Esercitazione 3 Monitor. 22 Novembre 2012

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1 Esercitazione 3 Monitor 22 Novembre 2012

2 Esercizio 1 L amministrazione comunale di una città ha organizzato un sistema di prestito gratuito di biciclette rivolto ai cittadini ed ai turisti. Il prestito e la riconsegna delle biciclette avvengono presso un unico parcheggio. Le biciclette complessivamente a disposizione degli utenti sono N, delle quali: ND sono bici tradizionali da donna; NU sono bici tradizionali da uomo; Pertanto, N=ND+NU Gli utenti possono appartenere a due categorie: turisti e cittadini. Ogni utente specifica inizialmente il tipo di bicicletta che vuole noleggiare; le due scelte possibili sono: bici da donna o bici da uomo. Nel caso in cui venga richiesta una bici da donna: se vi è almeno una bici da donna libera, all utente viene assegnata una bici da donna; se non vi sono bici da donna disponibili, l utente viene messo in attesa. Nel caso in cui venga richiesta una bici da uomo: se vi è almeno una bici da uomo libera, all utente viene assegnata una bici da uomo; nel caso non vi siano immediatamente disponibili bici da uomo e vi sia almeno una bici da donna, al cliente viene assegnata la bici da donna;

3 Si vuole realizzare una politica di servizio delle richieste di prestito che tenga conto delle specifiche date ed inoltre del seguente vincolo di priorita`: le bici da donna vengano assegnate prioritariamente ai turisti; le bici da uomo vengano prioritariamente assegnate a cittadini. Si realizzi, utilizzando c/pthread, una politica di sincronizzazione tra i thread basata sul concetto di monitor che tenga conto dei vincoli dati.

4 Spunti e suggerimenti (1) Quali thread? thread iniziale utenti che richiedono bici da donna (turisti, cittadini) utenti che richiedono bici da uomo (turisti, cittadini) Quale risorsa comune? Parcheggio bici associamo al Parcheggio un "monitor", che controlla gli accessi in base alla specifica politica di accesso. La sincronizzazione viene realizzata mediante variabili condizione

5 Spunti e suggerimenti (2) Strumenti di sincronizzazione: il monitor esercita due livelli di sincronizzazione: 1. mutua esclusione dei processi nell'esecuzione delle operazioni public: nei pthtread va realizzata esplicitamente attraverso un mutex: lock; 2. controllo dellordine con il quale i processi hanno accesso alla risorsa: definizione di variabili condizione

6 Spunti e suggerimenti (3) Quante/quali variabili condizione? Uomo&turista Uomo&cittadino Donna&turista Donna&cittadino definiamo 4 condition Politica di allocazione delle bici: dipende dal tipo di bicicletta Donna: priorità Uomo: Donna, turisti Uomo, cittadini Donna, cittadini Uomo, turisti

7 Esercizio 2 Si consideri la pista di pattinaggio sul ghiaccio di una località turistica montana. La pista di pattinaggio è aperta a tutti. In particolare i clienti dell impianto si suddividono in due categorie: principianti e esperti. Ogni gruppo di principianti, durante la permanenza all interno della pista, viene accompagnato da un istruttore messo a disposizione dalla società che gestisce l impianto; a questo proposito, si supponga che il numero totale di istruttori sia NI. I pattinatori entrano ed escono dalla pista a gruppi omogenei (ogni gruppo è formato solo da principanti o solo da esperti) e monolitici (ogni pattinatore fa parte dello stesso gruppo, sia in ingresso che in uscita), ognuno caratterizzato da una consistenza numerica data. La capacità della pista è limitata dal valore MAX, che esprime il numero massimo di pattinatori che possono essere in pista contemporaneamente (gli istruttori non vengono conteggiati). Inoltre, il regolamento dell impianto prevede che debba essere sempre rispettata la relazione: P E dove: P è il numero dei principianti in pista, e E è il numero degli esperti in pista.

8 Si sviluppi un applicazione concorrente in C/pthread che rappresenti i gruppi di pattinatori come thread concorrenti. In particolare, la soluzione deve implementare una politica di sincronizzazione dei thread che rispetti le specifiche date, ed inoltre i vincoli seguenti: nell accesso alla pista: i principianti abbiano la precedenza sugli esperti; a parità di categoria, si privilegino i gruppi meno numerosi. nell uscita dalla pista: gli esperti abbiano la precedenza sui principianti; a parità di categoria, si privilegino i gruppi più numerosi.

9 Quali thread? thread iniziale gruppo di pattinatori principianti gruppo di pattinatori esperti Quale risorsa comune? Spunti e suggerimenti (1) E gli istruttori? pista da pattinaggio: (posti, istruttori) associamo alla Pista un "monitor", che controlla gli accessi in base alla specifica politica di accesso. La sincronizzazione viene realizzata mediante variabili condizione.

10 Struttura thread void *gruppoprincipiante(void * arg)! { int num; // numero di componenti!!inpistap(&pista, num); // possibilità di attesa!! }!!! /* simulazione uso pista*/!!outpistap(&pista, num); // possibilità di attesa!! void *gruppoesperto(void * arg)! { int num; // numero di componenti! }!!!InPistaE(&Pista, num); // possibilità di attesa!! /* simulazione uso pista*/!!outpistae(&pista, num);!

11 Spunti e suggerimenti (2) Strumenti di sincronizzazione: il monitor esercita due livelli di sincronizzazione: 1. mutua esclusione dei processi nell'esecuzione delle operazioni public: nei pthtread va realizzata esplicitamente attraverso un mutex: lock; 2. controllo dellordine con il quale i processi hanno accesso alla risorsa: definizione di variabili condizione

12 Spunti e suggerimenti (3) Quante/quali variabili condizione? I Principianti e Esperti possono sospendersi in ingresso: Se maxg è la massima numerosità di ogni gruppo, sarà necessario prevedere maxg code per ogni tipo di thread definiamo 2 array di condition: CodaP_IN[maxG] // principianti in attesa di entrare CodaE_IN[maxG] // esperti in attesa di entrare I Principianti possono sospendersi anche in uscita (P E): definiamo 1 array di condition: CodaP_OUT[maxG]

13 Spunti e suggerimenti (4) Politica di allocazione dei posti nella pista basata su priorità: Entrata priorità Uscita Principianti (1,..maxG) [Esperti] Esperti (1,..maxG) Principianti (maxg,..1)