Lezione sui Semafori di Destra

Introduzione

• Argomento: problemi di concorrenza tra processi
• Focus: mutua esclusione
• Definizione di mutua esclusione: necessità di eseguire porzioni di codice in modo esclusivo.

Sezioni Critiche

• Sezione critica: parte del programma eseguita in mutua esclusione.
• I processi devono attendere se un altro processo è già nella sezione critica.

Soluzioni al Problema della Mutua Esclusione

Soluzioni Hardware

• Disabilitazione e riabilitazione dell'interrupt
  • Problemi associati a questa soluzione.

Soluzioni Software

• Algoritmo di Peterson:
  • Realizza mutua esclusione tra due processi.
  • Scrittura in codice ad alto livello.
  • Problemi: difficoltà di generalizzazione e busy waiting.
• Istruzione "Test and Set":
  • Permette di caricare un valore e modificarlo simultaneamente.
  • Implementa un ciclo di busy waiting.
  • Preferibile rispetto all'algoritmo di Peterson per efficienza e generalizzabilità.

Problemi Aperti

1. Evitare che i programmi consumino la CPU in attesa.
2. Garantire imparzialità (fairness) fra i processi:
   • Un processo in attesa deve avere la garanzia di accedere alla risorsa in un tempo ragionevole.
   • Accesso casuale non garantito da "Test and Set".

Concetto di Semaforo

• Definizione di semaforo: variabile speciale per la sincronizzazione tra processi.
• Creazione: ideato da Edsger Dijkstra.

Struttura di un Semaforo

• Costituzione:
  • Contatore (variabile intera):
    • Valore positivo: semaforo libero (verde).
    • Valore negativo: semaforo occupato (rosso), indica quanti processi sono in attesa.
  • Coda di processi in attesa.

Funzionamento del Contatore

• Valore positivo (es: 4):
  • Indica che 4 processi possono accedere.
• Valore di inizializzazione:
  • Semaforo binario: valore iniziale 1 (un processo alla volta).
  • Semaforo contatore: valore iniziale superiore a 1 (risorse multiple).

Esempio Pratico

• Semaforo con valore 4 per accedere a 4 masterizzatori di CD.

Conclusione

• Riepilogo delle caratteristiche del semaforo:
  • Oggetto con contatore e coda di processi.
  • Valore negativo indica occupazione e attesa, valore positivo indica disponibilità.
• Prossima lezione: implementazione e utilizzo del semaforo.