Homework Dry 3

תמליל

1 Homework Dry 3 Due date: Sunday, 9/06/ :30 noon Teaching assistant in charge: Anastasia Braginsky Important: this semester the Q&A for the exercise will take place at a public forum only. To register to the forum, please go to its sign up page. Our course s homepage is here. Please note, the forum is a part of the exercise, any clarification/correction that will be published in the forum is a *MUST*. A number of guidelines to use the forum: Read previous Q&A carefully before asking the question; repeated questions will probably go without answers Be polite, remember that course staff does this as a service for the students You re not allowed to post any kind of solution and/or source code in the forum as a hint for other students; In case you feel that you have to discuss such a matter, please come to the reception hour When posting questions regarding hw3, put them in the hw3 folder שאלה 1 נתונה מטריצה A ו- 2 וקטורים cols_sum ו- row_sum אשר מחזיקים את סכום השורות והעמודות במטריצה. א. כתוב קוד אשר מאפשר עדכון מקבילי של איברי המטריצה A והוקטורים cols_num ו- rows_num כך שגישה במקביל לשני איברים שלא נמצאים באותה השורה והעמודה תהיה אפשרית. update_val(int A[N][M], int row_sum[], int col_sum[], int new_val, int i, int j)

2 מציעים לכתוב את הפונקציה אשר מעדכנת קבוצה של ערכים בבת אחת. עדיין אנו רוצים לשמור על גישה מקבילית ככל האפשר. סטודנט הציע לפתור את הבעיה בצורה הבאה: mutex m_rows[n]; mutex m_cols[m]; multiple_update_val(int A[][M], int row_sum[], int col_sum[], int new_vals[],int i_places[], int j_places[], int length) int k=1; for k=1:length i = i_places[k]; j = j_places[k]; lock(m_cols[j]); lock(m_rows[i]); end for k=1:length i = i_places[k]; j = j_places[k]; col_sum[j] += new_val A[i][j]; row_sum[i] += new_val A[i][j]; A[i][j] = new_val; end for k=1:length i = i_places[k]; j = j_places[k]; unlock(m_cols[j]); unlock(m_rows[i]); end

3 ב. לפניכם מספר טענות בקשר למימוש הנ"ל. לכל טענה, סמנו האם הטענה נכונה והסבירו מדוע. שימו לב, הפתרון כתוב כפסאודו-קוד ולא ב- C עם.POSIX Threads הניחו שה- mutex -ים מתנהגים כפי שלמדתם בהרצאה. האם ייתכן מצב של deadlook בפתרון עקב נעילה עצמית? הטענה נכונה: כן / לא הסבר: האם ייתכן מצב של deadlook בפתרון שלא עקב נעילה עצמית? הטענה נכונה: כן / לא הסבר: תחת ההנחה שלא מתקיים deadlock האם הפתרון הנ"ל מאפשר מקסימום מקביליות? אם לא תן דוגמא שבא חוט ממתין כאשר הוא היה יכול לבצע עדכון של המטריצה הטענה נכונה: כן / לא הסבר: ג. ממשו את הפונקציה.multiple_update_val הפתרון שלכם צריך להיות חסר,deadlock וצריך לאפשר מקסימום מקביליות. multiple_update_val(int A[][M], int row_sum[], int col_sum[], int new_vals[], int i_places[], int j_places[], int length)

4 שאלה 2 א. שלושה חוטים, D, C, B, משתפים פעולה על-מנת לסכום את הערכים )מספרים שלמים( המאוחסנים במערך X בגודל 22, באופן הבא: X[0], X[2], X[18] סוכם את האיברים הזוגיים B.1 X[1], X[3], X[19] סוכם את האיברים האי-זוגיים C.2 ו- C. B מחבר את התוצאות של D 3. השלם את הקוד המופיע להלן )כולל הגדרת משתנים, אם צריך(, כך ש: 1. כל חוט מסיים אחרי שגמר את תפקידו. 2. B ו- C ניגשים לאיברים שונים של המערך בו-זמנית. 3. הפתרון משתמש רק בסמפורים. 4. החוטים לא מבצעים.busy-wait 5. המערך X מאותחל עם ערכים מתאימים. 6. מספר השורות הריקות אינו מחייב. int x[20]; int sum, sumb, sumc; ThreadB: sumb = 0; for(i=0; i<20; i+=2) sumb += x[i];

5 ThreadC sumc = 0; for(i=1; i<20; i+=2) sumc += x[i]; ThreadD: sum = sumb + sumc; ב. למקרים כאלה משתמשים לפעמים בכלי סינכרון כללי יותר שנקרא מחסום.)barrier( הגרסה החד-פעמית של המחסום תומכת בפונקציה enter_barrier עבור מספר תהליכים N ידוע מראש. תהליך הקורא לפונקציה ימתין )המתנה חוסמת( עד שכל N התהליכים יקראו ל.enter-barrier רק לאחר שכל התהליכים "נכנסו למחסום" )הפעילו את הפונקציה )enter_barrier יוכלו כל N התהליכים להמשיך את הביצוע שלהם. כתוב פסאודו-קוד לפונקציה enter_barrier לשימוש חד פעמי, אשר משתמש רק במנעול אחד ובמשתנה תנאי אחד. מותר להשתמש במשתנים גלובליים נוספים )אבל לא אמצעי סנכרון נוספים(. Lock L Condition C Function enter_barrier

6