В этом случае может иметь
В этом случае может иметь место следующая последовательность событий:
• Т1 загружает N в свой регистр R1 (значение равно и).
• Т2 загружает N в свой регистр R1 (значение равно «).
• Т1 увеличивает R1 (значение равно п + 1).
• Т2 увеличивает R1 (значение равно и + 1).
• Т1 сохраняет содержимое своего регистра R1 в N (значение равно п + 1).
• Т2 сохраняет содержимое своего регистра R1 в N (значение равно п + 1).
Результат выполнения каждого из двух тел циклов состоит только в том, что N увеличится на единицу. Результирующее значение N может лежать между 100 и 200 в зависимости от относительной скорости каждого из двух процессоров.
Важно понять, что это может произойти даже на компьютере, который реализует многозадачный режим путем использования единственного ЦП. Когда ЦП переключается с одного процесса на другой, регистры, которые используются заблокированным процессом, сохраняются, а затем восстанавливаются, когда этот процесс продолжается.
В теории параллелизма выполнение параллельной программы определяется как любое чередование атомарных команд задач. Атомарная команда — это всего лишь команда, которую нельзя выполнить «частично» или прервать, чтобы продолжить выполнение другой задачи. В модели параллелизма с общей памятью команды загрузки и сохранения являются атомарными.
Если говорить о чередующихся вычислениях, то языки и системы, которые поддерживают параллелизм, различаются уровнем определенных в них атомарных команд. Реализация команды должна гарантировать, что она выполняется атомарно. В случае команд загрузки и сохранения это обеспечивается аппаратным интерфейсом памяти. Атомарность команд высокого уровня реализуется с помощью базисной системы поддержки времени выполнения и поддерживается специальными командами ЦП.
12.3. Проблема взаимных исключений
Проблема взаимных исключений (mutual exclusion problem) для параллельных программ является обобщением приведенного выше примера.
