Sortowanie współbieżne w pamięci dzielonej
Filip Binkiewicz
332069
1. Schemat rozwiązania
Rozwiązanie jest zgodnie ze specyfikacją podaną w treści zadania.
Jedyna część logiki nieopisana w treści dotyczy zakończenia wszystkich
procesów sortujących. Wykorzystałem następujące fakty:
- Każdy z procesów A oraz B musi wykonać n kroków w pesymistycznym przypadku
- Po n krokach procesów A i B tablica jest posortowana
- Jeśli dla pewnego i, 1 <= i <= n, żaden z procesów A i B
nie wykonał zamiany w tablicy, to tablica jest posortowana
w kroku i
Po tych obserwacjach implementacja jest oczywista: w każdym kroku
procesy A i B dzielą informację, czy wykonały zamianę. Jeśli któryś
proces zauważy, że w pewnym kroku bezczynnych było 2 * n - 1 procesów,
może rozpropagować informację, że sortowanie zostało zakończone.
Oczywiście rozwiązanie to nie gwarantuje, że żaden proces nie wykona
niepotrzebnie pustych kroków. W praktyce jednak okazuje się, że
przy nieco dłuzszych posortowanych tablicach (długości rzędu 1000),
wszystkie procesy kończą po maksymalnie kilkudziesięciu krokach.
Wszystko zależy od początkowego stanu tablicy i złośliwości planisty
2. Wykorzystane zmienne
Wykorzystałem zaalokowane w (anonimowej) pamięci współdzielonej następujące zmienne:
- shared_array - tablica do posortowania
- idle_count - tablica długości n, mówiąca, ile procesów było bezczynnych
w danym kroku
- sorting_done - mówiąca, czy któryś z procesów ustalił, że
tablica została posortowana
Do synchronizacji zostały wykorzystane nastepujące semafory:
- mutex
- n semaforów A
- n - 1 semaforów B
Zgodnie z nazwą, mutex służy do modyfikowania współdzielonych zmiennych,
a każdy z procesów A i B ma osobisty semafor, na którym czeka, aż procesy,
od których pracy zależy, wykonają swój krok.