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Nebenläufige Programme

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InhaltProlog.- 0 Motivation.- A: Strukturen nebenläufiger Programmsysteme.- 1 Nebenläufigkeit.- 1.1 Zusätzliche Eigenschaften von ... Weiterlesen
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Beschreibung

Inhalt
Prolog.- 0 Motivation.- A: Strukturen nebenläufiger Programmsysteme.- 1 Nebenläufigkeit.- 1.1 Zusätzliche Eigenschaften von Algorithmen.- 1.1.1 Verzicht auf Sequentialität.- 1.1.2 Verzicht auf Determinismus.- 1.1.3 Nebenläufigkeit, Nichtdeterminismus, Nichtdeterminiertheit.- 1.2 Prozesse.- 1.2.1 Kooperierende und konkurrierende Prozesse.- 1.2.2 Synchronisation und Kommunikation.- 2 Modularität.- 2.1 Module.- 2.2 Modularten.- 2.2.1 Abstrakte Datenstrukturen.- 2.2.2 Abstrakte Datentypen.- 2.2.3 Generische abstrakte Datentypen.- 2.3 Modularität in Modula-2.- 2.4 Modularität in Ada.- 3 Prozeßbeschreibung.- 3.1 Ablauforientierte Prozeßbeschreibung.- 3.1.1 Prozeßablösung.- 3.1.2 Koroutinen.- 3.1.3 Nebenläufige Blöcke.- 3.1.4 Prozeßabzweigung.- 3.2 Prozeßdeklaration.- 3.2.1 Prozesse in PEARL.- 3.2.2 Prozesse in Ada.- B: Abwicklung von Prozessen.- 4 Prozeßverwaltung.- 4.1 Betriebsmittel für Prozesse.- 4.2 Zuteilung eines Prozessors.- 4.2.1 Zustandsübergänge von Prozessen.- 4.2.1.1 Verwaltungsarbeiten bei Zustandsübergängen.- 4.2.2 Zustandsübergänge in PEARL.- 4.3 Planung.- 4.3.1 Planungskriterien.- 4.3.2 Planung im prozessorbeschränkten System.- 4.3.2.1 Einplanung nach Wartezeit.- 4.3.2.2 Einplanung nach Laufzeit.- 4.3.2.3 Zyklische Einplanung.- 4.3.2.4 Mehrstufige Warteschlangen.- 4.3.3 Berücksichtigung zusätzlicher Betriebsmittel.- 5 Unterbrechungen.- 5.1 Unterbrechungsarten.- 5.2 Asynchrone Unterbrechungen.- 5.2.1 Beispiel der Unterbrechungsbehandlung beim MC 68000.- 5.2.2 Unterbrechungsbehandlung in PEARL.- 5.2.3 Unterbrechungsbehandlung in Ada.- 5.3 Ausnahmebedingungen.- 5.3.1 Ausnahmebehandlung mit konventionellen Sprachmitteln.- 5.3.2 Ausnahmebehandlung mit speziellen Sprachmitteln.- 5.3.3 Ausnahmebehandlung in PEARL.- 5.3.4 Ausnahmebehandlung in Ada.- 6 Echtzeitabhängigkeit.- 6.1 Echtzeitbetrieb.- 6.2 Zeitbedingungen.- 6.2.1 Technische Prozesse.- 6.2.2 Verarbeitung von Prozeßdaten.- 6.2.3 Maximale Antwortzeiten.- 6.2.3.1 Beispiel einer Meßwerterfassung.- 6.2.3.2 Beispiel einer Paketverteilanlage.- 6.3 Zeitgerechte Einplanung.- 6.3.1 Planung für Einprozessorsysteme.- 6.3.2 Planung für Mehrprozessorsysteme.- 6.4 Zeitangaben in Programmen.- 6.4.1 Zeitangaben in PEARL.- 6.4.2 Zeitangaben in Ada.- 6.5 Zeitüberwachung.- C: Abhängigkeiten zwischen Prozessen.- 7 Synchronisation.- 7.1 Synchronisationsbedarf.- 7.1.1 Vermeiden von Nichtdeterminiertheit.- 7.1.2 Vermeiden von Inkonsistenz.