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C Linux Semáforos System V ABoCDoE 07 — Transcript

by juancarlosjromer · 2,673 words · 439 segments · language en · Watch on YouTube

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0:00Muy buenas tardes, eh, en este vídeo
0:02vamos a mostrar un ejemplo, un ejercicio
0:05de una sincronización de ejecución de
0:08procesos independientes utilizando
0:11semáforos System 5.
0:14Bien, acá mostramos cuatro secuencias
0:16válidas de ejecución, siempre comienza
0:19el proceso A, después del proceso A eh,
0:22continúa el B o el C, no ambos, o uno u
0:27otro, B o C. Y después de B o C viene D
0:31o E, no ambos, D o E. Sí, siempre la
0:35secuencia empieza con A, después de A
0:37tiene que venir B o C y después tiene
0:39que venir D o E y después se empieza con
0:42A.
0:42Ahí vemos algunas secuencias válidas,
0:45por ejemplo, A B D A, ¿sí? Eh, durante
0:48la ejecución infinita de de los procesos
0:52puede ser que eh, la planificación
0:55cambie y eh, pase a a otra a otra
1:00secuencia, por ejemplo, esa que también
1:02es válida, ¿sí? Y también puede pasar al
1:05a la a la tercera o a la cuarta
1:07ejecución, pero siempre se tiene que
1:08mantener alguna de esas cuatro eh,
1:12secuencias válidas. Bien, acá vemos
1:14algunas secuencias inválidas, por
1:16ejemplo, la primera, eh, después de A no
1:18puede venir B y C, la segunda, después
1:22de B no puede venir D y E, la tercera,
1:25eh, mucho menos puede venir después de A
1:29B y C y después de D y E, eh, la cuarta
1:32no puede empezar una secuencia con B y
1:36la quinta no puede empezar una secuencia
1:38con D. Bueno, seguramente hay otras eh,
1:40secuencias inválidas.
1:42Bien, acá vemos la estructura gené-
1:45genérica de los procesos A, B, C, D y E,
1:49todos tienen la misma estructura, una
1:50función principal haciendo referencia al
1:52lenguaje C, a la función main, después
1:55van a entrar en un ciclo mientras por
1:57siempre, donde van a tener una sección
1:59de entrada, una sección crítica y una
2:01sección de salida, ¿sí? Donde en la
2:03sección de entrada nosotros vamos a
2:05tener que evaluar el semáforo, a ver si
2:07podemos entrar, y en la sección de
2:09salida vamos a tener que liberar el
2:10semáforo para indicar que ya dejamos eh
2:13la sección crítica. Bueno, ahí vemos
2:16este todos los procesos en una grilla.
2:19Tenemos en una fila la sección de
2:20entrada, en la segunda fila la sección
2:22crítica y en la tercera fila la sección
2:25de salida. Entonces, la idea es que en
2:28la sección de entrada vamos a hacer un
2:30wait evaluando a los semáforos, cada
2:32proceso hará una evaluación del del
2:34semáforo, a ver si puede entrar a la
2:36sección crítica y después en la sección
2:37de salida cada proceso liberará el
2:40semáforo correspondiente. Acá el
2:42problema es analizar y ver cuántos
2:44semáforos eh necesito y qué inici- qué
2:47inicialización debería tener cada
2:49semáforo para que todo esto funcione
2:51bien, ¿sí?
2:53Bien, empecemos con con el análisis.
2:56Entonces, nosotros sabemos que tiene que
2:57empezar el proceso A.
2:59Entonces, seguramente eh el proceso A va
3:03a tener que hacer un wait de un
3:05semáforo. Bueno, ya podemos llamar a ese
3:08semáforo de alguna manera y ya sabemos
3:10que tenemos que utilizar un semáforo.
3:13A ese semáforo lo podemos llamar
3:15semáforo A.
3:16Bien, ahora le toca el turno a B o a C.
