Sistemi Operativi - 06: Sincronizzazione dei Processi

Un processo che accede a risorse condivise, come variabili condivise, per modificare il loro valore e per sincronizzare le azioni con altri processi.

Variabili il cui valore può essere modificato da più processi simultaneamente, comportando potenziali conflitti.

Un'area di codice in cui un processo accede a risorse condivise in modo esclusivo per evitare errori di concorrenza.

Una porzione di codice che un processo esegue per richiedere l'accesso alla sezione critica.

Una porzione di codice che un processo esegue quando esce dalla sezione critica, per indicare agli altri processi che è disponibile a cedere l'accesso.

Il requisito che solo un processo possa accedere alla sezione critica in un dato momento. Altri processi devono aspettare che il processo corrente termini.

Un protocollo che regola il comportamento dei processi che accedono a risorse condivise, garantendo la corretta gestione della sezione critica.

Un errore che può verificarsi quando più processi cercano di accedere e modificare risorse condivise simultaneamente, portando a risultati imprevedibili.

Diversi processi possono collaborare per un compito comune, spesso condividendo dati. È essenziale che l'accesso ai dati condivisi da parte dei processi non crei dati inconsistenti.

I processi che cooperano e condividono dati devono agire in modo ordinato, cioè sincronizzarsi per accedere ai dati condivisi in modo corretto e sicuro, evitando conflitti e incoerenza.

Un processo P che elabora dati condivisi non può sapere quando il sistema operativo lo rimuoverà dalla CPU. Altri processi non devono accedere ai dati fino a quando P non ha terminato l'elaborazione, garantendo la coerenza.

Meccanismi hardware come le istruzioni atomiche o le variabili di blocco vengono utilizzati per impedire l'accesso simultaneo ai dati da parte di più processi, garantendo l'integrità.

Un semaforo è un oggetto speciale utilizzato per coordinare l'accesso a risorse condivise. Consente di controllare l'accesso a una risorsa, bloccando altri processi fino a quando la risorsa non è disponibile.

Un produttore produce elementi e li aggiunge a un buffer condiviso, mentre un consumatore preleva elementi dal buffer. La sincronizzazione è necessaria per evitare che il produttore scriva in un buffer pieno o il consumatore legga da un buffer vuoto.

La variabile condivisa 'counter' rappresenta il numero di elementi nel buffer. E' necessario sincronizzare l'accesso a 'counter' tra produttore e consumatore per evitare che il suo valore sia errato.

Nelle istruzioni atomiche, una serie di operazioni viene eseguita come un'unica unità indivisibile, garantendo coerenza anche in presenza di interruzioni. Un esempio è l'istruzione 'fetch-and-add', che legge il valore di una variabile, aggiunge un valore e scrive il nuovo valore in modo atomico.

Un semaforo con valore negativo indica il numero di processi in attesa su quel semaforo (in wait).

L'implementazione dei semafori con sleep() e wakeup(P) consente ai processi utente di gestire sezioni critiche di qualsiasi lunghezza senza sprecare tempo di CPU in busy-waiting o rischiare di cedere il controllo della CPU ad altri processi.

Un semaforo può essere inizializzato a un valore intero positivo maggiore di 1 per indicare il numero massimo di processi che possono accedere a una risorsa in modo concorrente.

I semafori sono una struttura di sincronizzazione che garantisce l'accesso esclusivo a una risorsa condivisa.

Un problema che si verifica quando due o più processi sono bloccati in attesa di una risorsa che l'altro possiede, creando un ciclo di dipendenza.

Un tipo di semaforo utilizzato per sincronizzare l'accesso a una risorsa condivisa, come un buffer.

Un esempio di problema di sincronizzazione in cui un gruppo di processi compete per utilizzare le risorse di un sistema condiviso.

Un tipo di problema di sincronizzazione in cui un gruppo di processi o thread cooperano per eseguire un'operazione condivisa.

Un metodo di sincronizzazione che utilizza semafori per controllare l'accesso a una risorsa condivisa. Consente di evitare l'accesso non autorizzato e di sincronizzare l'interazione tra i processi o i thread.

Un processo non riesce mai a completare la sua esecuzione a causa di una costante mancanza di risorse o di opportunità.

Usando i semafori, è facile creare situazioni in cui i processi si bloccano a vicenda, causando un deadlock o una starvation.

Un esempio di deadlock che si verifica quando due processi, P0 e P1, si bloccano a vicenda aspettando risorse reciprocamente detenute.

L'inizializzazione dei semafori S e Q a 1 potrebbe portare a una situazione di deadlock se i processi P0 e P1 vengono eseguiti concorrentemente.

Un processo che accede ed elabora dati in un file, modificando il suo contenuto.

Un processo che legge dati da un file senza modificarne il contenuto.

Un problema che si verifica quando più processi cercano di accedere simultaneamente a un file condiviso.

Un semaforo che controlla l'accesso al file dagli scrittori, garantendo la mutua esclusione.

Un semaforo che controlla l'accesso al file dai lettori, garantendo la mutua esclusione.

Una soluzione al problema dei Cinque Filosofi in cui è consentito a massimo quattro filosofi di mangiare contemporaneamente per evitare deadlock.