Проблемы в Ada Concurrency

Question

Мне нужна помощь, а также некоторое понимание. Это программа в Ada-2005, которая имеет 3 задачи. Выходной сигнал равен «z». Если 3 задачи не выполняются в порядке их размещения в программе, тогда вывод может варьироваться от z = 2, z = 1 до z = 0 (это легко увидеть в программе, взаимное исключение пытается сделать вывод z = 2).

WITH Ada.Text_IO; USE Ada.Text_IO; 
WITH Ada.Integer_Text_IO; USE Ada.Integer_Text_IO; 
WITH System; USE System; 

procedure xyz is 
    x : Integer := 0; 
    y : Integer := 0; 
    z : Integer := 0; 

    task task1 is 
     pragma Priority(System.Default_Priority + 3); 
    end task1; 

    task task2 is 
     pragma Priority(System.Default_Priority + 2); 
    end task2; 

    task task3 is 
     pragma Priority(System.Default_Priority + 1); 
    end task3; 

    task body task1 is 
    begin 
     x := x + 1; 
    end task1; 

    task body task2 is 
    begin 
     y := x + y; 
    end task2; 

    task body task3 is 
    begin 
     z := x + y + z; 
    end task3; 

begin 
    Put(" z = "); 
    Put(z); 
end xyz; 

я впервые попробовал эту программу

(а) без прагм, результат: В 100 попыток, вхождение 2: 86, 1 совпадения: 10, вхождение 0: 4.

Тогда

(б) с прагм, результат: В 100 попыток, вхождение 2: 84, 1 совпадения: 14, вхождение 0: 2.

Который является неожиданным, так как 2 результатов, близких идент скую. Что означает прагмы, или нет прагм, результат имеет такое же поведение.

Те, кто являются консультантами по аду, могут пролить свет на эту тему. Также предлагаются альтернативные решения с семафорами (если возможно).

Далее, на мой взгляд, для критического процесса (это то, что мы делаем с Ada), с прагмами результат должен быть z = 2, 100% в любое время, следовательно, или иначе эта программа должна называться 85% критической !!!! (Это не должно быть так с Ada)

Answer 1

Защищенный объект для выполнения трех операций может выглядеть примерно так. Но учтите, что все это делается, чтобы убедиться, что три переменные x, y и z соответствуют порядку, в котором произошли обновления; он ничего не говорит о порядке.

protected P is 
     procedure Update_X; 
     procedure Update_Y; 
     procedure Update_Z; 
     function Get_Z return Integer; 
    private 
     X : Integer := 0; 
     Y : Integer := 0; 
     Z : Integer := 0; 
    end P; 
    protected body P is 
     procedure Update_X is 
     begin 
     X := X + 1; 
     end Update_X; 
     procedure Update_Y is 
     begin 
     Y := Y + X; 
     end Update_Y; 
     procedure Update_Z is 
     begin 
     Z := X + Y + Z; 
     end Update_Z; 
     function Get_Z return Integer is 
     begin 
     return Z; 
     end Get_Z; 
    end P; 

С другой стороны, чтобы убедиться, что все три задачи «представить свои результаты» в правильном порядке, вы могли бы переписать P так, что вызов сказать Update_Y будет блокировать до тех пор, Update_X не было названо: Get_Z Сейчас должна быть запись с параметром out, а не функцией.

protected P is 
     entry Update_X; 
     entry Update_Y; 
     entry Update_Z; 
     entry Get_Z (Result : out Integer); 
    private 
     X_Updated : Boolean := False; 
     Y_Updated : Boolean := False; 
     Z_Updated : Boolean := False; 
     X : Integer := 0; 
     Y : Integer := 0; 
     Z : Integer := 0; 
    end P; 
    protected body P is 
     entry Update_X when True is 
     begin 
     X := X + 1; 
     X_Updated := True; 
     end Update_X; 
     entry Update_Y when X_Updated is 
     begin 
     Y := Y + X; 
     Y_Updated := True; 
     end Update_Y; 
     entry Update_Z when Y_Updated is 
     begin 
     Z := X + Y + Z; 
     Z_Updated := True; 
     end Update_Z; 
     entry Get_Z (Result : out Integer) when Z_Updated is 
     begin 
     Result := Z; 
     end Get_Z; 
    end P; 

Эти три задачи теперь могут иметь любой приоритет, который вам нравится. Но задача, которая вызывает Update_Z, будет блокироваться до тех пор, пока не будут сообщены остальные два.

Answer 2

Ну, эти прагмы просто определяют приоритеты задач в вашей системе, они не гарантируют какого-либо взаимного исключения этих переменных.

Там может быть некоторыми системами, где этого достаточно. Тем не менее, большинство реализаций Ada в наши дни сопоставляют задачи Ada с потоками ОС, и большинство пользователей ПК в эти дни имеют несколько процессоров и могут разливать свои потоки среди них. Нет ничего, что помешало бы ОС планировать следующий поток с более низким приоритетом на вашем втором процессоре, пока работает поток с наивысшим приоритетом.

Такое поведение в программе называется «условием гонки».

Если вы хотите взаимное исключение из этих переменных, вам необходимо реализовать это. Либо давайте управление переменными одной задаче и используйте рандеву, чтобы изменить их из других задач, либо взгляните на их включение в protected objects. Я бы предложил последнее, так как рандеву можно было бы намного сложнее добиться. Однако, если вы хотите заказать вызовы определенным образом, задача мастера, вызывающая рандеву на другие задачи, может быть способом.

Answer 3

вот программа, которая является последовательным вариантом вышеизложенного! .... только с одной задачей (даже этого можно избежать, если я использую одну процедуру, как предложено Marc C и T.E.D)

С Ada.Text_IO; ИСПОЛЬЗОВАТЬ Ada.Text_IO;

С Ada.Integer_Text_IO; USE Ada.Integer_Text_IO;

С системой; USE System;

процедура xyzsimple является

х: Целое число: = 0; y: Целое число: = 0; z: Целое число: = 0;

тип задачи xyz;

T: xyz;

тело Задачи хуг является

начинает

х: = х + 1;
y: = x + y;
z: = x + y + z;

конец xyz;

begin Put ("z =");

Put (z);

конец xyzsimple;

Эта программа всегда выдает выход z = 2, но тогда это не служит для иллюстрации того, что я пытался сделать. Эта программа детерминирована, а не парадигма параллелизма! Кроме того, эта программа никогда не представит «СОСТОЯНИЕ РАССТОЯНИЯ», о котором упоминал T.E.D.