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Lösungsvorschlag

Aufgabe 1 (Wissensfragen)

a) falsch

b)

  • falsch (nur Änderungen im synchronized-Block)
  • falsch (nur, wenn sie die gleiche Marke haben wollen)
  • richtig

c) Zählt man die Startbelegung S auch zum Petri-Netz, so ist ∞ die richtige Antwort, sonst 1

d)

e)

f)

Aufgabe 2 (Petri-Netze)

a)

 S = ( 1, 0, 1, 1, 0 )
 M: 
  0   0   0   0   0
  2   0  -1  -1   0
  0   1  -1   0   0
 -1  -1   0   0   2
  0   0   3   1  -4
  

Petri-Netz ist nicht lebendig, da durch t0 → t3 → t3 ein Deadlock entsteht!

b)

Aufgabe 3 (Haskell)

Aufgabe 4 (Lambda-Kalkül)

Haskell und Lambda-Kalkül werden nicht mehr gelehrt!

Aufgabe 5 (Java - Zeigerverdopplung)

import java.util.concurrent.*;
public class PointerDoubling {
	private static int[] next ;
	private static int[] rank;
	private static CyclicBarrier outer;
	private static CyclicBarrier inner;
	public static int[] calculateRanks (int [] next) 
		throws InterruptedException, BrokenBarrierException {
		PointerDoubling.next = next;
		rank = new int[next.length];
		outer = new CyclicBarrier(next.length + 1);
		inner = new CyclicBarrier(next.length);
		// TODO: 1
		Thread[] threads = new Thread[next.length];
		for (int i = 0; i < next.length; i++) {
			threads[i] = new Worker(i);
			threads[i].start();
		}
		outer.await();
		return rank;
	}
 
	public static class Worker extends Thread {
		private final int index;
		public Worker (int index) {
			this.index = index;
		}
 
		public void run () {
			try {
				// TODO: 2
				if (next[index] == -1) {
					rank[index] = 1;
				}
				// TODO: 4
				// inner.await(); -- not needed // EDIT: Wieso nicht? Die Threads nutzen eine gemeinsame Datenstruktur, und wenn einer etwas daran ändert, muss eine Sichtbarkeitssynchronisation vorgenommen werden, die mit einer Barrier möglich ist. Sonst würden andere Threads bereits den unteren Code ausfuehren, ohne die Garantie, dass für irgendeinen das Ende (-1) sichtbar ist. Lasse mich gerne korrigieren, falls ich falsch liege.
				int distance = 1 ;
				while (distance < next.length) {
					int rankOfNext = 0;
					int nextOfNext = 0;
					if (next[index] > 0) {
						rankOfNext = rank[next[index]];
						nextOfNext = next[next[index]];
					}
					// TODO: 4
					// inner.await(); -- not needed
					// TODO: 3
					if (rankOfNext != 0) {
						rank[index] = rankOfNext + distance;
						next[index] = nextOfNext;
					} else {
						next[index] = nextOfNext;
					}
					// TODO: 4
					inner.await();
					distance *= 2;
				} // END OF while
				outer.await();
			} catch (Exception e) {
				e.printStackTrace();
			}
		} // END OF run
	} // END OF Worker
} // END OF PointerDoubling

Vermutlich reicht das inner.await() am Ende der While-Schleife. Als ich weiter oben ein

if (index == 0) { Thread.sleep(1000); }

stehen hatte, lieferte der Code immer noch das richtige Ergebnis. Bin mir da aber nicht hundert Pro sicher :-P

Aufgabe 6 (Sichtbarkeit und Wettlaufsituation)

a) Vier, Rechenzeit wird Threads zufällig zugeteilt, weshalb die Reihenfolge von Inkrementieren und Schreiben nicht geklärt werden kann.

b) digits[2] == 0 | 1
Auch hier kann nicht vorausgesagt werden, ob erst inkrementiert oder erst geschrieben wird. Sicher ist jedoch, dass sich die Threads keine Kopie der Variablen halten und somit immer auf den zuletzt geschriebenen Wert zugreifen!

c) digits[3] == 9
Da Thread2 an barrier auf das Schreiben von Thread1 wartet, wird gewährleistet, dass sicher der zuvor gesetzte Wert geschrieben wird.

d) Alle Werte zwischen 2 und 8 sind möglich.

e) digits[5] == 5 | 7
Da nicht geklärt ist, welcher Thread nach barrier.await() zuerst Rechenzeit zugeteilt bekommt, entsteht eine Wettlaufsituation um dv5.