- 7.1.3 Gewährleisten einer logischen Abfolge.- 7.2 Synchronisationsarten.- 7.2.1 Einseitige Synchronisation.- 7.2.2 Mehrseitige Synchronisation.- 7.3 Typische Synchronisationsprobleme.- 7.3.1 Betriebsmittelnutzung.- 7.3.2 Leser und Schreiber.- 7.3.3 Speisende Philosophen.- 8 Petri-Netze.- 8.1 Petri-Netze ohne Marken.- 8.1.1 Kanal-Instanz-Netze.- 8.1.2 Netzmorphismen.- 8.2 Petri-Netze mit Marken.- 8.2.1 Stellen-Transitions-Netze.- 8.2.2 Beispiele für die Synchronisation in Petri-Netzen.- 8.2.2.1 Produzenten und Konsumenten.- 8.2.2.2 Leser und Schreiber.- 8.2.2.3 Speisende Philosophen.- 8.2.3 Petri-Netze mit unterscheidbaren Marken.- 9 Verklemmungen.- 9.1 Ursachen für Verklemmungen.- 9.2 Verklemmungsvermeidung durch Regeln.- 9.3 Verklemmungsvermeidung durch Bedarfsanalyse.- 9.4 Verklemmungserkennung.- D: Kommunikation über gemeinsame Variablen.- 10 Schloßvariablen.- 10.1 Gegenseitiger Ausschluß mit Schloßvariablen.- 10.2 Schloßalgorithmen mit unteilbaren Operationen.- 10.3 Schloßalgorithmen ohne spezielle Operationen.- 10.3.1 Schloßalgorithmen für zwei Prozesse.- 10.3.1.1 Lösungsansatz 1.- 10.3.1.2 Lösungsansatz 2.- 10.3.1.3 Lösungsansatz 3.- 10.3.1.4 Lösungsansatz 4.- 10.3.1.5 Lösungsansatz 5.- 10.3.1.6 Lösungsansatz 6.- 10.3.1.7 Lösungsansatz 7.- 10.3.2 Schloßalgorithmen für eine beliebige feste Prozeßzahl.- 10.3.2.1 Lösungsansatz 1.- 10.3.2.2 Lösungsansatz 2.- 10.3.2.3 Lösungsansatz 3.- 10.4 Aktives Warten und andere Probleme.- 11 Semaphore.- 11.1 Synchronisation mit Semaphoren.- 11.1.1 Gegenseitiger Ausschluß mit Semaphoren.- 11.1.2 Einseitige Synchronisation mit Semaphoren.- 11.2 Implementierung von Semaphoren.- 11.3 Beispiele für die Synchronisation mit Semaphoren.- 11.3.1 Produzenten und Konsumenten.- 11.3.2 Produzenten und Konsumenten mit binären Semaphoren.- 11.3.3 Leser und Schreiber.- 11.3.4 Speisende Philosophen.- 11.3.5 Zigarettenraucher.- 11.4 Erweiterungen von Semaphoren.- 11.4.1 Additive Semaphore.- 11.4.2 Mehrfach-Semaphoroperationen.- 11.5 Semaphore in PEARL.- 11.5.1 Gewöhnliche Semaphore.- 11.5.2 Eingeschränkte additive Semaphore.- E: Abstraktion von Semaphoren.- 12 Bedingte kritische Abschnitte.- 12.1 Bindung von Bedingungen an kritische Abschnitte.- 12.2 Implementierung bedingter kritischer Abschnitte.- 12.3 Synchronisation mit bedingten kritischen Abschnitten.- 12.4 Bedingte kritische Abschnitte in Edison.- 13 Monitore.- 13.1 Synchronisation mit Monitoren.- 13.1.1 Gegenseitiger Ausschluß im Monitor.- 13.1.2 Ereignisvariablen.- 13.2 Implementierung von Monitoren.- 13.3 Beispiele für die Synchronisation mit Monitoren.- 13.3.1 Produzenten und Konsumenten.- 13.3.2 Leser und Schreiber.- 13.4 Monitorvarianten.- 13.4.1 Einelementige Warteschlangen in Concurrent Pascal.- 13.4.2 Priorisiertes Warten in Concurrent Euclid.