II.3.4 Hai bài toán điều phối làm ví dụ

 Bài toán 1: Giả sử có một ứng dụng, tạm gọi là ứn dụng Producer/Consumer, trong hệ thống đa nhiệm – đa người sử dụng. Ứng dụng này có hai tiến trình chính đó là, tiến trình người sản xuất (Producer) và tiến trình người tiêu thụ (Consumer), hai tiến trình này hoạt động đồng thời với nhau và cùng chia sẻ một bộ đệm (Buffer) có kích thước giới hạn, chỉ có 3 phần tử. Tiến trình Producer tạo ra dữ liệu và đặt vào Buffer, tiến trình Consumor nhận dữ liệu từ Buffer ra để xử lý. Rõ ràng hệ thống này cần phải có các ràng buộc sau:

1. Hai tiến trình Producer và Consumer không được đồng thời truy xuất Buffer (Buffer là tài nguyên găng).

2. Tiến trình Producer không được ghi dữ liệu vào Buffer khi Buffer đã bị đầy.

3. Tiến trình Consumerkhông được đọc dữ liệu từ Buffer khi Buffer rỗng. Hãy dùng các giải pháp Semafore, Monitor, Message để tổ chức điều độ cho các tiến trình Producer và Consumer trong bài toán trên.

Với giải pháp này sơ đồ điều độ phải sử dụng 3 Semaphore (sự đánh tín hiệu bằng cờ):

 Full: dùng để theo dõi số chỗ đã có dữ liệu trong bộ đệm, nó được khởi gán bằng 0. Tức là, ban đầu Buffer rỗng.

 Empty: dùng để theo dõi số chỗ còn trống trên bộ đệm, nó được khởi gán bằng 3. Tức là, ban đầu Buffer không chứa một phần tử dữ liệu nào.  Mutex: dùng để kiểm tra truy xuất đồng thời trên bộ đệm, nó được khởi gán bằng 1. Tức là, chỉ có 1 tiến trình được phép truy xuất buffre. Sơ đồ điều độ sẽ như sau:

Program Producer/Consumer;

Var Full, Empty, Mutex: Semaphore (sự đánh tín hiệu bằng cờ);

{---} Procedure Producer();

Begin Repeat

< Tạo dữ liệu>;

Down(empty); {kiểm tra xem buffer còn chỗ trống ?}

Down(mutex); {kiểm tra và xác lập quyền truy xuất Buffer} <Đặt dữ liệu vào Buffer>;

Up(mutex); {kết thúc truy xuất buffer}

Up(Full); {đã có 1 phần tử dữ liệu trong Buffer}

Until .F. End; {---} Procedure Consumer(); Begin Repeat

Down(full); {còn phần tử dữ liệu trong Buffer?}

Down(mutex); {kiểm tra và xác lập quyền truy xuất Buffer}

<Nhận dữ liệu từ đệm>;

Up(mutex); {kết thúc truy xuất buffer}

Up(empty); {đã lấy 1 phần tử dữ liệu trong Buffer}

Until .F. End;

{---} BEGIN

Full = 0; Empty = 3; Mutex = 1; Produc er();

Consumer();

END.

{---}

II.3.4.2. Giải pháp dùng Monitor

Với giải pháp này người lập trình phải định nghĩa một monitor, có tên là ProducerConsumer, trong đó có hai thủ tục Enter và Remove, dùng để thao tác trên Buffer. Xử lý của các thủ tục này phụ thuộc vào các biến điều kiện full và empty. Full và Emtry được quy định định sử dụng như trong giải pháp semaphore (sự đánh tín hiệu bằng cờ).

Sơ đồ điều độ sẽ như sau:

Program Producer/Consumer;

Monitor ProducerConsumer;

Condition Full, Empty;

Var Count: Integer; {để đếm số phần tử đữ liệu được đưa vào Buffer}