3:20Entonces, si B encuentra el semáforo
3:23abierto, va a tomar el semáforo y va a
3:24pasar a la sección crítica y tiene que
3:26excluir a C. De la misma manera, si C
3:29encuentra el semáforo habilitado y pasa
3:31a su sección crítica, tiene que excluir
3:33a B. Entonces, deberían utilizar un
3:36mismo semáforo, los dos deberían hacer
3:38wait de un mismo semáforo. Bien, a ese
3:41semáforo lo podemos llamar sem BC.
3:45Bueno, luego de B o C, le toca el turno
3:48a D o E. Entonces, también ahora D, si
3:52entra a la sección
3:53crítica tiene que excluir al proceso E,
3:56y si E entra a la sección
3:58crítica tiene que excluir al proceso D.
4:01Entonces, van a compartir un mismo
4:02semáforo, ¿sí? O sea, que D y E van a
4:05hacer un wait del mismo semáforo. A ese
4:07semáforo lo podemos llamar eh sem DE.
4:12Bueno, ya tenemos los tres semáforos.
4:15Entonces, ahora hay que pensar eh en la
4:17inicialización de cada uno de los de los
4:19semáforos.
4:20Entonces, si si el proceso A va a hacer
4:23un wait del semáforo A, entonces ese
4:25semáforo debería estar en uno, porque si
4:28el semáforo A lo vamos lo inicializamos
4:31en cero, entonces cuando el proceso A
4:34haga un wait del semáforo A, lo va a
4:36encontrar en cero, y entonces eh se va a
4:38quedar todo el sistema bloqueado.
4:40Entonces, no cabe duda que el semáforo A
4:44tiene que estar inicializado en uno para
4:47que cuando el proceso A haga wait del
4:49semáforo A, entonces pase este a su
4:52sección crítica.
4:54Bien, también queda claro que eh el
4:56semáforo BC y el semáforo DE deberían
5:00estar inicializados en cero, ¿por qué?
5:02Porque puede darse el caso de que eh el
5:06sistema operativo planifique la
5:08ejecución de BCDE
5:11o E antes que planificar la ejecución
5:14del proceso A. Entonces, si inicializo
5:16el semáforo BC o el semáforo DE en uno,
5:20existe la posibilidad de que comience
5:23algún otro proceso la secuencia, ¿sí?
5:26Entonces, claramente el semáforo BC y el
5:28semáforo DE deberían estar inicializados
5:31en cero para que solo exista la
5:33posibilidad de que comience el proceso
5:36A.
5:37Bueno, entonces hasta ahí ya tenemos los
5:39tres semáforos que necesitamos y la
5:41inicialización correspondiente de cada
5:43semáforo.
5:45Bueno, acá también vemos cómo quedaría
5:47entonces la sección de entrada de cada
5:49uno de los procesos.
5:50Entonces, por ejemplo, si el sistema
5:52planifica el proceso B, se va a quedar
5:55bloqueado esperando eh que el semáforo
5:58BC valga eh tome el valor uno. Lo mismo
6:01pasa con el proceso C. Si hace un wait,
6:04se queda bloqueado esperando que el
6:06semáforo BC tome el valor de uno. Lo
6:08mismo pasa con el proceso D y lo mismo
6:10pasa con el proceso E. Entonces, todos
6:13están esperando el cambio del semáforo.
6:15¿Sí? Entonces, el único que podría
6:18llegar a entrar a su sección crítica y
6:20es el proceso A, que va a encontrar a su
6:24semáforo en uno, entonces va a va a
6:26pasar a su sección crítica.
6:28Cuando el proceso A eh salga de su de su
6:31sección crítica, entonces va a señalarse
6:34va a señalizar el semáforo BC. Eso
6:36quiere decir que lo va a poner en uno.
6:38Entonces, ahora los posibles procesos
6:41que podrían llegar a entrar a su sección
6:43crítica son el proceso B o el proceso C.
