Concurrency and Synchronization MCQ Quiz in हिन्दी - Objective Question with Answer for Concurrency and Synchronization - मुफ्त [PDF] डाउनलोड करें

संकल्पना:

पारस्परिक अपवर्जन तब होता है जब दो या दो से अधिक प्रक्रियाएं समान संसाधनों को साझा करती हैं लेकिन एक ही समय में एक ही संसाधन तक नहीं पहुंच पाती हैं।

व्याख्या:

पारस्परिक अपवर्जन समवर्ती नियंत्रण का एक गुण है, जिसे धाव प्रतिबंध को रोकने के उद्देश्य से स्थापित किया गया है।

यह आवश्यकता है कि निष्पादन का एक धागा कभी भी अपने महत्वपूर्ण खंड में प्रवेश नहीं करता है, जबकि निष्पादन का एक और समवर्ती थ्रेड अपने स्वयं के महत्वपूर्ण खंड में प्रवेश करता है। इस समस्या को विभिन्न उपकरणों का उपयोग करके हल किया जाता है, उदा. सेमाफोर

सही उत्तर (1) और (2) दोनों है।

Key Points 

• सेमाफोर एक सिंक्रोनाइजेशन तंत्र है जिसका उपयोग मल्टीटास्किंग ऑपरेटिंग सिस्टम जैसे समवर्ती सिस्टम में एक सामान्य संसाधन तक पहुंच को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है।
• इनका उपयोग मुख्य रूप से पारस्परिक अपवर्जन और प्रक्रिया तुल्यकालन की समस्याओं को हल करने के लिए किया जाता है।
• पारस्परिक अपवर्जन यह सुनिश्चित करता है कि एक समय में केवल एक ही प्रक्रिया कोड के महत्वपूर्ण भाग तक पहुंच सकती है, जिससे रेस स्थितियों की स्थिति को रोका जा सकता है।
• प्रक्रिया तुल्यकालन यह सुनिश्चित करता है कि डेडलॉक जैसी समस्याओं से बचने और निष्पादन का सही क्रम सुनिश्चित करने के लिए प्रक्रियाएँ या थ्रेड उचित से तुल्यकालित हैं।

सही उत्तर विकल्प 1 है।

अवधारणा:

यदि दो या दो से अधिक थ्रेड एक ही समय में एक ही संसाधन तक पहुँचने का प्रयास करते हैं। इसे रेस कंडीशन के रूप में जाना जाता है। यह आमतौर पर तब होता है जब एक मल्टी-थ्रेडेड एप्लिकेशन चल रही होती है।

• मल्टीथ्रेडेड सॉफ़्टवेयर में रेस कंडीशन एक संभावित समस्या है। मान लें कि एक थ्रेड गतिविधियों की एक सीरीज करता है जिनमें से प्रत्येक पिछली कार्रवाई के परिणाम पर निर्भर है।
• एक रेस प्रॉब्लम तब होती है जब किसी अन्य थ्रेड में पहले थ्रेड के सीक्वेंस को पूरा करने से पहले पूर्व क्रिया के परिणाम को बदलने या अमान्य करने की क्षमता होती है।
• यह एक प्रोग्रामिंग एरर या समस्या का भी उल्लेख कर सकता है जो तब होता है जब थ्रेड शेड्यूलर पूरी प्रक्रिया में किसी भी बिंदु पर थ्रेड्स को स्थानांतरित करता है।

अतः सही उत्तर रेस कंडीशन है।

सही उत्तर स्वैपिंग है।

Key Points 

• स्वैपिंग एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें किसी प्रक्रिया को मुख्य मेमोरी से डिस्क में स्थानांतरित किया जा सकता है (और इसका उलटा भी) जिससे मुख्य मेमोरी में स्थान खाली हो सके।
• इसका उपयोग अक्सर कंप्यूटर सिस्टम में मेमोरी को प्रबंधित करने के लिए किया जाता है, खासकर जब मुख्य मेमोरी भर जाती है और अधिक प्रक्रियाएं चलाने की आवश्यकता होती है।
• स्वैपिंग यह सुनिश्चित करती है कि सीपीयू निष्क्रिय प्रक्रियाओं को अस्थायी रूप से डिस्क स्टोरेज में ले जाकर कई प्रक्रियाओं को कुशलतापूर्वक प्रबंधित कर सके।

