РГР №5 (готово). Параллельные логикоалгоритмические системы

• Название: Параллельные логикоалгоритмические системы
• Дата: 22.11.2019
• Размер: 213.5 Kb.
• Имя файла: РГР №5 (готово).doc
• Тип: Пояснительная записка; #96492
• страница: 2 из 2

Специальная подготовка алгоритма

1. ССА: Структурная схема алгоритма. Вариант 2. Мозаичный стиль

СФА: Структурная формула алгоритма

ИнПрПоФ: Инфиксно-префиксно-постфиксная форма

A581 = #(Z₇ - (#(Z₁ , (Z₆ – #(Z₀ , (Z₃ - Z₆))&))& , (Z₇ - #(Z₄ , Z₅)& - Z₇)))&

ШСА: Штрих-схема алгоритма

Связный вариант



ИнПрПоФ: Инфиксно-префиксно-постфиксная форма

A581 = #(Z₇ - (#(Z₁ , (Z₆ – #(Z₀ , (Z₃ - Z₆))&))& , (Z₇ - #(Z₄ , Z₅)& - Z₇)))& =



= #(Z₇ - (#(Z₁ , (Z₆ – #(Z₀ , (Z₃ - Z₆))&))& , -------------------------))& =

(Z₇ - #(Z₄ , Z₅)& - Z₇)



= #(Z₇ - (#(Z₁ , ---------------------------)& , -------------------------))& =

(Z₆ – #(Z₀ , (Z₃ - Z₆))&) , (Z₇ - #(Z₄ , Z₅)& - Z₇)



= #(Z₇ - (#(Z₁ , ---------------------------)& , -------------------------))& =

(Z₆ – #(Z₀ , ---------)&) , (Z₇ - #(Z₄ , ---)& - Z₇)

(Z₃ - Z₆) Z₅


Разделение потоков команд алгоритма:


A10:

A20:

A10:

A20:

Замена обозначений


A10:

A40:

A30:

A20:

2. Итоговая СФА: Структурная формула алгоритма:

Исходный параллельный алгоритм представлен системой линейных последовательных алгоритмов, взаимосвязанных командами узловой передачи-приемки управления:

1) Дополнительные алгоритмы (подалгоритмы), выделяемые в дополнительные потоки (упаковываются в треды):

A40 = Z5

A30 = Z7 – FA40 – Z4 – JA40 – Z7

A20 = Z3 – Z6

A10 = Z6 – FA20 – Z0 – JA20

2) Основной алгоритм (в основном потоке):

A581 = FA30 – FA10 – Z1 – JA10 – JA30

Структурные операторы:

FZi = F(Zi) = Fork(Zi) – оператор узла вилки:

упаковка в поток и вызов команды Zi в потоке

J&Zi = J&(Zi) = Join_&(Zi) – оператор узла сборки:

ожидание (wait) завершения команды Zi

4. Вербальные (словесные) тексты алгоритма

Промежуточные Питон-подобные формы записи алгоритма

ВТА: Вербальный текст алгоритма

ГИ: Горизонтальное исполнение

ШТА: Шаблон текста алгоиртма

A40 = Z5

A30 = Z7 – FA40 – Z4 – JA40 – Z7

A20 = Z3 – Z6

A10 = Z6 – FA20 – Z0 – JA20

A581 = FA30 – FA10 – Z1 – JA10 – JA30

РТА: Рабочий текст алгоритма

alg A40( ): Zh5( )

alg A30( ): Zh7; Fork(A40( )); Zh4; Join_&(A40( ));Zh7

alg A20( ): Zh3( );Zh6

alg A10( ): Zh6; Fork(A20( )); Zh0; Join_&(A20( ))

alg A581( ): Fork(A30( )); Fork(A10( )); Zh1( ); Join_&(A10( )); Join_&(A30( ))

ВИ: Вертикальное исполнение

ШТА: Шаблон текста алгоритма				РТА: Рабочий текст алгоритма
A40 = Z5	A40 = Z5	A40 = | Z5	A40 = | Z5	Alg40: Zh5()
A30 = Z7 – FA40 – Z4 – JA40 – Z7	A30 = Z7 – FA40 – Z4 – JA40 – Z7	A30 = | Z7 – | FA40 – | Z4 – | JA40 – | Z7	A30 = | Z7 | FA40 | Z4 | JA40 | Z7	alg A30(): Zh7( ) Fork(A40( )) Zh4 Join_&(A40( )) Zh7( )
A20 = Z3 – Z6	A20 = Z3– Z6	A20 = | Z3– | Z6	A20 = | Z3 | Z6	Alg20: Zh3() Zh6()
A10 = Z6 – FA20 – Z0 – JA20	A10 = Z6 – FA20– Z0 – JA20	A10 = | Z6 – | FA20– | Z0 – | JA20	A10 = | Z6 | FA20 | Z0 | JA20	alg A10(): Zh6( ) Fork(A20( )) Zh0 Join_&(A20( ))
A581= FA30 – FA10 – Z1 – JA10 – JA30	A581= FA30 – FA10– Z1– JA10 – JA30–	A581= | FA30 – | FA10– | Z1– | JA10 – | JA30–	A581= | FA30 | FA10 | Z1 | JA10 | JA30	alg A581(): Fork(A30()) Fork(A10()) Zh1() Join_&(A10()) Join_&(A30())

3. Многопоточная программная реализация алгоритма

   1. Реализация компонент алгоритма

Далее представлена многопоточная программная реализация заданных фрагментов исходного параллельного алгоритма.

