante des opérations sur les sémaphores ?

<p>Elles sont atomiques (D)</p> Signup and view all the answers

Quel est principal objectif de la communication interprocessus dans un système multiprogrammé?

<p>Permettre aux processus de partager des données pour compléter leurs tâches. (D)</p> Signup and view all the answers

Qu'est-ce qu'une section critique dans un programme?

<p>Un segment de code qui accède à une ressource partagée. (C)</p> Signup and view all the answers

Quel mécanisme est souvent utilisé pour gérer l'exclusion mutuelle?

<p>Les sémaphores permettent de contrôler l'accès à des ressources partagées. (B)</p> Signup and view all the answers

Quel est le problème courant lorsque plusieurs processus accèdent à des données partagées?

<p>Incohérences dans les résultats obtenus. (A)</p> Signup and view all the answers

Quelle méthode atténue les conflits d'accès liés à une ressource partagée?

<p>L'attente active, en maintenant les processus en surveillance constante. (D)</p> Signup and view all the answers

Quelle technique ne fait pas partie des méthodes d'exclusion mutuelle par attente active?

<p>Sémaphores. (B)</p> Signup and view all the answers

Quel est un résultat potentiel de l'absence d'exclusion mutuelle lors de l'accès à une ressource partagée?

<p>Des erreurs d'impression, comme dans l'exemple de la spoule d'impression. (A)</p> Signup and view all the answers

Quelle solution est spécifiquement mentionnée pour l'exclusion mutuelle?

<p>La solution de Peterson. (B)</p> Signup and view all the answers

Quel est le rôle de l'appel système Sleep dans le modèle d'exclusion mutuelle ?

<p>Il bloque le processus appelant. (B)</p> Signup and view all the answers

Dans quel scénario le producteur doit-il appeler Sleep ?

<p>Lorsque le compteur atteint la valeur N. (B)</p> Signup and view all the answers

Quelle assertion est vraie concernant l'état d'un processus qui ne peut pas entrer en section critique ?

<p>Il passe à l'état bloqué. (B)</p> Signup and view all the answers

Quel mécanisme est utilisé pour réveiller un processus bloqué ?

<p>Wakeup. (C)</p> Signup and view all the answers

Que fait le consommateur dans le modèle Producteur-Consommateur ?

<p>Il retire des objets du tampon pour les consommer. (A)</p> Signup and view all the answers

Quel est le but du compteur dans le modèle Producteur-Consommateur ?

<p>Indiquer le nombre d'objets dans le tampon. (C)</p> Signup and view all the answers

Pourquoi les processus doivent-ils coopérer dans le modèle Producteur-Consommateur ?

<p>Pour partager un même tampon de manière efficace. (D)</p> Signup and view all the answers

Que se passe-t-il lorsque le compteur du tampon est égal à N-1 ?

<p>Le producteur est réveillé. (B)</p> Signup and view all the answers

Quel est le rôle du verrou dans la solution par attente active?

<p>Il détermine si la section critique est libre ou occupée. (C)</p> Signup and view all the answers

Quel problème peut se poser avec l'usage de la variable Tour dans l'alternance stricte?

<p>Elle bloque un processus même s'il n'est pas intéressé par la section critique. (C)</p> Signup and view all the answers

Quelle est la principale limitation de la solution de verrouillage?

<p>Elle n'assure pas l'exclusion mutuelle en raison de sa variable partagée. (D)</p> Signup and view all the answers

Dans la solution de Peterson, quel rôle jouent les variables 'interesse'?

<p>Elles indiquent si un processus veut entrer dans la section critique. (B)</p> Signup and view all the answers

Quel est le mécanisme de la boucle 'while (verrou == 1);' dans la solution de verrouillage?

<p>Il force un processus à attendre si la section critique est occupée. (A)</p> Signup and view all the answers

Quel résultat garantit la solution de Peterson?

<p>Elle garantit l'exclusion mutuelle complète. (B)</p> Signup and view all the answers

Quel est un inconvénient majeur de l'alternance stricte?

<p>Elle peut mener à des situations de famine. (C)</p> Signup and view all the answers

Dans le contexte de l'exclusion mutuelle, quel est un avantage de la solution de Peterson par rapport aux autres solutions discutées?

<p>Elle garantit la sécurité pour un nombre variable de processus. (C)</p> Signup and view all the answers

Quel est le rôle principal de la fonction Down dans la gestion des sémaphores?

