Тимофеев 2018 / ОС 5 лаб

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Санкт-Петербургский государственный

электротехнический университет

«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)

Кафедра вычислительной техники

отчет

по лабораторной работе №5

по дисциплине «Операционные системы»

Тема: «ПРОЦЕССЫ И ПОТОКИ»

Студент гр. 6307		Лазарев С. О.
Преподаватель		Тимофеев А. В.

Санкт-Петербург

2018

Цель работы: исследовать структуры данных процессов и потоков

Задание 5.3. Реализация многопоточного приложения с использованием функций Win32 API

Запустим 6 потоков и приостановим выполнение программы в процессе подсчета числа пи:

Потоки процесса.

Сведения о процессе и его потоках:

Получение информации о структуре PRCB:

Первого процессора по адресу fffff80080ff3180:

Второго процессора по адресу ffffae8134182180

Третьего процессора по адресу ffffae81341a5180

Четвертого процессора по адресу ffffae8133d81180

Вывод: Использование нескольких потоков позволяет существенно увеличить быстродействие программы.

Задание 5.4. Реализация многопоточного приложения с использованием технологии OpenMP

Запустим 6 потоков и приостановим выполнение программы в процессе подсчета числа пи:

Потоки процесса.

Сведения о процессе и его потоках:

Получение информации о структуре PRCB

Первого процессора по адресу fffff804245d0180:

Второго процессора по адресу ffffd78012786180

Третьего процессора по адресу ffffd780127a9180

Четвертого процессора по адресу ffffd78012385180

Вывод: Использование OpenMp позволяет использовать преимущество многопоточности, минуя сложность её программной реализации и экономя время программисту

#include <iostream>

#include <iomanip>

#include <windows.h>

#include <string>

#include <omp.h>

// openmp в визуалке подрубите, кто будет списывать(в свойствах проекта -> Язык)

using namespace std;

void menu();

void mWinAPI();

DWORD WINAPI lpStartAddress(LPVOID);

double mOpenMp();

double calculating(long);

const long N = 10000000;

const long BLOCK_SIZE = 10000;

DWORD tlsIndex;

CRITICAL_SECTION CriticalSection;

double totalPi = 0;

DWORD qThreads = 0;

HANDLE* threadArray;

void main()

{

while (true)

menu();

}

void mWinAPI()

{

cout << "\nNumber threads: ";

cin >> qThreads;

threadArray = new HANDLE[qThreads];

DWORD *lpThreadId = new DWORD[qThreads];

tlsIndex = TlsAlloc();

InitializeCriticalSection(&CriticalSection);

for (int i = 0; i < qThreads; ++i)

threadArray[i] = CreateThread(nullptr, 0, lpStartAddress, new long{ i * BLOCK_SIZE }, CREATE_SUSPENDED, lpThreadId + i);

unsigned int start = GetTickCount();

for (int i = 0; i < qThreads; ++i)

ResumeThread(threadArray[i]);

WaitForMultipleObjects(qThreads, threadArray, TRUE, INFINITE);

unsigned int end = GetTickCount();

cout << "\n\tpi: "

<< setprecision(10)

<< totalPi;

cout << "\n\tTime: " << end-start << "ms\n";

DeleteCriticalSection(&CriticalSection);

for (int i = 0; i < qThreads; ++i)

CloseHandle(threadArray[i]);

delete[] threadArray;

threadArray = nullptr;

totalPi = 0;

TlsFree(tlsIndex);

}

DWORD WINAPI lpStartAddress(LPVOID lpParameter)

{

long InitProgress = *(reinterpret_cast<long*>(lpParameter));

long Progress = InitProgress;

double tlPi = 0;

TlsSetValue(tlsIndex, (LPVOID)&tlPi);

bool end = false;

for (int i = 1; !end; ++i)

{

tlPi = calculating(Progress);

TlsSetValue(tlsIndex, (LPVOID)&tlPi);

EnterCriticalSection(&CriticalSection);

{

totalPi += tlPi;

Progress = qThreads * BLOCK_SIZE * i + InitProgress;

if (Progress >= N)

end = true;

}

LeaveCriticalSection(&CriticalSection);

}

return 0;

}

double calculating(long NumberOf)

{

double xi = 0;

double pi = 0;

for (long i = NumberOf; i < NumberOf + BLOCK_SIZE && i < N; ++i)

{

xi = (i + 0.5)*(1.0 / N);

pi += ((4.0 / (1.0 + xi * xi)) * (1.0 / N));

}

return pi;

}

double mOpenMp()

{

cout << "\nNumber threads: ";

cin >> qThreads;

double pi = 0;

unsigned int start = GetTickCount();

#pragma omp parallel for schedule(dynamic, BLOCK_SIZE) num_threads(qThreads) reduction(+: pi)

for (int i = 0; i < N; ++i)

{

double xi = (i + 0.5)*(1.0 / N);

pi += ((4.0 / (1.0 + xi * xi)) * (1.0 / N));

}

unsigned int end = GetTickCount();

cout << "\n\tpi: "

<< setprecision(10)

<< pi;

cout << "\n\tTime: " << end-start << "ms\n";

return pi;

}

void menu()

{

cout << "\n\t1. WinAPI"

<< "\n\t2. OpenMp"

<< "\n\t3. Exit\n";

int c;

cin >> c;

switch (c)

{

case 1:

mWinAPI();

break;

case 2:

mOpenMp();

break;

case 3:

return;

}

}