- 13.4.3 Bedingungsgebundene Ereignisvariablen.- 13.4.4 Signale als Hinweise in Mesa.- 13.4.5 Geschachtelte Aufrufe von Monitorprozeduren.- 14 Pfadausdrücke.- 14.1 Synchronisation mit Pfadausdrücken.- 14.1.1 Pfadoperatoren.- 14.1.2 Geschlossene Pfadausdrücke.- 14.1.3 Offene Pfadausdrücke.- 14.2 Beispiele für die Synchronisation mit Pfadausdrücken.- 14.2.1 Ringpuffer.- 14.2.2 Speisende Philosophen.- 14.3 Probleme mit Pfadausdrücken.- F: Kommunikation über Nachrichten.- 15 Nachrichten.- 15.1 Nachrichtenaustausch.- 15.1.1 Senden von Nachrichten.- 15.1.2 Empfangen von Nachrichten.- 15.1.3 Kopieren beim Nachrichtenaustausch.- 15.1.3.1 Synchroner Nachrichtenaustausch.- 15.1.3.2 Asynchroner Nachrichtenaustausch.- 15.1.3.3 Dualität beim Nachrichtenaustausch.- 15.2 Selektiver Nachrichtenaustausch.- 15.2.1 Selektives Empfangen.- 15.2.2 Selektives Senden.- 15.2.3 Erweiterungen des selektiven Nachrichtenaustauschs.- 15.3 Nachrichtenaustausch in CSP.- 15.3.1 Sprachelemente von CSP.- 15.3.1.1 Kommunikationsanweisungen.- 15.3.1.2 Nichtdeterministische Auswahl.- 15.3.1.3 Prozesse.- 15.3.2 Beispiele für die Synchronisation mit CSP.- 15.3.2.1 Rückkehr in den Zoo.- 15.3.2.2 Speisende Philosophen.- 15.3.2.3 Sieb des Eratosthenes.- 15.3.3 Korrektheitsbeweise für CSP-Programme.- 15.4 Nachrichtenaustausch in Occam.- 15.4.1 Kommunikationsanweisungen.- 15.4.2 Replikatoren.- 15.4.3 Beispiel einer einfachen Steuerung.- 16 Kommunikationskanäle.- 16.1 Adressierung.- 16.1.1 Direkte Benennung.- 16.1.2 Briefkästen.- 16.1.3 Ports.- 16.1.3.1 Rückmeldungen.- 16.1.3.2 Synchronisation von Prozeßklassen mit Ports.- 16.1.3.3 Synchronisationsverhalten beim Zugriff auf Ports.- 16.1.4 Verbindungen.- 16.1.4.1 Einrichten von Verbindungen.- 16.1.4.2 Verbindungen in Mehrrechner-PEARL.- 16.2 Dynamische Kommunikationskanäle.- G: Abstraktion von Nachrichten.- 17 Prozedurfernaufrufe.- 17.1 Aktionsorientierte Kommunikation.- 17.1.1 Prozeduren als Kommunikationsmittel.- 17.1.2 Nebenläufigkeit bei Prozedurfernaufrufen.- 17.2 Implementierung von Prozedurfemaufrufen.- 17.3 Lokale und ferne Prozeduren.- 17.3.1 Ausführen femer Prozeduren.- 17.3.2 Parameter ferner Prozeduren.- 17.4 Prozedurfernaufrufe in DP.- 17.4.1 Prozesse und Prozeduren.- 17.4.2 Bewachte Anweisungen.- 17.4.3 Beispiele für die Synchronisation mit DP.- 18 Rendezvous.- 18.1 Eingehen eines Rendezvous.- 18.1.1 Selektives Eingehen von Rendezvous.- 18.1.2 Nebenläufigkeit beim Rendezvous.- 18.2 Beispiele für die Synchronisation mit Rendezvous.- 18.2.1 Ringpuffer.- 18.2.2 Leser und Schreiber.- 18.3 Rendezvous in Ada.- 18.3.1 Anbieten von Rendezvous.- 18.3.2 Beantragen von Rendezvous.- 18.3.3 Zeitüberwachung von Rendezvousausführungen.- H: Strukturen verteilter Programmsysteme.- 19 Verteiltheit.- 19.1 Verteilte Systeme.- 19.1.1 Physikalische Verteiltheit der Hardware.