06 - Semaforos

Universidad Nacional Experimental de Guayana

Vicerrectorado académico.

Coordinación de Ingeniería en Informática.

Ing. Rodrigo Higuera

Universidad Nacional Experimental de Guayana- 2012 UNEG - Venezuela




Introducción

La variable especial denominada semáforo se utiliza para señalizar. Si un

proceso está esperando una señal, este se suspende hasta que la señal

haya sido enviada.

Un semáforo es una variable que tiene un valor entero

Puede ser inicializado a un valor no negativo.

La operación semWait decrementa el valor del semáforo.

La operación semSignal incrementa el valor del semáforo




Struct semaphore { int cuenta; queueType cola; } void semWait(semaphore s) { s.cuenta—; if (s.cuenta < 0) { poner este proceso en s.cola; bloquear este proceso; } } void semSignal(semaphore s) { s.cuenta++; if (s.cuenta <=0) { extraer un proceso P de s.cola; poner el proceso P en la lista de listos; } }




struct binary_semaphore { enum {cero, uno} valor; queueType cola; }; void semWaitB(binary_semaphore s) { if (s.valor == 1) s.valor = 0; else { poner este proceso en s.cola; bloquear este proceso; } } void semSignalB(binary_semaphore s) { if (esta_vacia(s.cola)) s.valor = 1; else { extraer un proceso P de s.cola; poner el proceso P en la lista de listos; } }




Como se garantiza la exclusión mutua con semáforos?




Exclusión mutua

/* programa exclusión mutua */ const int n = /* número de procesos */; semafore s = 1; void P(int i) { while (true) { semWait(s); /* sección crítica */; semSignal(s); /* resto */ } } void main() { paralelos (P(1),P(2),...,P(n)); }

Universidad Nacional Experimental de

Guayana.


Coordinación de Ingeniería en

Informática.




N puestos de

Estacionamiento

Problema del estacionamiento

1 sola puerta




Problema del productor consumidor

Uno o más procesos están generando algún tipo de datos y poniéndolos en un buffer Un único consumidor está extrayendo datos de dicho buffer en un momento dado Sólo un agente productor o consumidor puede acceder al buffer en un momento dado




Problema del productor consumidor

productor:

while (true)

{

/* producir dato v */;

b[entra] = v;

entra++;

}

consumidor:

while (true)

{

while (entra <= sale)

/* no hacer nada */;

w = b[sale];

sale++;

/* consumir dato w */

}




/* programa productor consumidor */ int n; binary_semaphore s = 1; binary_semaphore retardo = 0; void productor(){ while (true){ producir(); semWaitB(s); anyadir(); n++; if (n==1) semSignalB(retardo); semSignalB(s); } } void consumidor(){ semWaitB(retardo); while (true){ semWaitB(s); extraer(); n—; semSignalB(s); consumir(); if (n==0) semWaitB(retardo); } } void main(){ n = 0; paralelos (productor,consumidor); }

Solución incorrecta haciendo uso de semáforos binarios (Buffer infinito)




Solución correcta haciendo uso de semáforos binarios (Buffer Infinito)

/* programa productor consumidor */ int n; binary_semaphore s = 1; binary_semaphore retardo = 0; void productor() { while (true) { producir(); semWaitB(s); anyadir(); n++; if (n==1) semSignalB(retardo); semSignalB(s); } } void consumidor() { int m; /* una variable local */ semWaitB(retardo); while (true) { semWaitB(s); extraer(); n—; m = n; semSignalB(s); consumir(); if (m==0) semWaitB(retardo); } } void main() { n = 0; paralelos (productor,consumidor); }




Solución correcta haciendo uso de semáforos con contador (Buffer Infinito)

/* programa productor consumidor */ semaphore n = 0; semaphore s = 1; void productor() { while (true) { producir(); semWait(s); anyadir(); semSignal(s); semSignal(n); } } void consumidor() { while (true) { semWait(n); semWait(s); extraer(); semSignal(s); consumir(); } } void main() { paralelos (productor,consumidor); }




Solución correcta haciendo uso de semáforos con contador (Buffer Acotado)




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