Alocação de Recursos

Alocação de recursos

É objetivo da disciplina Sistemas operacionais “descrever como funciona a prevenção de impasses”. Com base nesse objetivo, foi definido o trabalho da unidade 4, que consistirá na verificação de um programa com três threads que executam concorrentemente, competindo por recursos do sistema.

O trabalho é importante para que você compreenda os problemas que podem ocorrer em um sistema quando existe a concorrência por seus recursos.

Foi desenvolvido um sistema que possui três procedimentos que são executados concorrentemente dentro de um processo. Tais procedimentos são denominados Proc_A, Proc_B e Proc_C. A listagem com o programa em português estruturado encontra-se no final deste texto.

Os procedimentos citados concorrem pela utilização de três recursos:

• Impressora.
• Plotter.
• Scanner.

Cada um desses recursos pode estar alocado a somente um procedimento por vez. O controle do acesso aos recursos é realizado por intermédio de semáforos. Como você sabe, a utilização de semáforos faz com que, se um recurso estiver em uso por um procedimento, e um segundo procedimento tentar alocá-lo, esse segundo procedimento ficará bloqueado até que o procedimento que detém o recurso o libere.

O procedimento “aloca_impressora()” permitirá que o procedimento continue sua execução e a alocará para ele se a impressora estiver disponível, caso contrário o procedimento será bloqueado até que a impressora esteja disponível para alocação. Realiza a operação “down” no semáforo da impressora.

Os procedimentos “aloca_plotter()” e “aloca_scanner()” funcionam de forma semelhante para o plotter e o scanner.

O procedimento “libera_impressora()” faz a liberação da impressora para que possa ser utilizada por outro procedimento. Caso algum procedimento esteja bloqueado aguardando pela liberação da impressora, ele será desbloqueado, e a impressora será alocada para ele. Realiza a operação “up” no semáforo da impressora.

Os procedimentos “libera_plotter()” e “libera_scanner()” funcionam de forma semelhante para o plotter e o scanner.

O procedimento “processa_algo()” simplesmente representa alguma tarefa que o realiza em determinados momentos.

Linhas de comando:

pthread_create(thread_A, Proc_A);

pthread_create(thread_B, Proc_B);

pthread_create(thread_C, Proc_C);

As linhas de comando acima colocam os procedimentos Proc_A, Proc_B e Proc_C executando concorrentemente, cada um em uma thread diferente.

O trabalho consiste em verificar o código abaixo procurando por problemas que possam levar ao funcionamento incorreto do sistema.

Elabore um documento de texto em formato PDF contendo:

• A identificação das linhas do sistema que podem causar problemas durante sua execução.
• A explicação dos problemas que podem ocorrer.
• Uma proposta de correção no algoritmo para que os problemas sejam corrigidos e o sistema execute sem erros.

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Algoritmo “concorrentes”

Var

  // Variaveis de controle das threads

  thread thread_A, thread_B, thread_C: thread;

  // Semaforos de controle

  sema_impressora, sema_plotter, sema_scanner: semaforo;

Procedimento Proc_A()

Início

  Enquanto (verdadeiro) Faça // Procedimento nunca termina

    processa_algo();

         aloca_plotter();

         processa_algo();

         libera_plotter();

  Fim Enquanto;

Fim;

Procedimento Proc_B()

Início

  Enquanto (verdadeiro) Faça // Procedimento nunca termina

    processa_algo();

         aloca_scanner();

         processa_algo();

         aloca_impressora();

         processa_algo();

         aloca_plotter();

         processa_algo();

         libera_plotter();

         libera_impressora();

         libera_scanner();

  Fim Enquanto;

Fim;

Procedimento Proc_C()

Início

  Enquanto (verdadeiro) Faça // Procedimento nunca termina

    processa_algo();

         aloca_impressora();

         processa_algo();

         aloca_scanner();

         processa_algo();

         libera_impressora();

         libera_scanner();

  Fim Enquanto;

Fim;

Início

  sema_impressora = 1; // Inicia semaforo de controle da impressora

  sema_plotter = 1; // Inicia semaforo de controle do plotter

  sema_scanner = 1; // Inicia semaforo de controle do scanner

  // Inicia as threads colocando-as em execução paralelamente

  pthread_create(thread_A, Proc_A); // Inicia Proc_A como uma thread

  pthread_create(thread_B, Proc_B); // Inicia Proc_A como uma thread

  pthread_create(thread_C, Proc_C); // Inicia Proc_A como uma thread

  // faz com que a thread principal espere as demais acabarem

  pthread_join(thread_A);

  pthread_join(thread_B);

  pthread_join(thread_C);

Fim.

Faça a verificação do algoritmo apresentado apontando, em um documento no formato PDF, os erros que podem levar ao funcionamento incorreto do sistema. No documento, deverão constar:

• A identificação das linhas do sistema que podem causar problemas durante sua execução.
• A explicação dos problemas que podem ocorrer.
• Uma proposta de correção no algoritmo para que os problemas sejam corrigidos e o sistema execute sem erros