Язык программирования: Питон (Python)

РТА: Рабочий текст алгоритма	ИТП: Исходный текст подпрограмм
Alg40: Zh5()	def A40(ccrt, hCycles): hCycles.za40 = 0 # Переменная индикации окончания A40 hCycles.Zh(ccrt.techsys.head5) hCycles.za40 = 1 # Индикация окончания процесса A40
alg A30(): Zh7( ) Fork(A40( )) Zh4 Join_&(A40( )) Zh7( )	def A30(ccrt, hCycles): hCycles.za30 = 0 # Переменная индикации окончания A30 hCycles.Zh(ccrt.techsys.head7) thread.start_new(expSub.A40, (ccrt, hCycles, )) hCycles.Zh(ccrt.techsys.head4) while not hCycles.za40: time.sleep(0.1) hCycles.Zh(ccrt.techsys.head7) hCycles.za30 = 1 # Индикация окончания процесса A30
alg20: Zh3() Zh6()	def A20(ccrt, hCycles): hCycles.za20 = 0 # Переменная индикации окончания A20 hCycles.Zh(ccrt.techsys.head3) hCycles.Zh(ccrt.techsys.head6) hCycles.za20 = 1 # Индикация окончания процесса A20
alg A10(): Zh6( ) Fork(A20( )) Zh0 Join_&(A20( ))	def A10(ccrt, hCycles): hCycles.za10 = 0 # Переменная индикации окончания A10 hCycles.Zh(ccrt.techsys.head6) thread.start_new(expSub.A20, (ccrt, hCycles, )) hCycles.Zh(ccrt.techsys.head0) while not hCycles.za20: time.sleep(0.1) hCycles.za10 = 1 # Индикация окончания процесса A10
alg A581(): Fork(A30()) Fork(A10()) Zh1() Join_&(A10( )) Join_&(A30( ))	def eA581(ccrt, hCycles): thread.start_new(expSub.A30, (ccrt, hCycles, )) thread.start_new(expSub.A10, (ccrt, hCycles, )) hCycles.Zh(ccrt.techsys.head1) while not hCycles.za10: while not hCycles.za30: time.sleep(0.1)

2. Исходный текст программной реализации

ВИ: Вертикальное исполнение

Первичное решение

def A40(ccrt, hCycles): # подпрограмма дополнительного потока

hCycles.za40 = 0 # Введение индикации окончания A40

hCycles.Zh(ccrt.techsys.head5) # СГ5 - типовой цикл

hCycles.za40 = 1 # Окончание процесса A40
def A30(ccrt, hCycles): # подпрограмма дополнительного потока

hCycles.za30 = 0 # Введение индикации окончания A30

hCycles.Zh(ccrt.techsys.head7) # СГ7 - типовой цикл

thread.start_new(expSub.A40, (ccrt, hCycles, )) # поток A40

hCycles.Zh(ccrt.techsys.head4) # СГ4 - типовой цикл

while not hCycles.za40: # Контроль окончания A40

time.sleep(0.1) # задержка в цикле ожидания

hCycles.za30 = 1 # Окончание процесса A30
def A20(ccrt, hCycles): # подпрограмма дополнительного потока

hCycles.za20 = 0 # Введение индикации окончания A20

hCycles.Zh(ccrt.techsys.head3) # СГ3 - типовой цикл

hCycles.Zh(ccrt.techsys.head6) # СГ6 - типовой цикл

hCycles.za20 = 1 # Окончание процесса A20
def A10(ccrt, hCycles): # подпрограмма дополнительного потока

hCycles.za10 = 0 # Введение индикации окончания A10

hCycles.Zh(ccrt.techsys.head6) # СГ6 - типовой цикл

thread.start_new(expSub.A20, (ccrt, hCycles, )) # поток A20

hCycles.Zh(ccrt.techsys.head0) # СГ0 - типовой цикл

while not hCycles.za20: # Контроль окончания A20

time.sleep(0.1) # задержка в цикле ожидания

hCycles.za10 = 1 # Окончание процесса A10
def eA581(ccrt, hCycles): # alg A581() программа основного потока

thread.start_new(expSub.A30, (ccrt, hCycles, )) # поток A30

thread.start_new(expSub.A10, (ccrt, hCycles, )) # поток A10

hCycles.Zh(ccrt.techsys.head1) # СГ1 - типовой цикл

while not hCycles.za10: # Контроль окончания A10

while not hCycles.za30: # Контроль окончания A30

time.sleep(0.1) # задержка в цикле ожидания