The mutual exclusion (MX) paradigm can be used as a building block in many practical problems such as group communication, atomic commitment and replicated data management where the exclusive use of an object might be useful. The problem has been widely studied in the research community since one reason for this wide interest is that many distributed protocols need a mutual exclusion protocol. However, despite its usefulness, to our knowledge there is no work that has been devoted to this problem in a mobile computing environment. In this paper, we describe a solution to the mutual exclusion problem from mobile computing systems. This solution is based on the token-based mutual exclusion algorithm.
기존의 시스템에 적용되었던 상호배제 문제는 정적인 분산 컴퓨팅 환경에 적합하도록 설계되어 있다. 하지만 현재는 모바일 컴퓨팅환경이 진행되고 있으므로 정적 분산 환경에서의 상호배제 문제가 새로운 컴퓨팅 환경에 적용할 수 있도록 설계되어야 한다. 이를 위하여 본 연구에서는 모바일 컴퓨팅환경 에 맞는 알고리즘을 연구하였다. 모바일 컴퓨팅환경이라는 새로운 환경에 알맞은 상호배제문제는 기존의 정적인 분산컴퓨팅환경의 상호배제보다 단말 이동성 빛 차원 취약성 때문에 더 복잡한 시스템 구성을 보 인다. 본 논문은 정적 분산 환경에서의 상호배제를 모바일 컴퓨팅 환경으로 확장 할 수 있는 새로운 상호배제 알고리즘을 제안한다. 모바일 분산시스템 노드들의 상호관계를 트리 구조로 나타내고 이동 호스트들 사이의 토큰 전달을 통해서 Deadlock과 Starvation으로부터 자유로운 상호배제를 지원하는 모바일 상호배제 알고리즘을 제안한다
Forming Community is important to manage and provide the service in Ubiquitous Environments including embedded tiny computers. Community Computing is that members constitute the community and cooperate. A mutual exclusion problem occurs when many processors try to use one resource and race condition happens. In the expanded concept, a group mutual exclusion problem is that processors in the same group can share the resource but processors in different groups cannot share. As mutual exclusion problems might be in community computing environments, we propose algorithm which improves the execution speed using RMS (resource management service). In this paper describes proposed algorithm and proves its performance by experiments, comparing proposed algorithm with previous method using quorum-based algorithm.
상호배제 패러다임은 그룹통신, 원자적 커밋먼트 프로토콜이나 복제 데이터 관리 등의 하나의 객체에 대한 독점적인 이용이 필요한 실질적인 문제들의 해결방안을 위한 기본적인 수단으로 이용 될 수 있다. 이러한 문제는 그 동안 광범위하게 연구자들에게 연구되어 왔던 바, 그 이유는 많은 분산 프로토콜들이 상호배제 프로토콜을 필요로 하기 때문이다. 그러나 이러한 유용성에도 불구하고 아직까지 이동 컴퓨팅 환경에서 이러한 문제를 다룬 적은 별로 없었다. 본 논문에서는 이동 컴퓨팅 시스템 하에서 상호배제의 문제를 기술코자 한다. 본 논문에서 제시하는 해결방안은 토큰 기반의 알고리즘에 기반을 두게 된다.
This paper discusses the quorum based algorithm for group mutual exclusion defined by Yuh-Jzer Joung. Group mutual exclusion[4,5,6] is a generalization of mutual exclusion that allows a resource to be shared by processes of the same group, but requites processes of different groups to use the resource in a mutually exclusive style. Joung proposed a quorum system, which he referred to as the surficial quorum system for group mutual exclusion and two modifications of Maekawa's algorithm[6]. He mentioned that when a process may belong to more than one group, the process must identify one of the groups it belongs when it wishes to enter CS(Critical Section). However, his solution didn't provide mechanism of identifying a group which maximizes the possibility to enter CS. In this paper, we provide a mechanism for identifying that each process belongs to which group.
Mutual Exclusion is one of the most studied topics in distributed systems where processes communicate by asynchronous message passing. It is often necessary for multiple processes at different sites to access a shared resource or data called a critical section (CS) in distributed systems. A number of algorithms have been proposed to solve the mutual exclusion problem in distributed systems. In this paper, we propose the new algorithm which is modified from Garg's algorithm[1] thus works properly in a fault-tolerant system. In our algorithm, after electing the token generator, the elected process generates a new token based on the information of the myreqlist which is kept by every process and the reqdone which is received during election. Consequently, proposed algorithm tolerates any number of process failures and also does even when only one process is alive.
