Gestion des processus et des ressources : Annales

Exercice 1

Dans un bureau d’architectes, on dispose de certaines ressources qui ne peuvent être utilisées simultanément par plus d’un processus, comme l’imprimante, la table traçante, le modem. Chaque programme, lorsqu’il s’exécute, demande l’allocation des ressources qui lui sont nécessaires. Lorsqu’il a fini de s’exécuter, il libère ses ressources.

On appelle $p_1$, $p_2$ et $p_3$ les processus associés respectivement aux programmes 1, 2 et 3.

1. Les processus s’exécutent de manière concurrente.
   Justifier qu’une situation d’interblocage peut se produire.

2. Modifier l’ordre des instructions du programme 3 pour qu’une telle situation ne puisse pas se produire. Aucune justification n’est attendue.

3. Supposons que le processus $p_1$ demande la table traçante alors qu’elle est en cours d’utilisation par le processus $p_3$. Parmi les états suivants, quel sera l’état du processus $p_1$ tant que la table traçante n’est pas disponible :
   a. élu
   b. bloqué
   c. prêt
   d. terminé

Exercice 2

Un constructeur automobile utilise des ordinateurs pour la conception de ses véhicules. Ceux-ci sont munis d’un système d’exploitation ainsi que de nombreuses applications parmi lesquelles on peut citer :

• un logiciel de traitement de texte ;
• un tableur ;
• un logiciel de Conception Assistée par Ordinateur (CAO) ;
• un système de gestion de base de donnée (SGBD).

Chaque ordinateur est équipé des périphériques classiques : clavier, souris, écran et est relié à une imprimante réseau.

Ce constructeur automobile intègre à ses véhicules des systèmes embarqués, comme par exemple un système de guidage par satellites (GPS), un système de freinage antiblocage (ABS).
Ces dispositifs utilisent des systèmes sur puces (SoC : Système on a Chip).

1. Citer deux avantages à utiliser ces systèmes sur puces plutôt qu’une architecture classique d’ordinateur.

Un ingénieur travaille sur son ordinateur et utilise les quatre applications citées au début de l’énoncé.
Pendant l’exécution de ces applications, des processus mobilisent des données et sont en attente d’autres données mobilisées par d’autres processus.
On donne ci-dessous un tableau indiquant à un instant précis l’état des processus en cours d’exécution et dans lequel $D_1$, $D_2$, $D_3$, $D_4$ et $D_5$ sont des données.
La lettre $M$ signifie que la donnée est mobilisée par l’application ; la lettre $A$ signifie que l’application est en attente de cette donnée. Lecture du tableau : le logiciel de traitement de texte mobilise $(M)$ la donnée $D_1$ et est en attente $(A)$ de la donnée $D_2$.

2. Montrer que les applications s’attendent mutuellement.
   Comment s’appelle cette situation ?

Ce constructeur automobile possède six sites de production qui échangent des documents entre eux. Les sites de production sont reliés entre eux par six routeurs $A$, $B$, $C$, $D$, $E$ et $F$.
On donne ci dessous les tables de routage des routeurs $A$ à $F$ obtenus avec le protocole RIP :

3. Déterminer à l’aide de ces tables le chemin emprunté par un paquet de données envoyé du routeur $A$ vers le routeur $F$.

On veut représenter schématiquement le réseau de routeurs à partir des tables de routage. Recopier sur la copie le schéma ci-dessous :

4. En s’appuyant sur les tables de routage, tracer les liaisons entre les routeurs.

Correction

Exercice 3

Les états possibles d’un processus sont : prêt, élu, terminé et bloqué.

1. Expliquer à quoi correspond l’état élu.

2. Proposer un schéma illustrant les passages entre les différents états.

On suppose que quatre processus $C_1$, $C_2$, $C_3$ et $C_4$ sont créés sur un ordinateur, et qu’aucun autre processus n’est lancé sur celui-ci, ni préalablement ni pendant l’exécution des quatre processus.

L’ordonnanceur, pour exécuter les différents processus prêts, les place dans une structure de données de type file. Un processus prêt est enfilé et un processus élu est défilé.

3. Parmi les propositions suivantes, recopier celle qui décrit le fonctionnement des entrées/sorties dans une file :
   • Premier entré, dernier sorti
   • Premier entré, premier sorti
   • Dernier entré, premier sorti

On suppose que les quatre processus arrivent dans la file et y sont placés dans l’ordre $C_1$, $C_2$, $C_3$ et $C_4$.

• Les temps d’exécution totaux de $C_1$, $C_2$, $C_3$ et $C_4$ sont respectivement $\pu{100 ms}$, $\pu{150 ms}$, $\pu{80 ms}$ et $\pu{60 ms}$.
• Après $\pu{40 ms}$ d’exécution, le processus $C_1$ demande une opération d’écriture disque, opération qui dure $\pu{200 ms}$. Pendant cette opération d’écriture, le processus $C_1$ passe à l’état bloqué.
• Après $\pu{20 ms}$ d’exécution, le processus $C_3$ demande une opération d’écriture disque, opération qui dure $\pu{10 ms}$. Pendant cette opération d’écriture, le processus $C_3$ passe à l’état bloqué.

Sur la frise chronologique les états du processus $C_2$ sont donnés.

4. Recopier la frise et la compléter avec les états des processus $C_1$, $C_3$ et $C_4$.

Réponse

On trouvera ci- dessous deux programmes rédigés en pseudo-code.
Verrouiller un fichier signifie que le programme demande un accès exclusif au fichier et l’obtient si le fichier est disponible.

5. En supposant que les processus correspondant à ces programmes s’exécutent simultanément (exécution concurrente), expliquer le problème qui peut être rencontré.

6. Proposer une modification du programme 2 permettant d’éviter ce problème.