Concurrent & Distributed Systems Flashcards

Question

Was ist und macht der Scheduler?

Answer 1

Scheduling ist die globale Ablaufplanung der Prozesse / Threads Scheduler kann verschiedene Strategien haben: Stapelbetrieb - möglichst hoher Durchsatz (wenig Prozesswechsel) Dialogbetrieb - möglichst kurze Antwortzeiten (viele Prozesswechsel) Echtzeitbetrieb - garantierte Antwortzeiten

Answer 2

Kümmert sich um Prozesswechsel Ändert den Zustand des Prozesses Reiht Prozesse in Warteschlange ein Sucht nächsten Prozess Startet Prozess

Answer 3

Unstarted Running Stopped Suspended Blocked

Answer 4

Kritische Bereiche (Critical Sections) sind Bereiche wo auf den gemeinsamen Speicher zugegriffen wird, wo nicht mehr als nur ein Thread auf diesen Bereich gleichzeitig zugreifen darf

Answer 5

Konzept von Monitoren anwenden - man verwendet ein LockObjekt (muss am Heap liegen), welches verhindert, dass andere Threads auf den Bereich zugreifen dürfen, solange ein anderer Thread in diesem Bereich ist lock(_lockObject) { Console.Write("Hello"); Thread.Sleep(1000); Console.Write("I just woke up"); }

Answer 6

Monitore sind nichts anderes als Objekte - Monitore stellen sicher, dass nur ein Prozess zu einem Zeitpunkt seine Prozeduren (Funktionen benutzt Methoden: Enter, TryEnter: markieren den Beginn eines kritischen Bereichs - kein andere THread kann die Sektion betreten Wait: Freigeben von einem Lock und erlaubt anderen Threads das Locken und Zugreifen auf das Objekt (Calling Threads warten bis ein Thread auf das Objekt zugreifen möchte, Pulse Signale werden verwendet, um wartende Threads über Änderungen am Objekt-State zu benachrichtigen) Pulse, PulseAll: signalisieren, reagiere auf bestimmtes Objekt -> Signal senden zu wartenden Threads Exit: gibt einen exklusiven Lock frei vom spezifizierten Objekt (Ende eines kritischen Bereichs) Elegantere Methoden: Monitor.Enter(lock) und Monitor.Exit(lock) mit try-finally Block

Answer 7

1) No Preemption - geteilte Ressourcen werden ausschließlich durch die Prozesse selbst freigegeben 2) Hold and Wait - Prozesse fordern geteilte Ressourcen an un dbehalten aber zugleich den Zugriff auf andere 3) Mutual Exclusion - Zugriff auf geteilte Ressourcen ist exklusiv 4) Circular Wait - Mindestens zwei Prozesse besitzen bezüglich der geteilten Ressourcen eine zirkuläre Abhängigkeit Sobald eine dieser Bedingungen nicht gilt, gibt es einen Weg, den Deadlock aufzulösen

Answer 8

Mutex sind prozessübergreifend und die Abkürzung für Mutual Exclusion (wechselseitiger Ausschluss) Ein Mutex verhält sich wie ein Lock, nur, dass ein Mutex die Verwendung über mehrere Prozesse hinweg erlaubt (auch 50x langsamer als lock()) Operationen: WaitOne() - sperrt ein Synchronisierungsobjekt, ein Timeout kann angegeben werden ReleaseMutex() - entsperrt das Synchronisierungsobjekt (Mutex kann nur von den Threads freigegeben werden, der ihn erhalten hat)

Answer 9

Eine Semaphore ist eine Datenstruktur, die aus einer Ganzzahl und den Nutzungsoperationen P (Reservieren / Probieren) und V (Freigeben) besteht Semaphoren eigenen sich insbesonders zur Verwaltung beschränkter (zählbarere) Ressourcen P = ich will rein in den kritischen Bereich V = ich will raus aus dem kritischen Bereich

Answer 10

Semaphoren erlauben mehr als einem Thread den Zutritt zu einem kritischen Bereich

