27. Ч4_Опишите особенности и различия организации синхронных и асинхронных системных вызовов.

ОС может выполнять системные вызовы в синхронном или асинхронном режиме. Поток (процесс), сделавший синхронный (блокирующий) системный вызов, переводится планировщиком ОС в состояние ожидания, а после завершения обработки вызова – в состояние готовности. Тогда при следующей активизации этот поток уже сможет воспользоваться результатами своего системного вызова. Асинхронный системный вызов не приводит к переходу потока в состояние ожидания результатов вызова. Вместо этого поток переводится в состояние готовности, пока активизируются короткие начальные системные действия, но неясно, когда поток сможет воспользоваться результатами данного системного вызова.

28. Ч4_Каковы цели взаимодействия процессов и потоков?

В мультипрограммной ОС процессы (потоки) также могут и взаимодействовать друг с другом, причем с такими двумя целями как обмен данными и взаимная синхронизация исполнения. Организация этого взаимодействия осложняется тем, что оно происходит в условиях разделения (совместного использования) взаимодействующими процессами и потоками аппаратных и информационных ресурсов ВС. Синхронизация необходима для исключения дефектов (гонок и тупиков) при обмене данными между потоками, разделении данных, при доступе к процессору и к УВВ. Во многих ОС подобные средства называют средствами межпроцессного взаимодействия

29. Ч4_Поясните суть и необходимость синхронизации процессов и потоков.

Любое взаимодействие процессов или потоков связано с их синхронизацией, которая заключается в согласовании их скоростей путем приостановки отдельного потока до наступления некоторого события с последующей активизацией при наступлении этого события. Синхронизация требуется независимо от того, с чем связано взаимодействие (с разделением ресурсов или с обменом данными), так как процессы или потоки связаны отношением «производитель-потребитель». Синхронизация необходима и при совместном использовании аппаратных ресурсов.

Каждую секунду в системе происходят сотни событий, связанных с распределением и освобождением ресурсов, и ОС должна иметь надежные и производительные средства синхронизации потоков с этими событиями. Средства синхронизации используются в ОС и для ее внутренних нужд.

30. Ч4_Когда возникают гонки при выполнении потоков?

Ситуации, когда два или более потоков обрабатывают разделяемые данные, и конечный результат зависит от соотношения скоростей потоков, называются гонками. Для исключения эффекта гонок по отношению к критическим данным необходимо обеспечить взаимное исключение, чтобы в каждый момент времени в критической секции находился только один поток, неважно в каком состоянии. При этом обычно ОС использует разные способы реализации взаимного исключения, пригодные для потоков одного и/или разных процессов.

31. Ч4_Что такое «критическая секция», «критические данные», «взаимное исключение» потоков.

Критическая секция – это часть программы, результат выполнения которой может непредсказуемо меняться, если переменные, относящиеся к ней, изменяются другими потоками в то время, когда ее выполнение еще не завершено. Критическая секция всегда определяется по отношению к определенным критическим данным, при несогласованном изменении которых могут возникнуть нежелательные эффекты.

Для исключения эффекта гонок по отношению к критическим данным необходимо обеспечить взаимное исключение, чтобы в каждый момент времени в критической секции находился только один поток, неважно в каком состоянии. При этом обычно ОС использует разные способы реализации взаимного исключения, пригодные для потоков одного и/или разных процессов.