Zastoj i Njegovo Otklanjanje

Zastoj i njegovo otklanjanje*

Primeri traenje posla(deadlock) i saobraajna guvaNe moete dobiti posao bez iskustvaNe moete imati iskustvo bez poslazaguenje u saobraaju*

Primer nastanka potpunog zastojana mostuSaobraaj preko mosta je mogu samo u jednom smeruSvaki deo mosta se moe posmatrati kao resursAko se pojavi potpuni zastoj, on se moe razreiti tako to se auto vrati nazad (oslobodi resurs i vrati se u prethodno stanje)Moe se desiti da nekoliko automobila mora da se vrati nazad radi razreenja potpunog zastojaGladovanje (starvation) je mogue*

Gladovanje ????*Stalno isti prelaze dok drugi ekaju

Tipovi resursaResursi sa ponovnim korienjem (Reusable) procesorsko vreme, glavna i sekundarna memorija, semafori itd.Potroni resursi (Consumable) kreiraju se (proizvode) i unitavaju (potroe) od strane procesa prekidi, signali, poruke, informacije u U/I baferima*

Model raunarskog sistemaTipovi resursa datog raunarskog sistema R1, R2, , Rm-1Procesorsko vreme (CPU ciklusi), memorijski prostor, U/I ureajiSvaki resurs tipa Ri imaWi instanci.Svaki proces koristi resurs na sledei nain:zahtevkorienjeoslobananje*

Vieprogramski rad sistema

Procesi konkuriu jedan drugom za resurse

Svaki od aktivnih procesa moe da zahteva, koristi i oslobaa vie resursa razliitog tipa i/ili vie resursa istog tipa*

Zahtev za resursomPoziv operativnom sistemu koji vodi evidenciju otipu,broju izauzetosti resursai ukoliko je resurs slobodan dodeljuje resurs procesu na korienje.*

Mogui ishodi nakon zahtevaprocesa za resursomResurs se dodeljuje procesu i on se nalazi u stanju IZVRAVA - SE ili u stanju SPREMAN

Ne postoje slobodni resursi zahtevanog tipa i proces prelazi u stanje EKA (prebacuje se u red ekanja na zahtevani resurs).*

Potrebni uslovi za nastanakpotpunog zastoja1. Meusobno iskljuenje, to znai da

u sistemu postoje nedeljivi resursi, odnosno resursi koji u svakom vremenskom trenutku mogu biti dodeljeni samo jednom procesu na korienje*

Potrebni uslovi za nastanakpotpunog zastoja2. Posedovanje i ekanje (hold-and-wait)

znai da postoje procesi koji poseduju bar jedan nedeljivi resurs i ekaju na druge nedeljive resurse koje koriste drugi procesi*

Potrebni uslovi za nastanakpotpunog zastoja3. Resursi se ne mogu oduzimati (no-preemption)

to znai da se resurs dodeljen nekom procesu ne moe oduzeti dok sam proces, eksplicitno, ne oslobodi resurs.*

Potrebni uslovi za nastanakpotpunog zastoja4. Postoji kruno (ciklino)

ekanje tako da postoji skup procesa p0, p1,...,pn pri emu proces p0 eka na resurs koji dri proces p1,..., proces pn eka na resurs koji dri proces p0.*

Graf dodele resursaElementi grafa G (c,l): vorovi koje ine procesi P = {P1,..., Pn}, simboliki prikazani krugovima i resursi R = {R1,...,Rm} koji su na grafu prikazani pomou kvadrata,pri emu broj taaka u kvadratu oznaava broj komada posmatranog resursa ilukovi, predstavljeni ureenim parovima koji mogu biti zahtevi (pi, rj), odnosno dodela resursa (rj, pi).*

Graf dodele resursa - komponente*

Znaenje simbola - primeri*

Potpuni zastoj*

Potpuni zastoj primer sistema*

Primer grafa bez krunog ekanja*

1. primer grafa sa krunim ekanjem*

Primer grafa sa krunim ekanjem kod koga ne mora da done do potpunog zastoja*

Primer memorijskog sistema sapotpunim zastojem*U KOM STANJU SU PROCESI

Vana pravilaAko graf ne sadri kruno ekanje, tada nema potpunog zastoja.