Answer 11

Ein Prozess erzeugt Daten und ein anderer verbraucht die Daten, gekoppelt über einen gemeinsamen Puffer - Erzeuger darf nicht in vollen Puffer schreiben und Verbraucher darf nicht aus leerem Puffer lesen Man benötigt drei Semaphoren: Mutex-Semaphore, die mit 1 initialisiert wird (für wechselseitigen Ausschluss) Empty-Semaphore, die die Anzahl der leeren Slots im Puffer mitzählt (mit n initialisieren) Full-Semaphore, die die Anzahl der vollen Slots mitzählt (mit 0 initialisieren) Producer: do{ //produce an item wait(empty); wait(mutex); //place in buffer signal(mutex); signal(full); }while(true) Consumer: do{ wait(full); wait(mutex); // consume item from buffer signal(mutex); signal(empty); }while(true)

Answer 12

Initialisierung: Semaphore semaphore = new Semaphore(2, 3); 2 = Startwert der Semaphore, 3 = Maximalwert WaitOne() -> P Wenn der Wert der Semaphore größer als 0, darf der Thread in den kritischen Bereich (Wert--) Release() -> V Thread verlässt den kritischen Bereich (Wert++)

Answer 13

Eine Semaphore, die mit 1 initialisiert wird und nur die Werte 0 oder 1 annehmen kann (Mutex)

Answer 14

Beim Start eines Threads müssen Datenstrukturen vorbereitet werde + 1 MB pro Thread --> Threadpools kümmern sich darum, dass Threads nicht erzeugt und beendet werden müssen - wenn ein Thread gestartet werden soll, wird dieser aus dem Pool entnommen und wenn dieser fertig ist, geht der Thread wieder zurück in den Pool

Answer 15

Ein Thread, der automatisch aus einem Threadpool genommen wird - Tasks können aneinandergekettet werden

Answer 16

Aufrufender Prozess und aufgerufene Prozess laufen auf verschiedenen Computern (Hosts) - Aufruf- und Ergebnisparameter müssen in Nachrichten verpackt und über das Netzwerk übertragen werden (Stub und Skeleton - automatisch generierter Code)

Answer 17

Werteparameter (call-by-value) - der Parameterwert wird vom Klient als Kopie an den Server gesendet Referenzparameter (call-by-reference) - am Server ausgeführte Änderungen würden nur am Original und nicht der Kopie stattfinden - macht aber keinen Sinn, da verschiedene Systeme

Answer 18

= Codemodule, die alle notwendigen Funktionen kapseln, um einen lokalen Aufruf an einem entfernten Rechner zu übermitteln und Daten zu empfangen; Stub und Skeleton übernehmen das "einpacken" der Nachricht

Answer 19

Maybe: Wir machen den Aufruf, egal ob es ankommt oder nicht (Verwendung bei Loggings oder Warning) At-least-once: Mindestens einmalige Ausführung (nur bei idempotenten Operation - Operationen, die bei mehrfacher Anwendung nicht das Ergebnis verändern) -> Verwendung bei Berechnungen At-most-once: Erkennung und Löscung von Duplikaten - Ausführung nur, wenn keine Rechnerausfälle vorliegen Exactly-once: Auführung genau einmal

Answer 20

gRPC ist ein high-performance Framework von Google und bietet Services an - wir definieren ein Service (Bibliothek) und ermöglichen den Aufruf von diesen Methoden

Answer 21

Objekte kapseln Methoden und Daten - Zugriff auf das Objekt ist durch dessen Schnittstelle geregelt - ermöglicht das Platzieren von einer Schnittstelle auf einem Rechner, während das Objekt auf einem anderen Rechner liegt - der Client Stub heißt in diesem Fall Proxy (Man in the Middle) und nimmt den Remote Aufruf entgegen RMIs erlauben Kommunikation zwischen weit entfernten Objekten

Answer 22

Ein entferntes Objekt ist auf einem anderen Rechner (Adressraum) instanziiert - Zugriff auf das Objekt nur über Interface (Schnittstelle) möglich - der im Objekt gekapselte Zustand liegt am Server und ist nicht verteilt (bei RMI liegen Remote-Objekte also am Server)

Answer 23

RPC erlaubt primitve Datentypen und structs als Parameer, RMI erlaubt Objekte als Parameter RPC Systeme codieren Daten binär (serialisieren von Objekten) RMI kapseln Services in Service Oriented Architectures (SOA)!

Concurrent & Distributed Systems Flashcards

(47 cards)