- 19.1.2 Physikalische Verteiltheit der Software.- 19.1.2.1 Dezentralisierung.- 19.1.2.2 Gemeinsame Nutzung von Betriebsmitteln.- 19.1.2.3 Erhöhen der Zuverlässigkeit.- 19.1.3 Von der physikalischen zur logischen Verteiltheit.- 19.2 Unschärfen in verteilten Systemen.- 19.3 Architektur verteilter Systeme.- 19.3.1 Dienste und Protokolle.- 19.3.2 Typische Schichtenstruktur verteilter Systeme.- 19.3.2.1 Anwendungssystem.- 19.3.2.2 Programmiersystem.- 19.3.2.3 Betriebssystem.- 19.3.2.4 Kommunikationssystem.- 20 Konfiguration.- 20.1 Topographie verteilter Systeme.- 20.1.1 Physikalische Topographie.- 20.1.2 Logische Topographie.- 20.1.3 Abbilden der Topographien.- 20.2 Konfiguration in Occam.- 20.3 Konfiguration in Mehrrechner-PEARL.- 20.3.1 Beschreibung der physikalischen Topographie.- 20.3.1.1 Stationsteil.- 20.3.1.2 Netzteil.- 20.3.1.3 Systemteü.- 20.3.2 Logische Topographie und Konfiguration.- 20.4 Benennung in verteilten Systemen.- 20.4.1 Namensbildung.- 20.4.2 Namensverwaltung.- 20.4.2.1 Namensvergabe.- 20.4.2.2 Namensverteilung.- 21 Protokolle.- 21.1 Aufgaben von Protokollen.- 21.1.1 Fehlererkennung.- 21.1.2 Reihenfolgeerhaltung.- 21.1.3 Flußkontrolle.- 21.1.4 Nachrichtenbestätigung.- 21.2 Abwicklung von Protokollen.- 21.2.1 Protokolle als Spielregeln.- 21.2.2 Protokollmaschinen.- 21.2.2.1 Protokollspezifikation.- 21.2.2.2 Protokollanwendung.- 21.3 Protokollspezifikation mit RSPL-Z.- 21.3.1 Sprachelemente von RSPL-Z.- 21.3.1.1 Sequenzausdrücke.- 21.3.1.2 Werdegang.- 21.3.2 Spezifikation eines einfachen Protokolls.- 21.4 Ein Protokoll zur datenorientierten Kommunikation.- 21.4.1 Protokoll auf Empfängerseite.- 21.4.2 Protokoll auf Senderseite.- 21.5 Ein Protokoll zur aktionsorientierten Kommunikation.- 21.5.1 Semantik von Prozedurfernaufrufen.- 21.5.1.1 Aufruf ferner Prozeduren.- 21.5.1.2 Ausführen ferner Prozeduren.- 21.5.2 Beispiel einer Fernaufrufimplementierung.- 21.5.2.1 Starten eines Fernaufrufs.- 21.5.2.2 Verwaltung von eigenen und fremden Femaufrufen.- 21.5.2.3 Weiterleitung von Fernaufrufen an fremde Rechner.- 21.5.2.4 Empfang von fremden Fernaufrufen im eigenen Rechner.- Epilog.- 22 Schlußbeispiel.- 22.1 Aufgabenstellung.- 22.2 Programmstruktur.- 22.3 Programminitialisierung.- 22.4 Steuerung der Kabinen.- 22.4.1 Fahrt einer Kabine über die Strecke.- 22.4.2 Fahrt einer Kabine in den Bahnhof.- 22.5 Sicherung der Streckenabschnitte.- 22.6 Verteilen von Fahraufträgen.- 22.7 Fahrgäste.- Nachwort.- Literatur.

Produktinformationen

Titel: Nebenläufige Programme
Illustrator:
Autor:
EAN: 9783642579318
Digitaler Kopierschutz: Wasserzeichen
Format: E-Book (pdf)
Hersteller: Springer Berlin
Genre: Informatik
Anzahl Seiten: 465
Veröffentlichung: 27.11.2013
Auflage: 2. Aufl. 1994

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