Задачи по программированию  

Процессы и потоки

к содержанию задачника

1. В директории лежат входные текстовые файлы, проименованные следующим образом: in_<N>.dat, где N – натуральное число. Каждый файл состоит из двух строк. В первой строке – число, обозначающее действие, а во второй – числа с плавающей точкой, разделенные пробелом.
   Действия могут быть следующими:
   1 – сложение
   2 – умножение
   3 – сумма квадратов
   Необходимо написать многопоточное приложение, которое выполнит требуемые действия над числами и сумму результатов запишет в файл out.dat. Название рабочей директории передается в виде аргумента рабочей строки. В реализации приветствуется использование полиморфизма и паттернов проектирования.
2. Разработайте многопоточное приложение, выполняющее вычисление произведения матриц A (m×n) и B (n×k). Элементы c_ij матрицы произведения С = A×B вычисляются параллельно p однотипными потоками. Если некоторый поток уже вычисляет элемент c_ij матрицы C, то следующий приступающий к вычислению поток выбирает для расчета элемент c_ij+1, если j<k, и c_i+1k, если j=k. Выполнив вычисление элемента матрицы-произведения, поток проверяет, нет ли элемента, который еще не рассчитывается. Если такой элемент есть, то приступает к его расчету. В противном случае отправляет (пользовательское) сообщение о завершении своей работы и приостанавливает своё выполнение. Главный поток, получив сообщения о завершении вычислений от всех потоков, выводит результат на экран и запускает поток, записывающий результат в конец файла-протокола. В каждом потоке должна быть задержка в выполнении вычислений (чтобы дать возможность поработать всем потокам). Синхронизацию потоков между собой организуйте через критическую секцию или мьютекс.
3. Задача в терминах С++. При нажатии кнопки “Start” диалоговое приложение запускает консольное приложение. Последующие нажатия кнопки “Start” должны привести к созданию в консольном приложении N новых рабочих потоков, где N – значение из поля с числовым счетчиком.
   Нажатие кнопки “Stop” должно привести к закрытию последнего созданного рабочего потока в консольном приложении, а в случае отсутствия рабочих потоков – к его завершению. Консольное приложение также должно завершиться и при завершении диалогового. Диалоговое приложение должно отслеживать, закрыл ли пользователь консольное приложение самостоятельно. Следующее после закрытия консоли нажатие “Start” возобновляет рабочий цикл.
   После запуска консоли выпадающий список содержит строки “Все потоки” и “Главный поток”, по мере создания новых потоков в него добавляются строки, содержащие их номера (разумеется, при удалении потоков удаляются и соответствующие им строки). Корректировка выпадающего списка осуществляется лишь после получения подтверждения от консоли об успешном создании потоков.
   Взаимодействие между приложениями реализовать с помощью объектов ядра “события” (events).
   Добавить в приложения передачу информации с помощью файла, отображаемого в память (memory mapped file). Реализовать транспортные функции в виде динамически подключаемой библиотеки с неявной загрузкой.
   При нажатии кнопки “Send” диалоговое приложение пересылает консоли текст, введенный в поле ввода. Выпадающий список задает поток-адресат. При выборе строки “Все потоки” сообщение отправляется всем потокам, каждый поток считывает информацию независимо.
   Главный поток выводит полученный текст на стандартный вывод (stdout), рабочие потоки создают текстовые файлы с именами <свой номер>.txt и дописывают в них полученный текст. Файл, отображаемый в память, защищается от совместного использования с помощью объекта синхронизации mutex.
   Все действия подтверждаются сообщениями от консоли.