상호배제는 원래 다중처리기 시스템을 지원하는 운영체제의 경쟁상황 예방 이론에서 출발하였으나, 최근에는 다중코어처리기의 일반화로 그 적용범위가 급격하게 병렬처리 어플리케이션 영역으로 이동되었다. POSIX 스레드, WIN32 스레드, Java 스레드 등이 대표적인 병렬 처리 어플리케이션 개발환경인데, 이들은 각자 고유한 상호배제 메커니즘을 제공하고 있다. 이들 환경에서 성능에 매우 민감한 어플리케이션들은 코딩의 불편함 등 약간의 희생을 감수하더라도 상호배제를 위한 부담 경감을 필요로 할 수 있다. 이 연구에서는 두 스레드 사이에서 Dekker와 Peterson 알고리즘을 플랫폼별로 바쁜 대기와 처리기 양보 형태로 구현하여 각각의 고유 상호배제 메커니즘들과의 성능을 비교하고, 그 알고리즘들의 유용성을 평가한다. 분석 결과 POSIX 및 WIN32 스레드 환경에서 처리기 양보 형 Dekker 알고리즘이 최소 2배에서 최대 70배까지 우수한 것으로 나타나 이 알고리즘의 실용성이 충분한 것으로 확인되었다.
본 논문에서는 토큰과 고장추적 장치를 이용한 상호배제 알고리즘을 비동기적인 분산시스템 환경에서 설계하고 분석하고자 한다. 고장추적 장치란 독립된 프로그램으로 다른 프로세스의 크래시 여부를 알려주는 기능을 한다. 이러한 고장추적 장치를 이용하여 토큰기반 ME 알고리즘을 재 작성하는 경우 많은 유익함이 있다. 기존에 동기적인 분산 시스템에서 제안 되었던 토큰기반의 상호배제 (Mutual Exclusion)은 고장 추적 장치를 이용하여 재설계 되는 경우 전통적인 토큰기반 상호배제 알고리즘 보다 훨씬 효율적으로 구현 될 수 있음을 보인다.
Resource sharing is a major advantage of distributed computing. However, a distributed computing system may have some physical or virtual resource that may be accessible by a single process at a time. The mutual exclusion issue is to ensure that no more than one process at a time is allowed to access some shared resource. The article proposes a token-based mutual exclusion algorithm for the clustered mobile ad hoc networks (MANETs). The mechanism that is adapted to handle token passing at the inter-cluster level is different from that at the intra-cluster level. It makes our algorithm message efficient and thus suitable for MANETs. In the interest of efficiency, we implemented a centralized token passing scheme at the intra-cluster level. The centralized schemes are inherently failure prone. Thus, we have presented an intra-cluster token passing scheme that is able to tolerate a failure. In order to enhance reliability, we applied a distributed token circulation scheme at the inter-cluster level. More importantly, the message complexity of the proposed algorithm is independent of N, which is the total number of nodes in the system. Also, under a heavy load, it turns out to be inversely proportional to n, which is the (average) number of nodes per each cluster. We substantiated our claim with the correctness proof, complexity analysis, and simulation results. In the end, we present a simple approach to make our protocol fault tolerant.
병행 프로세스들은 공유 자원을 동시에 읽거나 쓰려고 할 때 서로 경쟁하게 된다. 이때 상호배제, 교착상태, 기아라는 세 가지 제어 문제가 발생한다. 병행성은 이해하기 어려운 운영체제 분야의 주제이다. 현재 대부분의 운영체제 교재에 포함되어 있는 병행 프로그램들은 의사코드로 기술되어 있어, 학습자들은 병행 프로그램들을 실행해 볼 수 없고, 병행 프로그램들의 복잡한 실행 행위를 파악하기 어려워 상호배제 원리를 이해하기 어렵다. 본 연구의 목적은 그래픽 기반 언어인 SDL과 MSC를 이용하여 상호배제 교육방법을 제안하는 것이다. 이를 위해 SDL로 병행 프로그램들을 작성하고 MSC로 시뮬레이션하여 병행 프로그램이 상호배제 요구조건들을 충족시키는지 검증하였다. 설문조사 결과, 이 교육방법이 의사코드 기반 교육방법에 비해 더 효과적인 것으로 나타났다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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