Презентация Параллельное программирование. Проблемы многопоточных приложений. Примитивы синхронизации потоков онлайн
На нашем сайте вы можете скачать и просмотреть онлайн доклад-презентацию на тему Параллельное программирование. Проблемы многопоточных приложений. Примитивы синхронизации потоков абсолютно бесплатно. Урок-презентация на эту тему содержит всего 51 слайд. Все материалы созданы в программе PowerPoint и имеют формат ppt или же pptx. Материалы и темы для презентаций взяты из открытых источников и загружены их авторами, за качество и достоверность информации в них администрация сайта не отвечает, все права принадлежат их создателям. Если вы нашли то, что искали, отблагодарите авторов - поделитесь ссылкой в социальных сетях, а наш сайт добавьте в закладки.
Оцените презентацию от 1 до 5 баллов!
- Тип файла:ppt / pptx (powerpoint)
- Всего слайдов:51 слайд
- Для класса:1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11
- Размер файла:1.85 MB
- Просмотров:71
- Скачиваний:0
- Автор:неизвестен
Слайды и текст к этой презентации:
№1 слайд
Содержание слайда: Параллельное программирование
Проблемы многопоточных приложений.
Примитивы синхронизации потоков.
№2 слайд
Содержание слайда: План лекции
Проблемы многопоточных приложений
Введение
Задачи читателей и писателей
Задачи спящего парикмахера
Не DeadLock
Доступ к разделяемым данным
Atomicity-Violation Bugs
Order-Violation Bugs
DeadLock
Примеры MSSQL
Примитивы синхронизации
Критические секции
Мьютексы
Семафоры
События
Обработка таймаутов
№3 слайд
Содержание слайда: Простое различие
Последовательная программа - программа, которая выполняет логическую операцию и когда она заканчивается, выполняет следующую логическую операцию.
Параллельная программа - это набор независимых последовательных операций, выполняющихся одновременно.
№4 слайд
Содержание слайда: Реализация параллельных вычислений
Многопоточная
Многопроцессная
Распределенная
№5 слайд
Содержание слайда: Parallelism vs Concurrency
№6 слайд
Содержание слайда: Parallelism vs Concurrency
Сходства
Более быстрое выполнение по сравнению с одной очередью
Последовательное выполнение в рамках одной очереди
Борьба за ресурсы
(теряется скорость паралеллизма)
№7 слайд
Содержание слайда: Parallelism vs Concurrency
Отличия
В случае Concurrency
необходима очередь
первый получает любой подарок
В случае Parallelism
очередь не нужна (выигрыш по скорости)
заранее известно кто какой подарок возьмет
№8 слайд
Содержание слайда: Parallelism vs Concurrency
Лабораторная работа №1
Concurrency ?
Parallelism?
№9 слайд
Содержание слайда: Проблемы
Shared resources
DeadLocks
ABA problem
№10 слайд
Содержание слайда: Проблемы и примеры
SharedResources
Банковский счет (неверная запись переменной)
Слишком много молока (одновременное выполнение действия)
Проблема спящего парикмахера (неверное состояние системы)
DeadLocks
Проблема обедающих философов (взаимная блокировка, бездействие, простаивание)
ABA problem
№11 слайд
Содержание слайда: Проблемы и примеры
SharedResources
№12 слайд
Содержание слайда: Гонки потоков.
Банковский счет.
№13 слайд
Содержание слайда: Гонки потоков.
Терминал оператора.
№14 слайд
Содержание слайда: Гонки потоков.
Одновременное снятие.
№15 слайд
Содержание слайда: Гонки потоков.
Длительные операции.
№16 слайд
Содержание слайда: Гонки потоков.
Длительные операции.
Нужна блокировка двойного выполнения.
Варианты?
№17 слайд
Содержание слайда: Гонки потоков.
Длительные операции.
№18 слайд
Содержание слайда: Критическая секция
Участок исполняемого кода программы, в котором производится доступ к общему ресурсу (данным или устройству), который не должен быть одновременно использован более чем одним потоком исполнения.
При нахождении в критической секции двух (или более) процессов возникает состояние «гонки» («состязания»).
№19 слайд
Содержание слайда: Гонки потоков.
Одновременное снятие.
Эксклюзивный
доступ
№20 слайд
Содержание слайда: Гонки потоков.
Двойное списание.
№21 слайд
Содержание слайда: Гонки потоков.
Невозможность снятия.
№22 слайд
Содержание слайда: Гонки потоков.
Невозможность снятия.
№23 слайд
Содержание слайда: Гонки потоков.
Подвисание интерфейса.
№24 слайд
Содержание слайда: Гонки потоков.
Подвисание интерфейса.
№25 слайд
Содержание слайда: Гонки потоков.
Трансфер денег.
№26 слайд
Содержание слайда: SharedResources.
Безопасная запись.
Доступ к ресурсу не изменяет ресурс – например операция чтения;
Изменение данных является идемпотентным – повторные запросы на изменение приводят к одинаковому результату;
Изменение данных выполняется только одним объектом – персональный доступ, критическая секция.
№27 слайд
Содержание слайда: Проблемы и примеры
DeadLocks
№28 слайд
Содержание слайда: Гонки потоков.
Взаимная блокировка.
