LF 11 Parallele Prozesse

Parallele Prozesse gestalten und in Netzwerken programmieren

Ziel:

Die Schülerinnen und Schüler programmieren verteilte Applikationen und berücksichtigen bei der Programmierung die Strukturen von nebenläufigen Prozessen sowie die Prozessabwicklung.
Die Schülerinnen und Schüler beschreiben unterschiedliche Rechen und Speichermodelle. Sie grenzen unterschiedliche Methoden der Speicherverwaltung bei der Parallelprogrammierung mathematischer Modelle voneinander ab.
Sie verwenden aktuelle Kommunikationsmodelle zur Beschreibung der Prozesskommunikation.

Inhalte:

Entwicklung von nebenläufigen Prozessen

  • Prozessbeschreibung, Synchronisationsarten und Probleme der Synchronisation: Deadlock, Semaphore, kritische Abschnitte
  • Parallelisierung von Zählschleifen: Reihenberechnung von π, Matrizenberechnungen
  • MasterWorker Prozesse: Primzahlberechnung

Prozessortechnik

  • Multiprozessortechnik mit gemeinsamen und verteiltem Speicher
  • Speicherverwaltung: Paging, virtueller Speicher, Cache
  • Prozessverwaltung: Betriebsmittel für Prozesse, Zustandsübergänge, Unterbrechungen und Unterbrechungsarten

Prozesskommunikation

  • OSIReferenzmodell
  • Kommunikation über gemeinsame Variablen und über Verwendung von Nachrichten
  • Probleme der Kommunikation: Race Condition, Wettlaufsituation