“Operatsion tizimlar” fanidan tayyorlagan

3. Semaforlar haqida tushuncha

Semafor yadro tomonidan qayta ishlanadigan butun qiymatli obyekt bo’lib, uning uchun quyidagi elementar amallar aniqlangan:

• 
  semafor initsializatsiyasi, bu ish natijasida semaforga manfoy bo’lmagan qiymat ta’minlanadi:
  
• 
  semafor qiymatini kamaytiruvchi P turdagi amal. Agar semaforning qiymati nolli belgidan kamaytirilsa, amalni bajarayotgan jarayon o’z ishini to’xtatadi;
  
• 
  semaforning qiymatini oshiruvchi V turdagi amal. Agar semaforning qiymati amal bajarilishi natijasida 0 ga teng yoki undan katta bo’lsa, P amal bajarilishi vaqtida to’xtatilgan jarayonlardan biri to’xtatilgan holatdan chiqariladi;
  
• 
  semafor qiymatini kamaytiruvchi va semaforning qiymati musbat holda qolgan holda “rost” mantiqiy qiymat qaytaruvchi P turidagi shartli amal (qisqacha CP – conditional P). Agar bu amal natijasida semafor qiymati manfiy yoki nol bo’lishi kerak bo’lsa, uning ustida hech qanday amal bajarilmaydi va amal “yolg’on” mantiqiy qiymat qaytaradi.
  

1-rasm. (Semaforlar qiymatiga murojaat qiladigan va uni o’zgartiradigan amallar)

Semaforlar resurslari soni cheklangan joy, masalan restorangagi o’rinlar soni sifatida tasavvur qilish mumkin. Agar restoranda o’rindiqlar soni 50 kishilik bo’lsa va boshqa hech kim bo’lmasa, u holda semafor 50 soni bilan initsializatsiya qilinadi. Restoranga kelgan har bir odam o’rindiqlar sonini bittaga kamaytiradi (restoran zahirasini bittaga kamaytiradi) va semaforaning qiymati kamayadi. Hamma o’rindiqlar band bo’lganda, semafor nol qiymatli bo’ladi va restoranga hech kim kira olmaydi. Umidli restoranga tashrif buyurganlar kimningdir ovqatlanib bo’lishini (o’rindiqlar zahirasining oshishini) kutadi. O’rin bo’shagach, semafor qiymati oshadi va o’rin zahirasi yana oshadi.

Semaforlarga faqat quyidagi amallar bilan murojaat qilish mumkin: wait() va signal(). wait() amali jarayon zahiraga murojaat qilishni hohasa chaqiriladi. Bu tashrif buyuruvchining bo’sh stolga o’tirishga urinishiga ekvivalent. Agar bo’sh o’rin bo’lmasa, yoki semafor noldan katta bo’lsa, u holda tashrif buyuruvchi zahirani band qilishi (o’tirishi) mumkin. Agar bo’sh o’rindiq bo’lmasa, unda semaforning qiymati nol bo’ladi va jarayon semaforning qiymati noldan katta bo’lishini kutadi. signal() amali jarayon zahiradan foydalanib bo’linganidan so’ng chaqiriladi. Quyidagi sxema semaforni sanash uchun qo’llaniladi:

Tarixan, wait() amali P (nemis tilidan “Proberen” – urinib ko’rish) deb nomlangan, signal() esa V (nemis tilidan “Verhogen” – oshirish) deb belgilangan.
Kamchiliklari:
1. bandlikda kutish – semafor jarayonida davomli sikl;
2. spinlock - bandlikda kurish amalga oshirilganda markaziy prosessorni (CPU) band qiladi.
Semaphore (ing. Semaphore) - bu hisoblagichga asoslanib, ikkita atom operatsiyasi bajarilishi mumkin bo'lgan jarayonlar va oqimlarning sinxronlashuvi: qiymatni bittaga oshirish va kamaytirish, shu bilan hisoblagichning nol qiymatiga pasayish jarayonga taqiq qo`yiladi. U yanada murakkab sinxronizatsiya mexanizmlarini yaratish uchun ishlatiladi va parallel vazifalarni sinxronlashtirishda, umumiy xotira orqali ma'lumotlarni uzatishda, tanqidiy bo'limlarni himoya qilishda, shuningdek uskunaga kirishni boshqarish uchun fo`ydalaniladi.