18/12/2002 Descrivere il metodo di allocazione di file basato su indicizzazione a livelli multipli. Si consideri un file di dati F di 2048 record ed

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1 18/12/2002 Descrivere il metodo di allocazione di file basato su indicizzazione a livelli multipli. Si consideri un file di dati F di 2048 record ed un dispositivo di memorizzazione di massa con blocchi di 256 record avente tempo di accesso ai blocchi fisso pari a 30 microsecondi. Supponendo che (i) gli indici abbiano taglia pari and un record, (ii) gli indici di primo livello siano 6, e quelli di secondo livello siano 2, (iii) il tempo di identificazione di un riferimento ad un blocco di dispositivo sia costante e pari a 5 microsecondi, calcolare il tempo per la lettura di tutto il file F.

2 numero di blocchi dati allocati per il file = 2048/256 = 8 6 degli 8 blocchi dati sono puntati in modo diretto dagli indici di primo livello mantenuti nell RS. il loro tempo di lettura è pari a 6 x (5 + 30) i rimanenti due blocchi dati devono essere individuati tramite indici di secondo livello tali indici sono memorizzati in un unico blocco il cui tempo di lettura risulta (5 + 30) letto il precedente blocco, il tempo di lettura dei due blocchi dati risulta pari a 2 x (5 + 30) tempo totale per la lettura di F = 6 x (5 + 30) + (5 + 30) + 2 x (5 + 30)

3 18/12/2002 Si consideri un insieme di processi {P1, P2,..., Pi,..., Pm}. Ciascuno di essi legge periodicamente il contenuto di una memoria condivisa di taglia N bytes per copiarlo in un buffer di N bytes locale al processo stesso. Un processo PROD aggiorna periodicamente il contenuto della memoria condivisa. L aggiornamento deve aver luogo solo dopo che tutti i processi {P1, P2,..., Pi,..., Pm} hanno copiato l immagine precedentemente scritta da PROD esattamente una volta. La lettura del contenuto della memoria condivisa da parte di {P1, P2,..., Pi,..., Pm} puo avvenire in modo concorrente. L aggiornamento deve avvenire in modo esclusivo (nessun processo puo leggere mentre PROD aggiorna la memoria condivisa). Si schematizzi la soluzione di tale problema di sincronizzazione, utilizzando solo semafori, costituita dal pseudocodice delle procedure AGGIORNA (usata da PROD) e LEGGI (usata da P1,..., Pm).

4 Indicazione a PROD del numero di lettori che hanno effettivamente letto l ultima immagine scritta DATA Semaphore S1; // generico Semaphore S2[m] ; // binari Indicazione ai lettori se essi sono abilitati a leggere dalla memoria condivisa INIT 1 // ipotesi: la memoria condivisa contiene // inizialmente una immagine valida S1 = 0; for i=1 to m S2 [i]=1;

5 INIT 2 // ipotesi: la memoria condivisa non contiene // inizialmente una immagine valida S1 = m; for i=1 to m S2 [i]=0; PROD: AGGIORNA wait(s1,m) <write image into shared memory> for i=1 to m signal(s2[i]) P i : LEGGI wait(s2[i]) <read image from shared memory> signal(s1)

6 Esempio Si consideri un insieme di processi {P1, P2,..., Pi,...,Pn} che devono depositare immagini di dimensioni predefinite in un area di memoria condivisa con 4 slot disponibili (ciascuno slot puo contenere una sola immagine). Un altro processo PV (processo di verifica) ha il compito di verificare il formato di ciascuna immagine e di mandarlo in stampa dopo la verifica. Si schematizzi la soluzione di tale problema, utilizzando semafori, costituita dal pseudocodice delle procedure: DEPOSITA (usata da P1, P2,..., Pi,..., Pn) e VERIFICA (usata da PV).