Additional Information 

• शेड्यूलिंग: यह उस विधि को संदर्भित करता है जिसके द्वारा किसी माध्यम से निर्दिष्ट कार्य को उन संसाधनों को सौंपा जाता है जो कार्य को पूरा करते हैं। शेड्यूलिंग का उपयोग मल्टीटास्किंग और मल्टीप्रोसेसिंग ऑपरेटिंग सिस्टम में विभिन्न कार्यों के लिए CPU समय आवंटित करने के लिए किया जाता है।
• कैशिंग : यह एक ऐसी तकनीक है जिसका उपयोग अक्सर एक्सेस किए जाने वाले डेटा को त्वरित एक्सेस के लिए कैश मेमोरी में स्टोर करने के लिए किया जाता है। यह मुख्य मेमोरी या डिस्क से डेटा एक्सेस करने में लगने वाले समय को कम करने में मदद करता है।
• स्पूलिंग: इसका मतलब है साइमल्टेनियस पेरिफेरल ऑपरेशन ऑन-लाइन। यह डेटा को एक अस्थायी कार्य क्षेत्र में रखने की प्रक्रिया है जहाँ कोई अन्य प्रोग्राम प्रोसेसिंग के लिए इसे एक्सेस कर सकता है। इसका उपयोग आमतौर पर प्रिंटिंग और अन्य I/O ऑपरेशन में किया जाता है।

सही उत्तर (1) और (2) दोनों है।

Key Points 

• सेमाफोर एक सिंक्रोनाइजेशन तंत्र है जिसका उपयोग मल्टीटास्किंग ऑपरेटिंग सिस्टम जैसे समवर्ती सिस्टम में एक सामान्य संसाधन तक पहुंच को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है।
• इनका उपयोग मुख्य रूप से पारस्परिक अपवर्जन और प्रक्रिया तुल्यकालन की समस्याओं को हल करने के लिए किया जाता है।
• पारस्परिक अपवर्जन यह सुनिश्चित करता है कि एक समय में केवल एक ही प्रक्रिया कोड के महत्वपूर्ण भाग तक पहुंच सकती है, जिससे रेस स्थितियों की स्थिति को रोका जा सकता है।
• प्रक्रिया तुल्यकालन यह सुनिश्चित करता है कि डेडलॉक जैसी समस्याओं से बचने और निष्पादन का सही क्रम सुनिश्चित करने के लिए प्रक्रियाएँ या थ्रेड उचित से तुल्यकालित हैं।

संकल्पना:

परीक्षणऔरसेट तुल्यकालन समस्या का एक हार्डवेयर समाधान है।

• परीक्षणऔरसेट में, हमारे पास एक साझा लॉक वेरिएबल है जो दो मानों, 0 या 1 में से कोई भी ले सकता है।

→ 0 अनलॉक के लिए

→ 1 लॉक के लिए

• क्रिटिकल सेक्शन में प्रवेश करने से पहले, एक प्रक्रिया लॉक के बारे में पूछताछ करती है।

→ यदि यह बंद है, तो यह मुक्त होने तक प्रतीक्षा करता रहता है

→ यदि यह लॉक नहीं है, तो यह लॉक लेता है और निष्पादित करता है
क्रांतिक अनुभाग।

निष्कर्ष:

परीक्षणऔरसेट में,

• पारस्परिक बहिष्कार और प्रगति संरक्षित है
• बंधी हुई प्रतीक्षा को संरक्षित नहीं किया जा सकता है।

महत्वपूर्ण बिंदु:

सेमाफोर उसी का सॉफ्टवेयर कार्यान्वयन है।

• यह सुनिश्चित करने के लिए कर्नेल स्तर के समर्थन की आवश्यकता है कि P और V संचालन परमाणु बने रहें, लेकिन हार्डवेयर समर्थन आवश्यक नहीं है।
• P और V दोनों संचालन अविभाज्य होने चाहिए और यह एक अनिवार्य शर्त है।

अवधारणा:

इंटर प्रोसेस कम्युनिकेशन (IPC) एक ऐसा तंत्र है जो प्रक्रियाओं को एक दूसरे के साथ संवाद करने और अपने कार्यों को तुल्यकालिक करने की अनुमति देता है।

इस प्रकार के संचार को बनाए रखने के लिए, प्रक्रियाओं को एक दूसरे के साथ संचालित करने के लिए कहा जाता है। प्रक्रियाएं इन दो तरीकों का उपयोग करके एक दूसरे के साथ संवाद कर सकती हैं:

- सहभाजी स्मृति

- संदेश पारण

संकल्पना:

V(S): सिग्नल प्रचालन सेमाफोर चर को बढ़ा देगा, अर्थात, S++

P(S): प्रतीक्षा प्रचालन सेमाफोर चर को घटाएगा, अर्थात, S--

डेटा:

प्रारंभिक गणक सेमाफोर  = I = 7

प्रतीक्षा प्रचालन = 20 P

सिग्नल प्रचालन = 15 V

अंतिम गणक सेमाफोर = F

सूत्र:

F = I + 15V + 20P

गणना:

F = 7 + 15(+1) + 20(-1)

∴ F = 2

अवधारणा:

एक पारस्परिक बहिष्करण (म्यूटेक्स) एक प्रोग्राम ऑब्जेक्ट है जो एक साझा संसाधन तक एक साथ पहुंच को रोकता है।

एक महत्वपूर्ण खंड एक कूट खंड है जो साझा चर राशियों का उपयोग करता है और इसे परमाणु क्रिया के रूप में निष्पादित किया जाना है। महत्वपूर्ण खंड की समस्या इस समस्या को संदर्भित करती है कि कैसे सुनिश्चित किया जाए कि एक निश्चित समय में अधिकतम एक प्रक्रिया अपने महत्वपूर्ण खंड को निष्पादित कर रही है।

प्रक्रिया:

ऑपरेटिंग सिस्टम:

एक ऑपरेटिंग सिस्टम फ़ाइल प्रबंधन, मेमोरी प्रबंधन, प्रक्रिया प्रबंधन, इनपुट और आउटपुट को संभालना और परिधीय उपकरणों को नियंत्रित करने जैसे कार्य करता है।
ऑपरेटिंग सिस्टम के उदाहरण है विनडोज़7, विनडोज़8, DOS, OS X आदि।

विंडोज ऑपरेटिंग सिस्टम की कुछ विशेषताएं -

• GUI (ग्राफिकल यूजर इंटरफेस) का समर्थन करता है।
• मल्टीटास्किंग ऑपरेटिंग सिस्टम (एक ही समय में एक से अधिक कार्य)।
• मेमोरी प्रबंधन।
• इनपुट/आउटपुट आदि को संभालना

सेमाफोर अर्थात संज्ञापित्र पूर्णांक चर होते हैं जो दो परमाणु परिचालनों, wait और signal का उपयोग करके महत्वपूर्ण खंड समस्या को हल करने के लिए उपयोग किए जाते हैं जो प्रक्रिया समकालीनता के लिए उपयोग किए जाते हैं।

Wait:

यदि यह सकारात्मक है तो wait परिचालन अपने तर्क S का मान घटाता है। यदि S नकारात्मक या शून्य है, तो किसी भी परिचालन को निष्पादित नहीं किया जाता है।

wait(S)

{  

    while (S<=0)

     S--;