<p>Bloquer un processus si le sémaphore est à zéro. (C)</p> Signup and view all the answers

Quelle est la valeur de l'initialisation pour un sémaphore Mutex utilisé pour l'exclusion mutuelle?

<p>1 (D)</p> Signup and view all the answers

Quel est le nombre de sémaphores nécessaires dans le modèle Producteur/Consommateur?

<p>3 (B)</p> Signup and view all the answers

Qu'implique l'opération Up sur un sémaphore?

<p>Réveiller un processus en attente si la liste n'est pas vide. (B)</p> Signup and view all the answers

Que signifie 'disable_interrupt' dans le contexte des sémaphores?

<p>Désactiver d'autres interruptions pour éviter les conflits (B)</p> Signup and view all the answers

Dans le code donné, que représente la variable 'plein'?

<p>Le nombre de places occupées dans le tampon. (D)</p> Signup and view all the answers

Quelle opération est effectuée avant que le producteur n'ajoute un objet dans la mémoire tampon?

<p>down(vide) (A)</p> Signup and view all the answers

Quelles conditions permettent de passer d'un état 'bloqué' à 'prêt' pour un processus?

<p>Lorsque le sémaphore est incrémenté. (D)</p> Signup and view all the answers

Quelles conditions doivent être vérifiées pour assurer l'exclusion mutuelle des processus?

<p>Deux processus ne doivent pas se trouver simultanément dans leurs sections critiques. (B)</p> Signup and view all the answers

Que signifie l'expression 'famine-interblocage' dans le contexte de l'exclusion mutuelle?

<p>Un processus attend indéfiniment pour entrer dans sa section critique. (C)</p> Signup and view all the answers

Quel est l’impact du masquage des interruptions lorsque qu’un processus entre dans sa section critique?

<p>Il évite que d'autres interruptions interfèrent avec le processus. (D)</p> Signup and view all the answers

Quelle affirmation décrit le mieux l'attente active dans l'accès à une section critique?

<p>Le processus continue de tester si la section critique est libre. (B)</p> Signup and view all the answers

Quel est le rôle d'un processus quittant sa section critique?

<p>Il doit signaler aux autres processus qu'il a quitté la section critique. (D)</p> Signup and view all the answers

Pourquoi est-il important de ne pas faire d’hypothèse quant à la vitesse ou le nombre de processeurs en exclusion mutuelle?

<p>Les processus pourraient entrer en conflit si les hypothèses sont fausses. (D)</p> Signup and view all the answers

Dans quel scénario la solution de l'exclusion mutuelle par attente active devient-elle dangereuse?

<p>Lorsqu'un processus ne peut pas restaurer les interruptions. (D)</p> Signup and view all the answers

Quel est le principal risque lié à l'utilisation de solutions matérielles pour l'exclusion mutuelle?

<p>Elles peuvent causer des interblocages entre processus. (B)</p> Signup and view all the answers

Flashcards

Communication Interprocessus

Mécanisme par lequel les processus communiquent et partagent des données pour exécuter des tâches ensemble.

Section Critique

Partie d'un programme qui accède à une ressource partagée.

Exclusion Mutuelle

Méthode pour garantir qu'un seul processus accède à une ressource partagée à la fois, évitant ainsi les conflits d'accès.

Problème d'Accés Concurrent

Problème qui se produit lorsqu'plusieurs processus tentent d'accéder et de modifier des données partagées en même temps, entrainant des incohérences dans les résultats.

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Ressource Partagée

Objet (donnée, variable, etc.) accessible et utilisable par plusieurs processus.

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Exemple Spoule d'impression

Illustration montrant comment des accès concurrents à une spoule peut entrainer des problèmes. Plusieurs processus essayant d’imprimer des documents simultanément.

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Masquage des interruptions

Technique pour désactiver temporairement les interruptions afin de protéger la section critique.

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Variables de verrouillage

Mécanisme de contrôle d'accès basé sur l'utilisation d'une variable pour bloquer l'accès à une section critique.

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Conditions pour l'exclusion mutuelle

4 conditions nécessaires : exclusion mutuelle, progression, absence de famine et indépendance des processeurs.

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Exclusion mutuelle par attente active

Méthode où un processus attend activement d'entrer dans sa section critique jusqu'à ce qu'elle soit disponible.

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Progression

Aucun processus en dehors de sa section critique ne doit bloquer les autres.

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Famine

Un processus peut attendre indéfiniment pour entrer dans sa section critique.

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Entrer_Section_Critique()

Fonction pour accéder à une section critique.