6:46¿De qué depende eh que pase B o pase C a
6:51su sección crítica? Bueno, depende de
6:54de a cuál de ellos planifique el sistema
6:56operativo. ¿Qué quiere decir planifique
6:58el sistema operativo? Planifique el
6:59sistema operativo quiere decir que el
7:02sistema operativo va a seleccionar a un
7:05proceso que esté este listo para
7:07ejecución y le va a asignar la CPU.
7:10Bueno, ¿cuál es? ¿El B o el C? Bueno,
7:12hay que preguntarle al sistema
7:14operativo. Sistema operativo, ¿a cuál
7:16vas a ¿sí? No a los
7:19dos.
7:21Bien, luego de que B o C salga de la
7:23sección crítica, uno de ellos, no los
7:26dos, en una secuencia dada, entonces va
7:30a señalizará el semáforo DE. Entonces,
7:33ahora DE se encuentra en la misma
7:36situación en la cual se encontraba B y C
7:38este anteriormente. Entonces, el sistema
7:41operativo va a seleccionar alguno de los
7:44dos,
7:45este, para asignarle la CPU. Eso depende
7:47del planificador de la CPU eh del
7:50sistema operativo. Mientras tanto, todos
7:53los demás procesos están, digamos,
7:55bloqueados esperando que el valor de su
7:58semáforo cambie. Los únicos que ahora
8:00que pueden competir por el ingreso a la
8:03sección crítica son D y E. Entonces,
8:06cualquiera de ellos va a ser
8:07seleccionado. Nosotros no lo sabemos, el
8:09sistema operativo sí.
8:11Bien, ahora vemos cómo quedarían las
8:13operaciones wait y signal en el
8:15pseudocódigo de cada proceso. En ese
8:17caso, el proceso A hace un wait del
8:20semáforo A y un signal del semáforo BC.
8:23Eh ahora el proceso B y C deberían tener
8:26la misma estructura, hacen un wait del
8:28semáforo BC y un signal del semáforo DE.
8:31Y eh también eh los procesos D y E
8:34tienen la misma estructura, harían un
8:37wait del semáforo DE y un signal del
8:39semáforo A para que el ciclo se repita
8:42infinitamente.
8:44Llegamos a la implementación en lenguaje
8:46C en Linux del ejemplo,
8:49así que vamos a comenzar.
8:51Bien, el primer paso sería crear los
8:53semáforos.
8:56Bueno, primero, lo primero que vamos a
8:58hacer es ver si eh qué semáforos tenemos
9:00creados
9:02con el comando ipcs
9:07argumento S.
9:08Entonces, ustedes ven que acá no tenemos
9:11ninguna matriz de semáforos creada.
9:13Entonces, vamos a crear
9:15este, los tres semáforos que
9:17necesitamos. Para ello, hay que hacer un
9:19código, lo vamos a llamar crea sem
9:22.c.
9:23Ya está hecho porque
9:25todos estos temas se explicaron en un
9:27video en mi canal y ahí tienen el link,
9:30si no lo vieron, lo pueden ir a ver,
9:32pero todo esto ya está explicado.
9:34Entonces, el semget ya se explicó. Lo
9:37único que vamos a ver es que acá estamos
9:39diciendo que vamos a crear tres
9:41semáforos en un array de semáforos, ¿sí?
9:44Así que esto ya ya está explicado. Vamos
9:46a crear tres semáforos. Bien.
9:49Ya está compilado también.
9:51Así que vamos a ejecutar crea.
9:55Ahí eh tenemos el ID, ¿sí? De la de la
10:00array de semáforos.
10:01Y ahora vamos a ver si realmente se creó
10:06el array de semáforos.
10:08Sí, correcto. Le le pusimos una clave de
10:13usuario o de programador 0x8.
10:16Y acá tenemos el ID con los tres eh
10:20semáforos creados.
10:22O sea, que ya tenemos el primer paso
10:25resuelto.
10:27El segundo paso entonces sería
10:29inicializar los semáforos.
10:32Bueno, como ya hemos visto también,
10:34tenemos que escribir un código para
10:35inicializar los semáforos. Ya está
10:37escrito.
