Tiểu luận môn hệ phân tán ĐỒNG BỘ TIẾN TRÌNH

ĐỀ TÀI:
ĐỒNG BỘ HÓA TIẾN TRÌNH
GVHD : PGS. TS LÊ VĂN SƠN
HVTH : NGUYỄN THỊ THÚY HOÀI
LỚP : KHOA HỌC MÁY TÍNH KHÓA 10
TIỂU LUẬN MÔN HỆ PHÂN TÁN

Nội dung trình bày

Tổng quan về hệ phân tán

Bài toán đồng bộ hóa tiến trình

Đồng bộ hóa tiến trình trong hệ phân tán

Công tơ sự kiện_chứng minh bài toán:
Sản xuất thứ i  Tiêu thụ thứ i  Sản xuất thứ (i+N)

Tổng quan về hệ phân tán

Mô hình hệ phân tán:
Chia xẻ
tài
nguyên
Tin cậy
Liên lạc Tăng
tốc

Bài toán đồng bộ hóa tiến trình


Giả sử có thanh ghi couter=5, register1 và
register2 là hai thanh ghi CPU cục bộ

Câu lệnh “counter++” được cài đặt như sau:
register1 = counter
register1 = register1 + 1
counter = register1

Tương tự, câu lệnh “counter ” được cài đặt như sau:
register2 = counter
register2 = register2 - 1
counter = register2
Kết quả khi
thực hiện hai
câu lệnh này
cùng một lúc là
gì? 4, 5 hay 6


Vấn đề cần giải quyết:

nhiều quá trình truy xuất và thao tác cùng dữ liệu đồng hành

kết quả của việc thực thi phụ thuộc vào thứ tự xác định

Giải quyết:

Miền găng

Loại trừ lẫn nhau

Bài toán đồng bộ hóa tiến trình (tt)

Đồng bộ hóa tiến trình trong hệ phân tán

Nguyên nhân:

Vấn đề truy cập tương tranh

Vấn đề hợp lực

Cần đồng bộ hóa tiến trình trong hệ phân tán


Bài toán người sản xuất người tiêu thụ

Giả sử

NP là số lượng sản phẩm sản xuất ra

NC là số lượng sản phẩm tiêu thụ tại thời điểm khởi sự.

Số lượng sản phẩm sản xuất so với số lượng sản phẩm
tiêu thụ không được quá N

Điều kiện

C chỉ tiêu thụ được một sản phẩm, nếu sản xuất sản
phẩm đó đã diễn ra, có nghĩa là, nếu NP – NC > 0

Tương tự, P chỉ sản xuất một thông tin, nếu NP – NC < N

Đồng bộ hóa tiến trình (tt)


Bài toán người sản xuất người tiêu thụ(tt)

Giả sử

Trạm P: NC’ ảnh của NC tăng khi nhận được thông
điệp từ C tiêu thụ mới đã diễn ra.

Trạm C: NP’ ảnh của NP khi nhận thông điệp từ P sản
xuất mới đã diễn ra.

Điều kiện

Trên trạm sản xuất : NP’ – NC > 0

Trên trạm tiêu thụ : NP – NC’ < N
Đồng bộ hóa tiến trình (tt)

Đồng bộ hóa tiến trình (tt)

Phương pháp trật tự từng
phần

Nếu A và B là hai sự kiện của cùng một trạm, A
thực hiện trước B ta có: A  B.

Nếu A phát thông điệp bởi một trạm nào đó và
B là thu của thông điệp này thì ta có A B.

P
1
C
1
P
2
C
2
P
i
C
i
P
i+N
C
i+1
P
i+N+1
P
i
: Sản xuất
thứ i
C
i
: Tiêu thụ
thứ i
Quan hệ có trước trong mô hình người sản xuất-
người tiêu thụ

Công tơ sự kiện

STT Tên hàm Chức năng
1 Tang_len (E) Tăng nội dung công tơ lên 1 đơn vị. Cũng có nghĩa là một sự kiện nhóm E đến.
2 Truy_van (E) Cung cấp giá trị hiện hành của công tơ phối hợp với E
3 Cho (E,n) Treo tiến trình gọi chừng nào giá trị công tơ còn nhỏ hơn n.

Mỗi một công tơ là biến nguyên không lùi, được kết
hợp với một nhóm đặt biệt các sự kiện.

Được khởi động ngay khi thành lập

Ba hàm nguyên thủy của công tơ sự kiện:

Công tơ sự kiện (tt)

Trong bài toán người sản xuất và người tiêu thụ:

Hai công tơ sự kiện NP’ và NC’ được khởi động bằng giá trị 0

Hai biến nguyên NP và NC khởi gán giá trị 0, là cục bộ đối với người sản xuất P và người tiêu
thụ C


Chứng minh P
i
C→
i
P→
i+N



Chứng minh P
i
C→
i

Xét tại trường hợp sản xuất thứ i-1.
Tại PS, NP = i - 1.
Tại CS, NC = i - m (m>0)

NC’ = i - m và NP’ = i – 1
Giả sử PS không sản xuất nữa, CS tiếp tục tiêu thụ đến khi CS tiêu thụ đến sản phẩm thứ i-1 thì
NP’=NC=i-1

NP’-NC>0 không thỏa mãn

Tiêu thụ Ci không thể thực hiện trước sản xuất Pi

Chứng minh P
i
C→
i
P→
i+N
(tt)

Chứng minh C
i
P→
i+N


Xét tại trường hợp sản xuất thứ i-1.
Tại CS, NC = i - 1.
Tại PS, NP = (i – 1) + m (m>0)

NC’ = i – 1 và NP’ = (i – 1) + m
Giả sử CS không tiêu thụ nữa, PS tiếp tục sản xuất đến khi PS sản xuất đến sản phẩm thứ i-1+N thì
NP’ = i – 1 + N và NC’ = i – 1

NP – NC’ = (i – 1 + N) – (i – 1) = N

NP – NC’ < N không thỏa mãn

Pi+N không thể có trước Ci

Chứng minh P
i
C→
i
P→
i+N
(tt)

Như vậy, quan hệ sản xuất và tiêu thụ có quan hệ có trước
như sau:P
i
→ C
i
→ P
i+N
P

1
C
1
P
2
C
2
P
i
C
i
P
i+N
C
i+1
P
i+N+1
P
i
: Sản xuất thứ i
C
i
: Tiêu thụ thứ i
Thuật toán tại trạm sản xuất
PS:
Vòng lặp
Nếu receive(CS)
tang(NC’)
cho(NC’,NP – N + 1)
san_xuat()

send(CS)
NP = NP + 1
Kết thúc vòng lặp
Thuật toán tại trạm tiêu thụ
CS:
Vòng lặp
Nếu receive(PS)
tang(NP’)
cho(NP’,NP + 1)
tieu_thu()
send(PS)
NC = NC + 1
Kết thúc vòng lặp