Параллельные технологии решения информационно-логических задач

Поиск и исключение элемента списка

Пусть задано имя S некоторого элемента списка, являющееся первым словом в массиве его данных, на которое указывает одна из ссылок C в массиве R троек (V, C, D). Необходимо по заданному S найти соответствующий ему элемент списка, т.е. такой, данные которого начинаются с S, и исключить его из списка. Для этого достаточно заменить значение ссылки C в одной из троек в массиве R, указывающей на исключаемый элемент, на значение ссылки, указанное в тройке, которая соответствует исключаемому элементу. При этом тройка, соответствующая исключаемому элементу, в свою очередь должна быть исключена из массива R.

Совместные действия процессоров можно организовать следующим образом.

Пусть все процессоры "смотрят" на соответствующие им по номеру (а затем — кратные им по номеру) элементы массива R. Какой-то из них найдет элемент, ссылка в котором указывает на элемент списка, где первое слово совпадает с S. Эта ссылка заменяется тем же процессором на ссылку, указанную в исключаемом элементе, а сам элемент массива R, соответствующий исключенному элементу, исключается из R. После этого корректируется дескриптор, соответствующий массиву R.

Проанализируем работу программы, представленной в табл. 1.3.

Таблица 1.3.

№k	КОП	I1	A1	I2	A2	I3	A3
0	СИНХ
1		<i>					003
2	ЗАГ	K
3	ПРАД	DR7					010
4	ЗАП	DR7	0002				M1
5	ЗАПК	M1	0001				M2
6			M2		S		011
7	ЗАГ	K	0001
8	ЗАП	M1	0002			DR7	0002
9	ИСКЛ	DR		M1
10	В
11		K					010
12	ИЗМАД	DR7					010
13	БП		004

По команде 0 производится синхронизация процессоров ВС.

По командам 1 и 2 модификатору K присваивается нулевое значение. Эту операцию выполняет процессор 0. Другие процессоры по команде 1, в которой номер i процессора сравнивается с нулем и выполняется условный переход по неравенству, перейдут к выполнению команды 3. (Иллюстрируется возможность параллельной работы процессоров по разным ветвям монопрограммы.)

По команде 3 осуществляется выход из программы, если значение текущего адреса в дескрипторном элементе D_R7 превосходит значение текущего адреса последнего элемента массива R, записанное в D_R3. Если D_R7 <= D_R3, по команде 4 в регистр M заносится ссылка анализируемого элемента списка, записанная по адресу (D_R7) + 2, т.е. в поле C.

Пусть ссылка, записанная в поле C, указывает на первый адрес в тройке, составляющей некоторый элемент R. Тогда по адресу (M₁) + 1 находится адрес начала "тела" соответствующего элемента списка. Команда 5 выполняет запись по косвенному адресу этого начала в регистр M₂.

По команде 6 начало тела анализируемого элемента списка сравнивается с исключаемым элементом, указанным в S.

При положительном результате сравнения по команде 7 модификатору K присваивается отличное от нуля значение, служащее индикатором того, что исключаемый элемент списка некоторым процессором найден. Если , управление передается команде 11.

По команде 8 ссылка, записанная в элементе массива R и соответствующая исключаемому из списка элементу, присваивается тому элементу, который ранее указывал на исключаемый, т.е. значение ((M₁) + 2) присваивается элементу (D_R7) + 2.

Команда 9 — ИСКЛючение из массива, описываемого дескриптором D_R, элемента, расположенного по адресу (M₁). В результате выполнения команды 4 по данному адресу находится элемент массива R, соответствующий исключаемому из списка элементу.

По команде 10 производится выход из подпрограммы.

Команда 11 получает управление в случае, если ссылка в анализируемом элементе массива R не указывает на исключаемый из списка элемент. В этом случае проверяется наличие признака того, что некоторый процессор обнаружил искомый элемент и готов исключить его из списка, т.е. если , осуществляется выход из подпрограммы по команде 10. Если (K) = 0, необходимо перейти к анализу следующего элемента массива R, предопределенного i -му процессору.

По команде 12 выполняется переадресация (D_R7) := (D_R7) + (D_R6), где (D_R6) = N_h. Если такая переадресация приводит к выходу за пределы массива, т.е. новое значение D_R7 превышает значение последнего адреса массива R, указанное в D_R3, производится выход из подпрограммы по команде 10.

В противном случае по команде 13 процессор приступает к анализу очередного элемента R.

В данном случае нам не пришлось в полной мере использовать существующие в системе средства синхронизации. Легко усложнить пример, рассмотрев случай, когда одновременно заданы несколько исключаемых элементов. Их исключение должно производиться последовательно, т.к. процессор, обнаруживший исключаемый элемент, должен располагать вполне определенной информацией о текущем состоянии списка, изменяемом в процессе исключения из него элементов. Ведь после каждого исключения может измениться и порядок последующего назначения элементов массива R на обработку процессорами.

Это приводит к необходимости выделения одной или группы команд исключения из списка (см. команду 9 данной монопрограммы) в критический блок, не допускающий одновременного обращения к нему более одного процессора. Формирование критического блока достигается выполнением в его начале команды ЗАКРыть Семафор с указанием адреса некоторого семафора C. Если при выполнении этой команды данный семафор уже закрыт другим процессором при выполнении этого же фрагмента программы, то процессор переходит в режим ожидания, "жужжания", т.е. повторного выполнения этой команды до открытия семафора.

Критический блок заканчивается командой ОТКРыть Семафор с указанием адреса того же семафора.