10:39De nuevo, este tema fue explicado en el
10:41mismo video. Acá está el link. Entonces,
10:44obtenemos el ID de la array de semáforos
10:47y el semáforo cero de la array, que
10:51sería el semáforo A, el sema, lo
10:53inicializamos en uno. El semáforo uno de
10:56la array, que sería el sem BC, lo
10:58inicializamos en cero. Y el semáforo dos
11:01de la array, que sería el sem DE, lo
11:04inicializamos en cero, ¿sí? Bien,
11:06guardamos.
11:10Ya está compilado.
11:13Así que vamos a ejecutarlo.
11:20Ahí está. Y lo que vamos a hacer ahora
11:23es ver el código primero,
11:27que también ya fue explicado. Este,
11:30hacemos un código para obtener o ver,
11:33visualizar, poder este, hacer un get de
11:37cada semáforo, así que vamos a mostrar
11:40en pantalla eh el valor del semáforo A,
11:43el valor del semáforo BC y el valor del
11:47semáforo D, que para el sistema esto
11:49sería el semáforo 0 del array, el
11:52semáforo 1 del array,
11:54el semáforo 1 del array y el semáforo 2
11:56del array, bien.
11:58Vamos a guardar, esto ya está compilado,
12:01así que hacemos punto
12:04Y ahí está, ahí vemos, bueno, eh el
12:07segundo paso también ya está concluido.
12:12También hay que hay que recordar
12:15que hay que hacer un código para
12:17configurar las operaciones eh wait
12:20signal, esto también fue explicado.
12:24Este sería la función que equivale al
12:26wait, o sea, P de proberen
12:30y
12:34y la operación B
12:36que es la operación signal
12:38de verogen, ¿sí?
12:40Entonces, bueno, esto ya fue explicado
12:42también, la configuración de las
12:44operaciones wait signal en las funciones
12:47P
12:48y B.
12:53Bien.
12:54El paso 3 es escribir los códigos de
12:57todos los procesos, así que vamos a
12:59escribir los códigos que ya están
13:00escritos.
13:03Bueno, vamos a ver el código del proceso
13:05A.
13:07Acá tenemos entonces el mientras por
13:12siempre
13:13y acá tenemos la función principal, ¿sí?
13:16Entonces, fíjense en el mientras por
13:18siempre, la sección de entrada es hacer
13:20un
13:22un wait del semáforo A y la sección de
13:24salida es hacer un signal del semáforo
13:27BC, ¿sí?
13:32El proceso B
13:37es hacer un wait del semáforo BC y hacer
13:40un signal del semáforo
13:43DE.
13:46El proceso C es idéntico al B,
13:51hacer un un wait del semáforo BC y hacer
13:54un signal del semáforo DE.
14:00El proceso D
14:03es hacer un wait del semáforo DE y un
14:06signal del semáforo A.
14:10Y el proceso E
14:12es igual que el D,
14:14hacer un eh wait del semáforo DE
14:19y hacer un signal del semáforo A. Bueno.
14:23Bien.
14:26Entonces, para compilar vamos a usar
14:29este pequeño
14:30script.
14:35¿Sí?
14:37Porque a cada proceso, a cada proceso
14:41ABC,
14:43DE, hay que enlazarlo con el objeto de
14:47PIB. Entonces, primero hay que crear
14:50este todos los objetos, ¿sí?
14:54Y después enlazamos los objetos
14:57eh de cada proceso
15:00con eh el objeto PIB, que es la
15:03configuración
15:04de las operaciones wait y signal, ¿sí?
15:08Bien. Vamos a correr este script,
15:11entonces.
15:16Bueno, ahí en teoría está todo
15:19compilado y ya tenemos todos los
15:21ejecutables.
15:23Bueno, y el último paso sería ejecutar y
15:27ver a ver si todo anda bien. Muy bien.
