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Questions and Answers
Was kennzeichnet atomare Operationen?
Was kennzeichnet atomare Operationen?
- Sie können in mehrere kleinere Operationen aufgeteilt werden.
- Sie sind nicht unterbrechbar durch Interrupts. (correct)
- Sie können durch einen Interrupt unterbrochen werden.
- Sie bestehen aus mehreren Maschineninstruktionen.
Welchen Vorteil bieten Threads im Vergleich zur Nebenläufigkeit in Bezug auf Speichernutzung?
Welchen Vorteil bieten Threads im Vergleich zur Nebenläufigkeit in Bezug auf Speichernutzung?
- Threads benötigen mehr Speicher wegen des Kopierens.
- Threads werden vollständig in den Hauptspeicher geladen.
- Threads verwenden separate Adressräume für jeden Thread.
- Threads haben einen geringeren Speicheraufwand durch gemeinsamen Adressraum. (correct)
Was ist ein Hauptproblem bei der Programmierung mit mehreren Threads?
Was ist ein Hauptproblem bei der Programmierung mit mehreren Threads?
- Operationen der Threads können zu falschen Ergebnissen führen. (correct)
- Threads haben keinen Zugriff auf einen gemeinsamen Adressraum.
- Alle Threads verursachen Deadlocks.
- Die Ausführung der Threads ist deterministisch.
Welche Anforderung ist nicht funktional für die Sicherung eines kritischen Abschnitts?
Welche Anforderung ist nicht funktional für die Sicherung eines kritischen Abschnitts?
Wie beeinflusst Nebenläufigkeit die CPU-Leistung?
Wie beeinflusst Nebenläufigkeit die CPU-Leistung?
Welche Aussage beschreibt den Unterschied zwischen Determinismus und Determiniertheit korrekt?
Welche Aussage beschreibt den Unterschied zwischen Determinismus und Determiniertheit korrekt?
Was sind die beiden Hauptanforderungen an ein Programm?
Was sind die beiden Hauptanforderungen an ein Programm?
Welche Technik kann helfen, die Korrektheit eines Programms trotz nichtdeterministischer Ausführung sicherzustellen?
Welche Technik kann helfen, die Korrektheit eines Programms trotz nichtdeterministischer Ausführung sicherzustellen?
Welche Aussage zu atomaren und nicht-atomaren Operationen ist korrekt?
Welche Aussage zu atomaren und nicht-atomaren Operationen ist korrekt?
Was ist eine der Anforderungen an ein System im Kontext von Nebenläufigkeit?
Was ist eine der Anforderungen an ein System im Kontext von Nebenläufigkeit?
Warum sind die meisten Programme als nichtdeterministisch einzustufen?
Warum sind die meisten Programme als nichtdeterministisch einzustufen?
Was gewährleistet die Korrektheit eines Programms in Bezug auf die Modelle?
Was gewährleistet die Korrektheit eines Programms in Bezug auf die Modelle?
Was beschreibt das Programmiermodell in der Programmentwicklung?
Was beschreibt das Programmiermodell in der Programmentwicklung?
Flashcards
Was ist eine atomare Operation?
Was ist eine atomare Operation?
Eine atomare Operation kann nicht in kleinere Operationen aufgeteilt werden und kann daher durch einen Interrupt nicht unterbrochen werden.
Was ist eine nicht-atomare Operation?
Was ist eine nicht-atomare Operation?
Eine nicht-atomare Operation besteht aus mehreren Maschineninstruktionen und kann durch einen Interrupt unterbrochen werden.
Welchen Einfluss hat Nebenläufigkeit auf die Performance?
Welchen Einfluss hat Nebenläufigkeit auf die Performance?
Nebenläufigkeit kann zu höherer Performance führen, indem die CPU-Auslastung erhöht wird. Jedoch erzeugt sie auch Overhead durch Prozesswechsel.
Wie arbeiten Threads im Maschinenmodell?
Wie arbeiten Threads im Maschinenmodell?
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Welchen Speicher-Vorteil haben Threads gegenüber Prozessen?
Welchen Speicher-Vorteil haben Threads gegenüber Prozessen?
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Deterministischer Algorithmus
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Determiniertheit
Determiniertheit
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Korrektes Programm
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Nichtdeterminismus in Programmen
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Korrektheit trotz Nichtdeterminismus
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Anforderungen der Nebenläufigkeit
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Atomare Operation
Atomare Operation
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Nicht-atomare Operation
Nicht-atomare Operation
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Study Notes
Programmiermodelle und Korrektheit
- Ein korrektes Programm erfüllt funktionale und nichtfunktionale Anforderungen (z.B. Performance, Sicherheit).
- Programme werden anhand von Modellen erstellt (Systemzustandsänderungen, Programmiermodell, Ausführungsmodell, Maschinenausführungsmodell)
- Korrektheit wird durch die fehlerfreie Übertragung der Modelle sichergestellt.
- Determinismus bedeutet, dass ein Algorithmus immer die gleichen Operationen in der gleichen Reihenfolge durchläuft.
- Determiniertheit bedeutet, dass ein Algorithmus zu jeder Eingabe immer die gleiche Ausgabe erzeugt.
- Ein Programm ist korrekt, wenn es deterministisch ist und die Modelle korrekt übertragen wurden.
- Die meisten Programme sind nichtdeterministisch, da externe Faktoren (z.B. E/A) die Ausführung beeinflussen.
- Korrektheit trotz Nichtdeterminismus wird durch die Aufteilung des Programms in sinnvolle, deterministische Module erreicht, die zusammen aber nichtdeterministisch sein können.
Nebenläufigkeit
- Nebenläufige Programme benötigen mehrere Speicherbereiche, Prozessgenerierung und den Wechsel zwischen Prozessen.
- Atomare Operationen sind nicht unterteilbar und nicht unterbrechbar.
- Nicht-atomare Operationen bestehen aus mehreren Maschinenbefehlen und können unterbrochen werden.
- Nebenläufigkeit kann die Performance verbessern, indem Leerlaufzeiten der CPU reduziert werden, jedoch gibt es einen Overhead durch Prozesswechsel.
Threads
- Threads teilen sich einen gemeinsamen Adressraum, aber besitzen jeweils einen eigenen Stack.
- Threads benötigen weniger Speicher als Nebenläufigkeit, da Sie einen gemeinsamen Adressraum nutzen.
- Das Hauptproblem bei der Verwendung von Threads ist die Nichtdeterminiertheit der Operationen einzelner Threads aufgrund des gemeinsamen Adressraumes.
- Kritische Abschnitte sind Bereiche, in denen die Nichtdeterminiertheit zu falschen Ergebnissen führen kann.
- Lösungen für kritische Abschnitte müssen den kritischen Abschnitt sichern, eine höhere Programmiersprache verwenden, kein Deadlock erzeugen, geringen Overhead und fairen Zugriff auf den kritischen Abschnitt haben.
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Description
In diesem Quiz geht es um die Grundlagen der Programmiermodelle und deren Korrektheit. Es wird untersucht, wie deterministische und nichtdeterministische Programme entwickelt werden und welche Anforderungen an die Korrektheit gestellt werden. Zudem wird erläutert, wie man trotz Nichtdeterminismus korrekte Ergebnisse erzielen kann.
