Proceso de Comunicacion Secuencial

UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO FACULTAD DE CIENCIAS FISICAS Y  MATEMATICAS ESCUELA DE INFORMATICA CURSO CURSO

: ESPECI ESPECIFIC FICACI ACION ON FORMAL FORMAL DE SISTEMAS

DOCENTE: CRUZ FLORIAN, IRIS AUREA ALUMNOS

: o o o o o

CICLO

AVALOS ANAY ANAYA, ANGELIC ANGE LICA A CAPA SIXE, JORDAN GAVIDIA MEZA ALEXIS GUZMAN CHUMAN, JOSE PEREDA PURIZAGA, JANN : VIII

TRUJILLO – PERÚ  

2015

INDICE

MTODOS CONCURRENTES: PROCESO DE COMUNICACI!N SECUENCIAL.................................................................................................3 1" INTRODUCCION"................................................................................. 3 2" COMUNICACI!N SECUENCIAL DE PROCESOS #CSP$......................3 2"1" H%&'()%*......................................................................................... 4 2"2" C*)*+')-&'%+*&.............................................................................4 2"." A/%+*+%(&................................................................................. 5 2"" P)%3%'%4*&..................................................................................... 5 2"5" O/)*+%(& A6)*%+*&...........................................................5 2"7" V'*8*&........................................................................................ 7 ." OCCAM #A CONCURRENT PROGRAMMING LANGUAGE$..................8 ."1" I')(9++%;................................................................................8 ."2" H%&'()%*......................................................................................... 8 ."." U&( < =>+%(&..........................................................................9 ."" E&')+')* ?S%'*@%&....................................................................9 ."5" C(+&%;.................................................................................15 ."7" R)+%*&............................................................................... 15

MTODOS CONCURRENTES: PROCESO DE COMUNICACI!N SECUENCIAL 1" INTRODUCCION" Existen varios aspectos en nuestro mundo inherentemente distribuido ue hacen necesaria !a pro"ramaci#n concurrente. En primera instancia es m$s %$ci! mode!ar de una manera concurrente un sistema de! mismo tipo& ue hacer!o enca'ar dentro de! paradi"ma secuencia! ue de nin"una manera esuemati(a e! comportamiento de ese sistema. )a *.C. permite ue !os sistemas sean m$s %$ci!mente esca!ab!es debido a !a modu!aridad de su desarro!!o + ue tambi,n estos pueden ser mucho m$s e-cientes debido a ue permiten !a e'ecuci#n en para!e!o de m!tip!es instrucciones. )a *.C. es usada para mode!ar + simu!ar sistemas %/sicos& inc!usive si esos sistemas no est$n contro!ados directamente por un computador. )a *.C. brinda una %orma natura! de asi"nar se"mentos de! pro"rama para representar ob'etos %/sicos + por eso a+uda mucho a representar simu!aciones. Concurrencia: 0#pico avan(ado mucho m$s di%/ci! ue !a

pro"ramaci#n seria!. a Es !a propiedad de !os sistemas en !a cua! varios c$!cu!os se e'ecutan simu!t$neamente& e interactan entre e!!os. b 2e han desarro!!ado diversos mode!os matem$ticos para !os c$!cu!os concurrentes inc!u+endo edes de *etri& C$!cu!o de procesos& e! mode!o de auina de acceso a!eatorio& ode!o 6ctor& etc. c Es !a simu!taneidad en !a e'ecuci#n de m!tip!es tareas interactivas. Estas tareas pueden ser un con'unto de procesos o hi!os de e'ecuci#n creados por un nico pro"rama.

2" COMUNICACI!N SECUENCIAL DE PROCESOS #CSP$ ue descrito por primera ve( en un documento presentado por oare en !a d,cada de !os 7.

En ciencias de !a computaci#n& C2* es un !en"ua'e %orma! para describir patrones de interacci#n en sistemas concurrentes.

2"1" H%&'()%* *ub!icado en 1985& C2* es un !en"ua'e desarro!!ado por oare ue !!eva a cuestas de su propio sistema de !#"ica exp!/citamente para su uso en sistemas con muchos procesos activos en un nico sistema o sistemas m!tip!es ue interactan entre s/. En ma+o de :5& e! !ibro de oare sobre e! tema se"u/a siendo !a tercera m$s citada re%erencia en ciencias de !a computaci#n de todos !os tiempos. )a versi#n te#rica de C2* se present# en e! !ibro Comunicaci#n de procesos secuencia!es& ue oare pub!ic# en 1985. )a 0eor/a sido a!"unos menores !ibro

de !a C2* ha ob'eto de cambios desde !a pub!icaci#n de! oare.

de

)a estos motivados !as

ma+or/a de cambios %ueron por !a !!e"ada de herramientas automati(adas an$!isis de C2* + veri-caci#n.