15:33Bueno, yo acá preparé cinco terminales
15:35porque son cinco procesos
15:37independientes, así que voy a mandar
15:39ejecutar primero el proceso
15:42E, que se debería quedar bloqueado, se
15:44quedó bloqueado porque está haciendo un
15:47wait de su semáforo que está en cero.
15:50Voy a mandar ejecutar el proceso D,
15:52también se queda bloqueado. El proceso C
15:55se queda bloqueado, el proceso B se
15:58queda bloqueado. Y supongo que ahora
16:01cuando mande ejecutar el proceso A ya se
16:04van a empezar a ejecutar y van a generar
16:07una secuencia válida, ¿sí? Así que
16:10bueno, le voy a dar a enter. Ahí está.
16:13Bueno, ahí se van ejecutando, fíjense.
16:18A, C,
16:19E, A, B, D, A, C, E, A,
16:27B,
16:29D, A, C, A.
16:32Ahí me perdí yo.
16:34Bueno, creo que ahí está funcionando.
16:37Si ustedes se encuentran algún error,
16:39por favor, avísenme.
16:41Pero a mí me parece que que está
16:43funcionando que está funcionando bien,
16:45¿sí?
16:46Así que bueno, si lo dejamos ejecutar
16:48siempre debería generar una secuencia
16:51válida. Fíjense ahí cómo planifica, ¿no?
16:55El sistema, el planificador del sistema
16:58operativo. Esa planificación puede
17:00cambiar, ¿de qué depende? Depende mucho
17:03del nivel de de multiprogramación del
17:06sistema. Como en este caso yo estoy
17:09ejecutando nada más que estos cuatro
17:11procesos, estos cinco procesos, digamos,
17:14aparentemente el sistema siempre genera
17:17la misma planificación, la misma
17:19secuencia, pero si yo eh ahora mando
17:22ejecutar algún otro proceso, como lo
17:24hice en el video anterior, que generé un
17:27proceso simplemente que escribiera
17:29puntos eh en la pantalla, seguramente la
17:32planificación va a cambiar. Bueno, ahí
17:35está ahí está el ejercicio. Espero que
17:38les sirva, espero que les guste.
17:41Bueno, haciendo el video se puso se
17:43oscureció, ya se puso tarde.
17:45Este bueno, eh espero que esto, como ya
17:48les dije antes, que les sirva, que les
17:49guste, bueno.
17:51Eh y les voy a dejar un interrogante,
17:53¿sí? Les voy a dejar un interrogante
17:55para que piensen, para que lo pongan
17:57ustedes en funcionamiento en sus
17:58máquinas y vean a ver qué pasa. La
18:00pregunta, el interrogante la siguiente
18:02es el siguiente,
18:04¿qué pasa si yo eh en esa ejecución
18:07cancelo, por ejemplo, el proceso C?
18:10¿Sí?
18:11Con una con un control C, enviándole así
18:15una señal
18:16¿sí?
18:16¿Qué pasa?
18:18¿Qué pasa se Cuando digo qué pasa, qué
18:20quiere decir? ¿Que se bloquea todo, todo
18:22se para, sigue funcionando normalmente
18:24pero sin el proceso C? ¿Qué pasa si
18:27bloqueo el proceso D?
18:29¿Se bloquea todo?
18:30¿Eh? ¿Todo el sistema se bloquea o el
18:32sistema sigue funcionando sin el proceso
18:35D? ¿Sí? Bueno, ese es el interrogante
18:37que les dejo. Para responder este
18:41deberían ponerlo en funcionamiento y
18:43bueno, cancelar el proceso C, por
18:45ejemplo, y ver qué pasa, qué pasa con
18:47los demás procesos. O cancelar el
18:49proceso D, o cancelar el proceso C y el
18:51proceso D, o cancelar el B y el E.
18:55¿Sí? Y bueno, así ustedes se van
18:57metiendo en el comportamiento, ¿sí? En
19:00cómo funciona el sistema.
19:02Bueno,
19:03buenas noches, chao.
19:06Suerte, cuídense.

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