8

Системное программное обеспечение

Лабораторная работа №7 Проектирование параллельных взаимодействующих вычислительных процессов Цель работы: овладение методикой создания мультитредового приложения средствами системного программирования Delphi и использование средств взаимного исключения.

Создание многозадачных приложений с помощью системы программирования Delphi - общие сведения

В системе программирования Delphi содержит в себе стандартные классы, позволяющие использовать многопоточные возможности ОС. Для этого воспользуемся стандартным классомTThread. Объект, созданный на основе этого класса, характеризуется следующими свойствами:

1. каждый тред имеет свою, при необходимости уникальную, исполняемую часть;

2. каждый тред для своего исполнения требует отдельного процессорного времени, т.е. диспетчер задач принимает во внимание только приоритет треда;

3. диспетчеризация выполнения тредов осуществляется ОС и не требует вмешательства программиста;

4. несколько тредов, принадлежащих одному процессу, могут использовать один и тот же ресурс (например глобальную переменную), треды могут обращаться к полям другого треда из того же вычислительного процесса, при этом программисту необходимо самостоятельно ограничивать доступ к этому ресурсу.

Постановка задачи

1. необходимо создать многопоточное приложение в соответствие со схемой взаимодействия отдельных потоков (в соответствием с вариантом рис. 1).

2. Процесс А после своего завершения запускает задачи D, C и E.

3. Задачи B, D и C завершаются примерно в одинаковое время.

4. Поток F будет запускаться тем из тредов, который завершится первым, но только после завершения двух оставшихся тредов, приходящих в точку синхронизации 1.

5. Пусть задача G запускается последним закончившим работу потоком E или F.

6. Все указанные задачи должны быть созданы как потомки объекта TThread.

Методика решения задачи

1. Базовый объект TThreadProgress является потомком объекта TThread и имеет следующие поля:

1. имя;

2. строка состояния;

3. время работы в отсутствие конкурентов;

4. текущее состояние;

5. признак завершения;

6. имя запустившего треда;

7. строка для вывода сообщений в компонент TMemo.

2. Поля базового объекта:

1. исполняемая часть;

2. завершающая часть;

3. процедура прорисовки строки состояния;

4. процедура вывода сообщения;

3. Цикл задержки имитирует выполнение полезной работы.

4. Процедура завершения выполняет соответствующие действия.

5. Все задачи инициализируются одновременно, но в режиме ожидания запуска.

6. Информация о завершении того или иного потока находится в соответствующем поле.

7. Задача, запускающая другую задачу передает ей свое имя, обращаясь непосредственно к полю этого объекта (при многозадачности возникает критическая ситуация, когда несколько задач обращаются к общим ресурсам одновременно).

8. Каждый процесс имеет связь с видимыми компонентами (VCL-объектами) (строка состояния и текстовое сообщение), но доступ к ним синхронизирован.

9. Организация взаимного исключения основана на использовании метода критической секции с помощью объекта TCriticalSection:

1. участок кода каждого потока, в котором производится обращение к общему ресурсу, заключается в скобки критической секции – используются методы Enter и Leave;

2. если какой – либо тред уже находится внутри критической секции, то другой поток, который дошел до «открывающей скобки» Enter, не имеет права входить в критическую секцию до тех пор, пока первый поток находится в ней; когда первый тред выйдет из критической секции, второй сможет войти в нее и обратиться к критическому ресурсу.