para e! procesos

Ilustración 1. Tony Hoare

2"2" C*)*+')-&'%+*& En%ocado a desarro!!ar sistemas para!e!os.   Comunicaci#n por medio de paso de mensa'es mediante memoria compartida.   2intaxis + sem$ntica en%ocada a desarro!!ar sistemas para!e!os con natura!idad.   2incroni(aci#n entre procesos& comunicaci#n s/ncrona.  aci!idad para imp!ementar pro"ramas con m!tip!es entradas + sa!idas.  2e especi-can c!aramente e! nmero de procesos concurrentes& variab!es& etc.  2e dice ue m$s ue un !en"ua'e& es una -!oso%/a de pro"ramaci#n.  En C2*& !os procesos + eventos son !as nociones centra!es   0odos !os procesos en C2* son secuencia!es a pesar de ue e! !en"ua'e %ue dise;ado para estudiar e! prob!ema de !a concurrencia.  Es di%/ci! decir si C2* es un !en"ua'e tipado o no. 

2"." A/%+*+%(&



 

2 09. Es ap!icado en !a veri-caci#n de protoco!os de se"uridad + comunicaciones. 2e ap!ica en !a veri-caci#n + especi-caci#n en un sistema de comercio e!ectr#nico.

2"" P)%3%'%4*&

a Eventos ?stos representan comunicaciones o interacciones. 2e asume ue son indivisib!es e instant$neos. *ueden ser  Nombres at#micos @por e'emp!o on& oA Nombres compuestos @va!ve.open& va!ve.c!ose Eventos de entradaBsa!ida @por e'emp!o mouse x+& screenbitmap. b *rocesos primitivos ?stos representan comportamientos %undamenta!es. 20>* E! proceso ue no comunica nada& tambi,n !!amado DE6D)>C. 2I* E! cua! representa terminaci#n exitosa. • • •

•

•

2"5" O/)*+%(& A6)*%+*& a *re-'o Este operador combina un evento + un proceso para producir un nuevo proceso.

a→P b E!ecci#n Externa Este operador permite ue un proceso sea de-nido como una e!ecci#n entre dos procesos componentes + permite a! entorno reso!ver esta e!ecci#n& comunicando un evento inicia! para uno de !os procesos. (a → P ) □ (b → Q)

c E!ecci#n Interna Este operador permite ue un proceso sea de-nido como una e!ecci#n entre dos procesos componentes& pero no permite a su entorno e!e"ir u, proceso. *or e'emp!o& ( a → P ) ⊓( b → Q)

d Interca!ado Este operador representa concurrentes comp!etamente independientes.

actividades

 P∨¿∨Q

e Inter%a( *ara!e!a Este operador representa actividades concurrentes ue reuieren sincroni(aci#n entre !os procesos componentes. Cua!uier evento en e! con'unto inter%a( so!o puede ocurrir cuando todos !os procesos componentes son capaces de !!amar a ese evento.

|[ { a } ]|Q

 P

% >cu!tamiento Este operador provee una %orma de abstraer procesos& haciendo ue a!"unos eventos sean inobservab!es. ¿

( a → P ) { a}

2"7" V'*8*& I. II. III.

*osee una sem$ntica senci!!a + por ende su %aci!idad de ap!icar. 2u Ferne! es !iviano me'orando as/ e! rendimiento de !as m$uinas. E! en%oue de sincroni(aci#n ue uti!i(a C2* es e! de rende Gue(& ue no permite ue un proceso escriba si a! mismo tiempo e! otro proceso est$ haciendo un !eer + viceversa.

." OCCAM #A CONCURRENT PROGRAMMING LANGUAGE$ ."1" I')(9++%; *roviene de! nombre de -!#so%o Hui!!ermo de >cFham& In"!aterra + su !e+ @m$s tarde !!amado !a nava'a de >ccam E! procesamiento se rea!i(a a trav,s de !a comunicaci#n en serie @b+te por b+te de decodi-caci#n
."2" H%&'()%* o David a+ %ue e! aruitecto principa! traba'ando con un euipo de IN>2 o o o

In%orm$tico  0raba'# en risto! como 6ruitecto de! IN>2 0ransputer Inspirado + motivado por 0on+ @C.6.. oare

Ilustración 2. David May 

."." U&( < =>+%(& >ccam es un !en"ua'e procedimenta! imprescindib!e. )o ue si"ni-ca ue est$ estructurado para tomar dec!araciones secuencia!mente @uno tras otro + tambi,n tiene !a capacidad de a!macenar procedimientos @o %unciones ue pueden ser !!amados en cua!uier momento.  Gisto como e! !en"ua'e ensamb!ador para e! 0ransputer.

."" E&')+')* ?S%'*@%& 3.4.1. Lenguaje OCCAM

a+ 5 acciones primitivas de >ccam •

@J 6si"naci#n = asi"na !a variab!e e! va!or de !a expresi#n

•

@ C ecibir = recibe un va!or de un cana!

•

@C Enviar = env/a va!or de expresi#n en un cana!