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Attente Active

Un processus qui ne peut pas entrer en section critique attend activement que la section critique soit disponible. Il consomme du temps processeur inutilement.

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Attente Passive

Un processus qui ne peut pas entrer en section critique se met en état de sommeil (Sleep) jusqu'à ce qu'il soit réveillé (Wakeup).

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Primitives Sleep & Wakeup

Des primitives du système d'exploitation permettant de mettre un processus en sommeil (Sleep) et de le réveiller (Wakeup) lorsque la section critique devient disponible.

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Tampon partagé

Une zone de mémoire partagée par plusieurs processus, utilisée pour stocker des données produites et consommées par ces processus.

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Producteur / Consommateur

Modèle de programmation où un processus (producteur) produit des données et un autre processus (consommateur) les consomme, en utilisant un tampon partagé.

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compteur

Variable partagée utilisée pour suivre le nombre d'objets dans le tampon dans le modèle Producteur / Consommateur.

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sleep()

Fonction qui met le processus appelant en état de sommeil (attente passive) jusqu'à ce qu'il soit réveillé par un autre processus.

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wakeup()

Fonction qui réveille un processus spécifique qui s'est mis en sommeil (Sleep).

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Solution 1: Attente active

Une solution simple pour l'exclusion mutuelle où un processus répétément vérifie si une ressource partagée est disponible. Si la ressource n'est pas disponible, le processus attend en boucle jusqu'à ce qu'elle le soit.

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Solution 2: Variables de verrouillage

Une solution pour l'exclusion mutuelle utilisant une variable partagée appelée 'verrou'. Si le verrou est à 0, la ressource est libre. Si le verrou est à 1, elle est occupée.

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Problème de la solution 2

Le problème principal avec les variables de verrouillage est que le verrou lui-même peut devenir une section critique. Cela peut entraîner des erreurs si plusieurs processus tentent de changer l'état du verrou simultanément.

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Solution 3: Alternance stricte

Une solution simple pour l'exclusion mutuelle où les processus s'alternent pour accéder à une ressource partagée. Un compteur (tour) indique le tour du processus autorisé.

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Limite de l'alternance stricte

Un processus qui a le tour peut ne pas être immédiatement intéressé par la ressource et bloque ainsi les autres processus qui la demandent, même si elle n'est pas utilisée.

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Solution 4: Solution de Peterson

Une solution plus raffinée pour l'exclusion mutuelle qui garantit une exclusion mutuelle complète. Elle utilise une variable de tour et une variable de flag pour chaque processus.

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Avantage de la solution de Peterson

La solution de Peterson garantit une exclusion mutuelle complète, ce qui signifie qu'aucun conflit n'est possible lorsque plusieurs processus tentent d'accéder à une ressource partagée.

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Réveils perdus

Un signal wakeup envoyé à un processus qui ne dort pas est ignoré et perdu.

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Sémaphore

Une variable entière qui sert à contrôler l'accès à une ressource partagée. Elle gère une file d'attente des processus bloqués et permet de synchroniser l'accès à la ressource.

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Opérations de sémaphore

Les sémaphores sont manipulés par les opérations down(s) et up(s). down(s) décrémente la valeur du sémaphore et bloque le processus si la valeur est nulle. up(s) l'incrémente et réveille un processus en attente si nécessaire.

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Atomicité et Exclusivité Mutuelle

Les opérations sur un sémaphore (down et up) doivent être atomiques, c'est-à-dire qu'elles s'exécutent de manière indivisible, et mutuellement exclusives, c'est-à-dire qu'un seul processus peut accéder au sémaphore à la fois.

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Fonctionnement de down(s)

La fonction down(s) vérifie d'abord la valeur du sémaphore. Si elle est positive, elle la décrémente. Sinon, le processus est mis en attente sur une file d'attente associée au sémaphore.

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Opération Up(sem)

Incrémente la valeur du sémaphore sem de 1. Si la file d'attente des processus en attente n'est pas vide, elle réveille le premier processus de la file en le passant à l'état prêt.

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Opération Down(sem)

Décrémente la valeur du sémaphore sem de 1. Si sem était déjà à 0, le processus exécutant Down() est placé en état bloqué, dans une file d'attente, en attendant que sem devienne positif.

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Initialisation d'un sémaphore

La fonction Init(semaphore sem, int val) initialise un sémaphore sem avec une valeur val.

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Mutex

Un sémaphore utilisé pour assurer l'exclusion mutuelle, c'est-à-dire garantir qu'un seul processus accède à une ressource partagée à la fois.