}

Signal:

signal परिचालन अपने तर्क S के मान में वृद्धि करता है।

signal(S)

{

    S++;

अवधारणाएं:

V(S): सिग्नल संचालन सेमाफोर चर में वृद्धि करेगा, यानी S++।

P(S): प्रतीक्षा संचालन सेमाफोर चर को घटाएगा, यानी S--।

तथ्य:

प्रारंभिक काउंटिंग  सेमाफोर (I) = 7

सिग्नल संचालन = x V

प्रतीक्षा संचालन = 20 P

अंतिम काउंटिंग सेमाफोर (F) = 5

गणना:

5 = 7 + x V + 20 P

5 = 7 + x (+1) + 20 (-1)

x = 5 - 7 + 20

∴ x = 18

संकल्पना:

उत्पादक-उपभोक्ता समस्या में, उत्पादक केवल वस्तुओं का उत्पादन तभी कर सकता है जब बफर में जगह हो, अर्थात उसे उपभोक्ता द्वारा वस्तुओं के उपभोग के लिए प्रतीक्षा करनी पड़ती है। इसी प्रकार, उपभोक्ता वस्तु का उपभोग तभी कर सकता है जब निर्माता उसका उत्पादन करे।

व्याख्या:

दिया गया है, M = 1, E = n और F =0

यहां, semaphore M आपसी बहिष्करण के लिए है, semaphore E बफर में खाली जगह के लिए है, semaphore F का उपयोग निर्माता द्वारा भरे गए स्थान को परिभाषित करने के लिए किया जाता है।

निर्माता पक्ष के लिए कोड:

while (true)

{

Produce()

Wait(E)

Wait(M)

Append()

Signal(M)

Signal(F)

}

उपभोक्ता पक्ष के लिए कोड:

while(true){

Wait(F)

Wait(M)

Consume()

Signal(M)

Signal(E)

}

अवधारणाएं :

V(S): सिग्नल सेमाफोर चर में वृद्धि करेगा, यानी S++

P(S): सिग्नल सेमाफोर चर को घटाएगा, यानी S--

डाटा:

प्रारंभिक गणना सेमाफोर = I = 8

प्रतीक्षा संचालन = 12 P

सिग्नल संचालन = 7 V

अंतिम गणना सेमाफोर = F

सूत्र:

F = I + 8 × P + 7 × V

गणना:

F = 8 + 12 × (-1) + 7(+1)

∴ F = 3

सही उत्तर विकल्प 4 है।

संकल्पना:

ऑपरेटिंग सिस्टम:

एक ऑपरेटिंग सिस्टम, सिस्टम सॉफ्टवेयर है जो कंप्यूटर हार्डवेयर और सॉफ्टवेयर संसाधनों का प्रबंधन करता है, और कंप्यूटर प्रोग्राम के लिए सामान्य सेवाएं प्रदान करता है।

• एक सिस्टम विफलता हार्डवेयर विफलता या एक महत्वपूर्ण सॉफ़्टवेयर त्रुटि के कारण हो सकती है, जिससे सिस्टम फ्रीज, रीबूट या पूरी तरह से काम करना बंद कर देता है।
• सिस्टम विफलता के परिणामस्वरूप एक त्रुटि संदेश स्क्रीन पर दिखाई दे भी सकता है और नहीं भी। कंप्यूटर चेतावनी या त्रुटि संदेश के बिना बंद हो सकता है।
• जब कोई प्रक्रिया विफल हो जाती है, तो अधिकांश ऑपरेटिंग सिस्टम द्वारा त्रुटि जानकारी log फ़ाइल में लिखी जाती है।
• डीबगर समस्या का मूल कारण निर्धारित करने के लिए log फ़ाइल की जाँच करता है।
• सिस्टम प्रोग्रामर एक log फ़ाइल का उपयोग त्रुटियों का पता लगाने और उन्हें ठीक करने के लिए कर सकते हैं।

अतः सही उत्तर Log file है।