7 quantità di slot occupati quantità di slot liberi DATA Semaphore Cont1, Cont2; // generici Semaphore S ; // binario int shared_index; image buff [4]; INIT Cont1 = 0; Cont2 = 4; S = 1; shared_index = 0; mutua esclusione

8 PV: DATA int index = 0; VERIFICA wait(cont1); <verify and print image in buff[index]>; index = (index+1) mod 4; Signal(Cont2); P i : DEPOSITA wait(s); wait(cont2); <write image into buff[shared_index]>; shared_index = (shared_index+1) mod 4; signal(cont1) signal(s)

9 19/7/2002 Si consideri un insieme di processi {P1, P2,..., Pi,..., Pm}. Ciascuno di essi legge periodicamente il contenuto di una memoria condivisa di taglia N bytes per copiarlo in un buffer di N byte locale al processo stesso. Un processo PROD aggiorna periodicamente il contenuto della memoria condivisa con nuovi dati. La lettura del contenuto della memoria condivisa da parte di {P1, P2,..., Pi,..., Pm} puo avvenire in modo concorrente. L aggiornamento deve avvenire in modo esclusivo (nessun processo puo leggere mentre PROD aggiorna la memoria condivisa). Si schematizzi la soluzione di tale problema di sincronizzazione, utilizzando solo semafori, costituita dal pseudocodice delle procedure AGGIORNA (usata da PROD) e LEGGI (usata da P1,..., Pm). NOTA: la soluzione non deve indurre starvation su alcun processo.

10 DATA Semaphore S; // generico INIT S = m; PROD: AGGIORNA wait(s,m); <write image into shared memory> signal(s,m); P i : LEGGI wait(s); <read image from shared memory> signal(s);...

11 ... c è starvation!!!!!

12 19/7/2002 Descrivere il metodo di accesso sequenziale indicizzato ad un file. Si consideri un file di dati F di 2048 record ed il relativo file di indici f contenente 1024 elementi. Supponendo che il tempo di accesso ad un indice del file f sia 5 microsecondi e che il tempo di accesso di ogni singolo record del file F sia 20 microsecondi, calcolare il tempo massimo per l accesso ad un record del file F con chiave generica. Risposte non motivate non verranno ritenute valide.

13 il tempo massimo si ottiene quando: 1. la chiave ricercata è associata all ultimo record del file dati F 2. si ha una configurazione di caso peggiore del file di indici f la configurazione peggiore si ha quando la chiave ricercata tra le 2048 è nell intervallo associato all ultimo elemento del file f e tale intervallo ha la massima ampiezza, ovvero quando esistono 1023 intervalli di ampiezza 1 ed un unico intervallo di ampiezza 1025 per giungere all ultimo record di suddetto intervallo devo scandire tutto il file degli indici, questo porta via un tempo pari a 5 x 1024 devo poi leggere tutti i blocchi dell intervallo, questo porta via un tempo 20 x 1025 tempo massimo per l accesso ad un record di F con chiave generica = 5 x x 1025

14 5/7/2002 Si consideri un insieme di processi {P1, P2,..., Pi,..., Pm} che condividono una memoria di un solo slot, il quale puo contenere un immagine. Un processo PROD produce immagini che vengono scritte nello slot di memoria e consumate dai processi di cui sopra in modo circolare (la prima immagine deve essere consumata da P1, la seconda da P2 e cosi via fino a Pm, poi si ricomincia da P1). Si schematizzi la soluzione di tale problema di sincronizzazione, utilizzando solo semafori, costituita dalla traccia (o anche solo la descrizione) delle procedure: PRODUZIONE (usata da PROD) e CONSUMO (usata da P1,..., Pm).

15 DATA Semaphore S[m]; // binari Semaphore P; // binario INIT P = 1; for i=1 to m S[i] = 0; PROD: DATA int i=1; PRODUZIONE wait(p); <write image into shared memory> signal(s[i]); i = i+1; if (i>m) then i=1; P i : LEGGI wait(s[i]); <read image from shared memory> signal(p);