Cours parallelismeI - p

Licence 3ème année
Parallélisme 1 — P-F. Bonnefoi
Version du 5 novembre 2016

Parallélisme I – P-F.B.
Table des matières
1Contenuetobjectifs .................................................................. 4
2Rappelsd’architecture ................................................................ 5
3Qu’est-cequ’unordinateur? ........................................................... 6
Architecture d’un ordinateur : plus de détails . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Leprocesseur ................................................................... 9
Duproblèmeàsarésolution ...................................................... 17
4La segmentation : les diérentes parties d’un processus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
La pile : utilisation au travers d’appels de fonction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
Lamultiprogrammation .......................................................... 33
Lesinterruptions ................................................................ 36
Horloge&interruption ........................................................... 41
5Notiondeprogrammeetdeprocessus ................................................. 45
Lacréationdeprocessus ......................................................... 48
Commutationdecontexte ........................................................ 49
Préemption:commutationparl’horloge ............................................ 53
Lestuyaux ..................................................................... 80
6Interblocage,Famine,Coalition ...................................................... 121
L’exclusionmutuelleentreprocessus .............................................. 123
Dénitiond’uneSémaphore ..................................................... 146
Utilisation des sémaphores : Section Critique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151

Parallélisme I – P-F.B.
Utilisation des sémaphores : l’allocation de ressources . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156
Producteur/Consommateur ...................................................... 168
7Présentation de la programmation «asynchrone» . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180
La programmation asynchrone : le «producteur/consommateur» . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187

Parallélisme I – P-F.B.
1 Contenu et objectifs 4
Volume horaire :
⋆Cours : 9h, soient 6 séances ;
⋆TD : 6h, soient 4 séances ;
⋆TP : 15h, soient 10 séances.
Objectifs :
□Rappels sur les processeurs/instructions/pile, tas & fonction ;
□Parallélisme et multi programmation ;
□Interruptions, Unix : mode noyau/utilisateur ;
□Processus et commutation de contexte ;
□Utilisation des IPC, « Inter-Process Communication » (Signaux, ou signals, Tubes, ou pipes ;
⋄Mémoire partagée, ou Shared Memory.
□Notion de Threads & programmation des Threads Posix ;
□Parallélisme théorique :
⋄notions de ressources et de blocage ;
⋄Section critique/Exclusion mutuelle ;
⋄Problème d’équité et de famine ;
⋄Sémaphores
□Programmation asynchrone : comparaison et utilisation avec Node.js.
Évaluation
▷Examen écrit ;
▷Réalisation d’un projet.

Parallélisme I – P-F.B.
2 Rappels d’architecture 5
Plan
□Architecture d’un processeur :
⋄les diérents composants ;
⋄les multi-cores ;
⋄l’hyperthreading ;
⋄l’exécution d’un programme ;
□Le processus
⋄segmentation/exécution et pile ;
⋄Contexte ;
□Le parallélisme
⋄interruptions/horloge ;
⋄Appel Systèmes et IPCs ;