تشخیص بن بست در سیستمهای توزیع شده
پروژه دوره کارشناسی مهندسی نرم‌افزار
89صفحه
امروزه کمتر سیستمی را می توان یافت که روی یک کامپیوتر متمرکز باشد. رشد روزافزون استفاده از سیستمهای توزیع شده، اهمیت تحقیق و پژوهش در راستای حل موانع و مشکلات موجود در این سیستمها را بیشتر آشکار می نماید. از جمله سیستمهای توزیع شده می توان به بانکهای اطلاعاتی توزیع شده، سیستم عاملهای توزیع شده، و سیستمهای کارگزار موبایل اشاره نمود.
سیستم توزیع شده از مجموعه ای از فرآیندهایی که از طریق ارسال پیام با یکدیگر در ارتباط اند،تشکیل شده است.یکی از مسائل مهم در سیستمهای توزیع شده در راستای مدیریت منابع، تشخیص بن بست توزیع شده است. مدیریت منابع زمانی که فرایندهای درخواست کننده در سطح شبکه در مکانهای مختلف توزیع شده اند،فرایند تشخیص را نسبت به سیستمهای متمرکز، دشوارتر می نماید.
طی دهه اخیر الگوریتم های زیادی برای تشخیص بن بست در سیستم های توزیع شده ارائه شده است که تعداد زیادی از آنها موفق به تشخیص بن بست نمی شوند و یا بن بست هایی را گزارش می کنند که در واقع وجود ندارند و یا اینکه اثبات شده است که نادرست اند.
هدف از این تحقیق مطالعه و بررسی روشهای مختلف تشخیص بن بست در سیستمهای توزیع شده، شناسایی مشکلات، محدودیت های آنها و ارائه راه حل عملی مبتنی بر واقعیات موجود در سیستمهای توزیع شده در خصوص مشکلات شناسایی شده است.
فصل اول:
تشخیص بن بست در سیستم های توزیع شده
1-1- مفاهیم پایه
تعریف 1-گراف- انتظار- برای (WFG): یک گراف جهتدار است که وابستگی بین فرایندها را نشان می دهد و در آن گره ها فرایندها و یالها نشان دهنده درخواست منابع است.
تعریف2- چرخه[1] بن بست: یک چرخه جهتدار در گراف- انتظار- برای (WFG) است.
تعریف3- بن بست دروغین: به بن بستی گفته می شود که در حقیقت وجود ندارد.
تعریف4- درستی الگوریتم های تشخیص بن بست توزیع شده: اثبات درستی الگوریتم های تشخیص
بن بست توزیع شده با 2 ویژگی زیر تعیین می شود:
- ویژگی پیشرفت (Progress): بدین معنی که هر بن بستی که واقع شود در نهایت باید تشخیص داده شود.
- ویژگی امنیت(Safety): اگر بن بستی توسط الگوریتم تشخیص داده شود، باید واقعاً وجود داشته باشد.
1-2- انواع مدلهای بن بست براساس سیستم تبادل پیام
براساس سیستم تبادل پیام، دو نوع بن بست وجود دارد:
* بن بست منبعی
* بن بست ارتباطی
در بن بستهای ارتباطی، پیامها منابعی هستند که فرایندها برای آن متنظراند. تفاوت اصلی بین بن بست منبعی و بن بست ارتباطی در این است که بن بست منبعی از شرایط AND استفاده می کند و بن بست ارتباطی از شرط OR با تعریف ذیل استفاده می کند:
1-3- انواع مدلهای بن بست براساس نوع درخواست منبع
تقسیم بندی مدلهای بن بست براساس سیستم تبادل پیام به دو نوع بن بست ارتباطی و منبع به منظور شناسایی الگوریتمهای تشخیص بن بست کافی نیست. بنابراین که ویژگی های بیشتری از این الگوریتمها مدنظر قرار گیرد. یکی از این ویژگی ها نوع درخواست منبع است. در این بخش سلسله مراتبی از مدلهای منبع که می تواند در تقسیم بندی الگوریتمها تشخیص بن بست مورد استفاده قرار گیرد و مبتنی بر مدل بن بست ارائه شده توسط Knapp است، ارائه می شود.
1-3-1- مدل گراف- انتظار- برای
این گراف به کلاس گراف های جهت دار تعلق دارد. گره ها در این گراف برای مدل کردن فرایندها بکار می روند. یالهای جهتدار در گراف نشان دهنده روابط مسدود شدن بین فرایندها . یک گره با یک یال خارج شده از آن به یک فرایند مسدود شده تعلق دارد.
بن بست با یک چرخه در این گراف مشخص می شود. ارتباط بین بن بستها و این گراف در بخشهای زیر نشان داده شده است[13].
[1] - Deadlock cycle
پروژه دوره کارشناسی مهندسی نرم‌افزارتشخیص بن بست در سیستمهای توزیع شده