•

•

•





2I* = No hacer nada + poner -n a !a dec!araci#n @sin operaci#n 20>* = No hacer nada + nunca terminar !a dec!araci#n @nunca !!e"ar a !a si"uiente dec!araci#n E! KK L KK 2/mbo!os vienen directamente de !a notaci#n uti!i(ada en C2* de oare

PRIMITIIVA assignment

SINTAXIS

EJEMPLO

:=

receive



?



send



!



x := y + 1

Ch ? x Ch ! y + 1

SK

SK

SK

S"#

S"#

S"#

Ilustración 3. Lenguaje OCCM

3.4.2. Precedencia

En >ccam& no ha+ precedencia de operadores. )os *ar,ntesis deben ser uti!i(ados para especi-car e! orden de operaci#n. x J : M +  1

== incorrecto

x J @: M +  1

== correcta ap!icaci#n

3.4.3. Declaración de Variables

)as dec!araciones est$n en !a %orma OtipoP Ouno o m$s identi-cadoresP )os tipos de variab!es disponib!es son • • • • • •

IN0 = para !os nmeros enteros >>) = para oo!eanos L0E = de car$cter E6)3: = para rea!es de 3: bits E6)Q4 = para rea!es de Q4 bits C6N para !os cana!es

E'emp!os IN0 x& + C6N  )a nica estructura ue dispone de datos en >ccam son matrices G6) n I2 1 == dec!arando n como una constante RnSRnS IN0 a == arra+ TaU de : dimensiones 3.4.4. Constructores y !"

En >ccam& !os constructores son un con'unto de pa!abras c!ave se ap!ica a un con'unto de estados& de %orma simi!ar a !as pa!abras c!ave be"in=end uti!i(ados en *asca!. 2EV es un constructor ue e'ecuta un con'unto de instrucciones en un orden secuencia!.

SEQ

a := 3 b := a + 5

Ilustración !. Constructor 

3.4.#.PA$

*6& abreviatura de %orma para!e!a& se uti!i(a para e'ecutar varias sentencias o procesos a! mismo tiempo. $% &" x: ch1 ? x

'' recibir de canal ch1

&" y: ch( ? y

'' recibir de canal ch(

3.4.%. &' y ()ile

WI)E i O 1 i J i  1

3.4.*. AL+ 

6)0& abreviatura de a!ternativa& es !a imp!ementaci#n de >ccam de comandos de "uardia de Di'Fstra.  ALT ch1 ? x A[1] := x ch2 ? x A[2] := x

6!eatoriamente se!ecciona una verdadera "uardia + e'ecuta su dec!araci#n. 2i no ha+ "uardias ue son verdaderas& entonces se espera a ue uno sea verdadero. 3.4.,. P$OC

*>C& cortos de proceso& !os nombres de proceso + uno permite ue !as variab!es ue se deben pasar por va!or o por re%erencia. No se permite !a recursividad.

%#C b)**C,$& #- ./"0 in o)t2 3,40 "%50 ./"0 x: S06 in ? x o)t ! x :

'' *in del b)** C,$& #- ./"0 comms b)**er7in b)**er7o)t: $% b)** b)**er7in

comms

3.4.-. !je/los   0iempo

de retardo

PROC delay!AL "#T $%& T"'ER T(): "#T *: SEQ T() ? *



*roductorBConsumidor

PROC /)(9+) #CHAN INT ('B$ INT @: SE @ : 0 HILE TRUE SE (' B @ @ : @  1 : PROC +(&3) #CHAN INT %$ HILE TRUE INT 4: SE %  4  *+) *( +( 4K : PROC '() #$ CHAN INT +: PAR /)(9+) #+B$ +(&3) #+$ :



2ecuencia de ibonacci

PROC ,(bo-acc(!AL "#T -$). C/A# 0TE %c& "#T 4e: "#T c$: "#T (: "#T *e)4: SEQ 4e := 6 c$ := 1% SEQ ( = 6 ,OR -$)  o$*7(-*4e. 6. %c& o$*7%*(-89 9. 6. %c& *e)4 := 4e + c$ 4e := c$ c$ := *e)4 :

."5" C(+&%;   

>ccam a+ud# a innovar + ser pioneros de !a ap!icaci#n de !a pro"ramaci#n concurrente. *roporciona un en%oue %undamenta! + simp!e de procesamiento para!e!o. Estructura simp!e @inspirado en !en"ua'es de pro"ramaci#n anteriores a+ud# a hacer ue sea %$ci! de entender.

."7" R)+%*& 1. +de& Danie! C. TIntroduction to the *ro"rammin" )an"ua"e >ccam. @: ar. 1995. ucFne!! mindstorms& *roceedin"s o% the 3Qth 2IHC2E technica! s+mposium on Computer science education. @ebruar+ :3=:7& :5. 2t. )ouis& issouri& <26 RdoiP1.1145B147344.147485S 3. 2H2=0>2>N& >ccam :.1 EEENCE 6N<6)& @1988. 2H2=0>2>N icroe!ectronics )imited 1995. Web. 5 Nov. :1:. Ohttp BB XXX.Xotu".or"BoccamBdocumentationBoc:1re%man.pd%