Ako graf sadri kruno ekanje tadaAko je samo po jedna instanca po tipu resursa tada sigurno dolazi do potpunog zastojaAko ima vie instanci po tipu resursa tada je mogu potpuni zastoj*

Metode za upravljanjepotpunim zastojemObezbediti da sistem nikada ne ue u stanje potpunog zastoja (spreiti ili izbei nastanak potpunog zastoja)Dozvoliti da sistem ue u stanje potpunog zastoja, a zatim izvriti oporavak sistemaIgnorisati problem i pretpostaviti da sistem nikada nee ui u stanje potpunog zastoja; ovo se koristi kod veine operativnih sistema ukljuujui UNIX*

Spreavanje nastankapotpunog zastojaSpreavanje postojanja ispunjenosti potrebnih uslova Meusobno iskljuenje: u optem sluaju nije mogue jer su neki resursi po prirodi nedeljivi Posedovanje i ekanje: proces, u trenutku kada trai neki resurs, ne sme posedovati nijedan drugi resurs; proces mora da zahteva sve resurse na poetku i svi mu se moraju dodeliti pre poetka izvravanja Slabo iskorienje resursa, mogue je gladovanje*

Spreavanje nastankapotpunog zastoja - nastavakZabrana oduzimanja resursa: moe se eliminisati, meutim to moe da dovede do situacije da se proces kome je oduzet resurs praktino nasilno prekida i njegovo izvravanje mora da pone od poetkaKruno ekanje: moe se eliminisati tako to se resursi numeriu rednim brojevima i uvede pravilo da proces moe da zahteva resurse samo u rastuem redosledu njihovih rednih Brojeva *

Izbegavanje nastankapotpunog zastojaOperativni sistem, zahteva a priori informaciju od svakog procesa u pogledu zahteva za resursima Najjednostavniji model zahteva da svaki proces deklarie maksimalni broj resursa svakog tipa koji mu moe biti potreban (u toku ivotnog ciklusa procesa). Algoritam izbegavanja potpunog zastoja dinamiki proverava stanja dodele resursa kako bi utvrdio da ne moe da nastane uslov krunog ekanja.

Stanje dodele resursa je definisano brojem raspoloivih i dodeljenih resursa i maksimalnim zahtevima procesa.*

Izbegavanje potpunog zastoja*

Vana pravilaAko je sistem u bezbednom stanju nema potpunog zastojaAko sistem nije u bezbednom stanju mogu je potpuni zastojIzbegavanje potpunog zastoja obezbediti da sistem ne pree u stanje koje nije bezbedno.*

Detektovanje potpunog zastojaOmoguiti da sistem ue u stanje potpunog zastojaAlgoritam za detekciju potpunog zastojaPotrebna je ema za oporavak sistema*

Oporavak sistema iz stanja potpunog zastoja zavretak procesaMogu se obrisati (zavriti) svi procesi koji su u potpunom zastoju to je skupoMogu se brisati (zavriti) jedan po jedan proces dok se ne izane iz stanja potpunog zastoja (vremenski zahtevno)Izbor se moe vriti po prioritetu, vremenu izvravanja, potrebnom vremenu za zavretak rada, potrebama za resursima do zavretka rada itd.U optem sluaju lake je oduzeti resurs, nego zavriti proces u cilju oporavka sistema.*

Oporavak sistema iz stanja potpunogzastoja - oduzimanje resursaIzbor rtve (koji proces prekinuti i koji resurs oduzeti) minimiziranje cene.Rollback vraanje u bezbedno stanje i u tom stanju ponovno startovanje procesa, kome je resurs oduzet.Gladovanje isti proces moe uvek biti izabran kao rtva; ukljuiti broj rollback-ova u faktor cene.*

Kombinovani pristupKombinovanje tri osnovna pristupaSpreavanjeIzbegavanjeDetektovanje potpunog zastojaomoguava korienje optimalnog pristupa za svaku klasu resursa u sistemuDeljenje resursa u hijerarhijski ureene klaseKoristiti najpodesniju tehniku za upravljanje potpunim zastojem unutar svake klase*

Bankarov algoritamU raunarskom sistemu postoji po vie primeraka istog resursaBanka nikad ne ulae sve resurse tako da ne moe da zadovolji sve klijenteProcesi prilikom aktiviranja deklariu sve resurse koji su im potrebni i maksimalan broj broj resursa koji e ih zadovoljitiPri svaom zahtevu bankarov algoritam analizira dali e ostati u bezbednom stanju.*

Hvala na panji*

Documents

Zastoj i Njegovo Otklanjanje