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Utilise down(plein) ?

Le consommateur utilise l'opération down(plein) pour décrémenter le nombre de places occupées dans le tampon, indiquant qu'il a pris un élément.

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Utilise up(vide) ?

Le consommateur utilise l'opération up(vide) pour incrémenter le nombre de places vides dans le tampon, indiquant qu'une place est maintenant libre.

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Study Notes

Communication Interprocessus

  • Les processus dans un environnement multiprogrammé ont souvent besoin de communiquer pour accomplir leurs tâches.
  • L'exécution d'un processus peut être affectée par l'exécution d'autres processus, et vice-versa.
  • La communication interprocessus se fait généralement via des données partagées en mémoire principale ou dans un fichier.
  • L'accès concurrent à des données partagées peut entraîner des incohérences dans les résultats.

Plan

  • Introduction: Concepts fondamentaux de la communication interprocessus.
  • Sections critiques et exclusion mutuelle: Définition des sections critiques et des problèmes liés aux accès concurrents.
  • Exclusion mutuelle par attente active: Méthodes pour assurer l'exclusion mutuelle (masquage d'interruptions, variables de verrouillage, alternance stricte).
  • Solution de Peterson: Algorithme pour l'exclusion mutuelle sans attente active.
  • Exclusion mutuelle sans attente active: Utilisation des primitives sleep et wakeup.
  • Les sémaphores: Mécanisme de synchronisation plus élaboré pour gérer l'exclusion mutuelle.

Sections critiques et exclusion mutuelle

  • Le problème majeur est les conflits d'accès à une ressource partagée.
  • La partie du code accédant à la ressource partagée est appelée section critique.
  • L'exclusion mutuelle (EM) garantit qu'un seul processus accède à la section critique à la fois.

Solution 1: Masquage des interruptions

  • Lors de l'entrée dans la section critique, les interruptions sont désactivées.
  • Ceci empêche la commutation de processus.
  • Lors de la sortie, les interruptions sont réactivées.
  • Inconvénient: Problème potentiels en mode utilisateur s'il y a oubli de réactiver les interruptions.

Solution 2: Variables de verrouillage

  • Une variable booléenne (verrou) indique si la section critique est libre (0) ou occupée (1).
  • Avant l'entrée, le processus vérifie la valeur du verrou.
  • Si libre, il la met à 1.
  • Sinon, il attend activement.
  • Après la sortie, il la met à 0.
  • Inconvénient: Le verrou partagé peut être lui-même une section critique.

Solution 3: Alternance stricte

  • Un tour est attribué aux processus permettant d'accéder à la section critique de façon alternée.
  • Problème: un processus qui a obtenu le tour peut ne pas avoir besoin d'accéder à la section critique immédiatement, bloquant ainsi d'autres processus.

Solution 4: Solution de Peterson

  • Algorithme plus complexe pour garantir l'exclusion mutuelle sans attendre active.
  • Utilise des variables pour gérer les accès à tour de rôle.

Exclusion mutuelle sans attente active

  • Utilisation des primitives sleep et wakeup pour gérer les processus en attente.
  • L'idée est de passer les processus en attente à l'état bloqué au lieu de les laisser consommer inutilement du temps processeur.
  • Le système d'exploitation fournit les fonctions sleep et wakeup.

Les sémaphores

  • Les sémaphores sont des variables entières utilisées pour gérer l'accès à des ressources partagées.
  • L'initialisation d'un sémaphore se fait avec une valeur.
  • Des opérations atomiques down(s) et up(s) contrôlent l'accès.
  • down(s) décrémente le sémaphore et bloque le processus s'il est nul.
  • up(s) incrémente le sémaphore et réveille un processus en attente si nécessaire.
  • Un sémaphore est utilisé dans le modèle producteur-consommateur. Mutex, plein, vide.

Application au modèle producteur-consommateur

  • Trois sémaphores sont nécessaires Mutex pour la section critique, vide pour le nombre de cases vides, plein pour le nombre de cases pleines.

  • Cette solution permet de synchroniser les processus producteur et consommateur pour manipuler le tampon de façon correcte

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Description

Ce quiz explore les concepts fondamentaux de la communication interprocessus dans un environnement multiprogrammé. Vous apprendrez à identifier les sections critiques et les méthodes pour assurer l'exclusion mutuelle. Testez vos connaissances sur les algorithmes et les techniques utilisés pour gérer l'accès concurrent aux données partagées.

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