№29 слайд
Содержание слайда: DeadLock
№30 слайд
Содержание слайда: DeadLock
№31 слайд
Содержание слайда: Проблема обедающих философов.
Пять философов
Перед каждым тарелка спагетти.
Между парой философов вилка.
Либо есть двумя вилками
Либо размышлять
Может посмотреть и взять ближайшую вилку, если она доступна
Может положить вилку
№32 слайд
Содержание слайда: Проблема обедающих философов.
Нужен алгоритм действия философов.
Варианты?
№33 слайд
Содержание слайда: Еще проблемы
Livelock – потоки работают, но ничего не делают, потому как не могут захватить все необходимые ресурсы.
Starvation (голодание) – потоку может совсем не доставаться ресурсов.
Lack of fairness – кому-то достается больше ресурсов, кому то меньше.
Shared Resources –
DeadLocks –
ABA - ??
№34 слайд
Содержание слайда: DeadLocks
Соблюдать последовательность входа и выхода в критические секции
Использовать библиотечные классы (std, boost)
Обрабатывать исключения
Использовать правильную стратегию синхронизации
№35 слайд
Содержание слайда: Примитивы синхронизации потоков.
Простые блокирующие методы
Блокирующие конструкции
Сигналы
Неблокирующие конструкции
№36 слайд
Содержание слайда: Примитивы синхронизации потоков.
Простые блокирующие методы
№37 слайд
Содержание слайда: Простые блокирующие методы
Wait
Sleep
Join
№38 слайд
Содержание слайда: Простые блокирующие методы
Ожидание может завершиться по следующим причинам:
Выполнилось условие ожидания
Закончилось время ожидания
Поток прерван функцией TerminateThread
№39 слайд
Содержание слайда: Простые блокирующие методы.
Условие ожидания
Минусы:
Нагрузка на процессор
Простои
№40 слайд
Содержание слайда: Простые блокирующие методы.
Таймаут
WaitForSingleObject(.. INFINITE)
WaitForMultipleObjects(.. INFINITE)
№41 слайд
Содержание слайда: Примитивы синхронизации потоков.
Блокирующие конструкции
№42 слайд
Содержание слайда: Блокирующие конструкции
Семафор — объект, ограничивающий количество потоков, которые могут войти в заданный участок кода.
Мьютекс – семафор, разрешающий вход только одному потоку.
№43 слайд
Содержание слайда: С++ Критическая секция
Назначение: предоставление доступа ОДНОМУ потоку
Скорость: высокая
Область видимости: процесс
Пример:
CRITICAL_SECTION cs;
InitializeCriticalSection( &cs);
EnterCriticalSection( &cs);
// ?? Только один поток
LeaveCriticalSection( &cs);
DeleteCriticalSection( &cs);
№44 слайд
Содержание слайда: С++ Мьютекс
Именованная критическая секция, доступная для использования в рамках операционной системы.
Назначение: предоставление доступа ОДНОМУ потоку
Скорость: медленнее
Область видимости: ОС
Пример:
HANDLE hMutex;
hMutex = CreateMutex( NULL, false, NULL);
WaitForSingleObject(hMutex, INFINITE);
// ?? Только один поток
ReleaseMutex( hMutex);
CloseHandle( &cs);
№45 слайд
Содержание слайда: С++ Семафор
Назначение: предоставление доступа НЕСКОЛЬКИМ потокам
Скорость: медленнее
Область видимости: ОС
Пример:
HANDLE hSemaphore;
hSemaphore = CreateSemaphore(NULL, [CURRENT],[MAX], NULL);
WaitForSingleObject(hSemaphore, INFINITE);
// ?? Не более MAX потоков
ReleaseSemaphore(hSemaphore, 1, NULL);
№46 слайд
Содержание слайда: Примитивы синхронизации потоков.
Сигналы
№47 слайд
Содержание слайда: С++ Событие
HANDLE hEvent;
hEvent = CreateEvent(NULL, false (autoreset event), false, NULL);
WaitForSingleObject(hEvent, INFINITE);
// ?? один поток за счет autoreset
CloseHandle(hEvent);
№48 слайд
Содержание слайда: Список литературы
Википедия
Введение
https://habrahabr.ru/company/piter/blog/274569
Проблемы параллельного программирования
https://ru.wikipedia.org/wiki/Проблема_спящего_парикмахера
https://ru.wikipedia.org/wiki/Проблема_обедающих_философов
Threading in C#
http://www.albahari.com/threading
Best practices
https://msdn.microsoft.com/en-us/library/ff601929.aspx
https://msdn.microsoft.com/en-us/library/1c9txz50(v=vs.110).aspx
№49 слайд
Содержание слайда: Введение в параллельное программирование
№50 слайд
Содержание слайда: Знаменитый закон Мура
I Закон Мура (1965): каждые 2 года количество транзисторов в интегральной микросхеме удваивается.
Следствие Хауса: производительность центрального процессора компьютера удваивается каждые 18 месяцев.
Мур, 2007: закономерности перестанут работать вследствие атомарной природы вещества и ограничения скорости света.
№51 слайд
Содержание слайда: Вопросы
Скачать все slide презентации Параллельное программирование. Проблемы многопоточных приложений. Примитивы синхронизации потоков одним архивом:
