{"cells":[{"metadata":{},"cell_type":"markdown","source":"# DM 7 - Terminale NSI\n\nSujet du bac Spécialité NSI 2024 - Amérique du Nord"},{"metadata":{},"cell_type":"markdown","source":"## Introduction\nCet exercice porte sur la programmation Python, la programmation orientée objet, les structures de données (file), l’ordonnancement et l’interblocage."},{"metadata":{},"cell_type":"markdown","source":"### Question 1\n**Citer les trois états dans lesquels un processus peut se trouver.**"},{"metadata":{"trusted":false},"cell_type":"markdown","source":"Les trois états possibles pour un processus sont :\n1. Prêt\n2. En cours d'exécution\n3. Bloqué (ou en attente)"},{"metadata":{},"cell_type":"markdown","source":"### Question 2\n**Citer les deux seuls états possibles pour un processus dans ce contexte.**"},{"metadata":{"trusted":false},"cell_type":"markdown","source":"Dans ce contexte simplifié, les deux états possibles sont :\n1. En cours d'exécution\n2. En attente dans la file"},{"metadata":{},"cell_type":"markdown","source":"### Question 3\n**Rectifier la classe `File` pour que la méthode `defile` renvoie `None` lorsque la file est vide.**"},{"metadata":{"trusted":false},"cell_type":"code","source":"class File:\n    def __init__(self):\n        self.contenu = []\n\n    def enfile(self, element):\n        self.contenu.append(element)\n\n    def defile(self):\n        if self.est_vide():\n            return None\n        return self.contenu.pop(0)\n\n    def est_vide(self):\n        return len(self.contenu) == 0","execution_count":null,"outputs":[]},{"metadata":{},"cell_type":"markdown","source":"### Question 4\n**Compléter le chronogramme pour les processus `p1`, `p2`, `p3`, et `p4`.**"},{"metadata":{"trusted":true},"cell_type":"code","source":"# Code en entier pour comprendre, mais pas demandé !!!\n\n# Classe File modifiée pour pouvoir afficher son contenu\nclass File:\n    def __init__(self):\n        self.contenu = []\n\n    def enfile(self, element):\n        self.contenu.append(element)\n\n    def defile(self):\n        if self.est_vide():\n            return None\n        return self.contenu.pop(0)\n\n    def est_vide(self):\n        return len(self.contenu) == 0\n\n    def __str__(self):\n        # Représentation lisible de la file pour affichage (ordre inversé)\n        return ' -> '.join(proc.nom for proc in reversed(self.contenu))\n\n# Classe Processus\nclass Processus:\n    def __init__(self, nom, duree):\n        self.nom = nom\n        self.duree = duree\n\n    def execute_un_cycle(self):\n        if self.duree > 0:\n            self.duree -= 1\n\n    def est_fini(self):\n        return self.duree == 0\n\n# Classe Ordonnanceur\nclass Ordonnanceur:\n    def __init__(self):\n        self.temps = 0\n        self.file = File()\n\n    def ajoute_nouveau_processus(self, proc):\n        '''Ajoute un nouveau processus dans la file de l'ordonnanceur.'''\n        self.file.enfile(proc)\n\n    def tourniquet(self):\n        '''Effectue une étape d'ordonnancement et renvoie le nom du processus élu.'''\n        self.temps += 1\n        if not self.file.est_vide():\n            proc = self.file.defile()\n            proc.execute_un_cycle()\n            if not proc.est_fini():\n                self.file.enfile(proc)\n            return proc\n        return None\n\n# Définition des processus avec leur nom et leur durée en cycles\nA = Processus(\"A\", 3)\nB = Processus(\"B\", 4)\nC = Processus(\"C\", 3)\nD = Processus(\"D\", 5)\n\n# Dictionnaire associant chaque cycle à un processus créé à ce moment\ndepart_proc = {\n    0: D,\n    1: B,\n    2: A,\n    4: C\n}\n\n# Création de l'ordonnanceur\nordonnanceur = Ordonnanceur()\n\n\n# Simulation\nwhile True:\n    if ordonnanceur.temps in depart_proc:\n        ordonnanceur.ajoute_nouveau_processus(depart_proc[ordonnanceur.temps])\n    \n    # Afficher l'état initial de la file avant le cycle\n    print(f'File initial: {ordonnanceur.file}', end=\"\")\n    \n    process_elected = ordonnanceur.tourniquet()\n    if process_elected is None:\n        break\n    # Afficher le processus élu et l'état final de la file\n    print(f'     Cycle {ordonnanceur.temps}: ({process_elected.nom},{process_elected.duree})       File final: {ordonnanceur.file}')\n   \n","execution_count":23,"outputs":[{"output_type":"stream","text":"File initial: D     Cycle 1: (D,4)       File final: D\nFile initial: B -> D     Cycle 2: (D,3)       File final: D -> B\nFile initial: A -> D -> B     Cycle 3: (B,3)       File final: B -> A -> D\nFile initial: B -> A -> D     Cycle 4: (D,2)       File final: D -> B -> A\nFile initial: C -> D -> B -> A     Cycle 5: (A,2)       File final: A -> C -> D -> B\nFile initial: A -> C -> D -> B     Cycle 6: (B,2)       File final: B -> A -> C -> D\nFile initial: B -> A -> C -> D     Cycle 7: (D,1)       File final: D -> B -> A -> C\nFile initial: D -> B -> A -> C     Cycle 8: (C,2)       File final: C -> D -> B -> A\nFile initial: C -> D -> B -> A     Cycle 9: (A,1)       File final: A -> C -> D -> B\nFile initial: A -> C -> D -> B     Cycle 10: (B,1)       File final: B -> A -> C -> D\nFile initial: B -> A -> C -> D     Cycle 11: (D,0)       File final: B -> A -> C\nFile initial: B -> A -> C     Cycle 12: (C,1)       File final: C -> B -> A\nFile initial: C -> B -> A     Cycle 13: (A,0)       File final: C -> B\nFile initial: C -> B     Cycle 14: (B,0)       File final: C\nFile initial: C     Cycle 15: (C,0)       File final: \nFile initial: ","name":"stdout"}]},{"metadata":{},"cell_type":"markdown","source":"<img src=\"https://webftts.com/Images/ordonnance%201.png\" alt=\"Texte alternatif\" width=\"800\">\n\nLe chronogramme complété est :\n\n    File initial: p1     Cycle 1: (p1,3)       File final: p1\n    File initial: p3 -> p1     Cycle 2: (p1,2)       File final: p1 -> p3\n    File initial: p2 -> p1 -> p3     Cycle 3: (p3,4)       File final: p3 -> p2 -> p1\n    File initial: p4 -> p3 -> p2 -> p1     Cycle 4: (p1,1)       File final: p1 -> p4 -> p3 -> p2\n    File initial: p1 -> p4 -> p3 -> p2     Cycle 5: (p2,2)       File final: p2 -> p1 -> p4 -> p3\n    File initial: p2 -> p1 -> p4 -> p3     Cycle 6: (p3,3)       File final: p3 -> p2 -> p1 -> p4\n    File initial: p3 -> p2 -> p1 -> p4     Cycle 7: (p4,2)       File final: p4 -> p3 -> p2 -> p1\n    File initial: p4 -> p3 -> p2 -> p1     Cycle 8: (p1,0)       File final: p4 -> p3 -> p2\n    File initial: p4 -> p3 -> p2     Cycle 9: (p2,1)       File final: p2 -> p4 -> p3\n    File initial: p2 -> p4 -> p3     Cycle 10: (p3,2)       File final: p3 -> p2 -> p4\n    File initial: p3 -> p2 -> p4     Cycle 11: (p4,1)       File final: p4 -> p3 -> p2\n    File initial: p4 -> p3 -> p2     Cycle 12: (p2,0)       File final: p4 -> p3\n    File initial: p4 -> p3     Cycle 13: (p3,1)       File final: p3 -> p4\n    File initial: p3 -> p4     Cycle 14: (p4,0)       File final: p3\n    File initial: p3     Cycle 15: (p3,0)       File final: \n    File initial: \n    \n<img src=\"https://webftts.com/Images/ordonnance%202.png\" alt=\"Texte alternatif\" width=\"800\">"},{"metadata":{},"cell_type":"markdown","source":"### Question 5\n**Compléter le code de la classe `Ordonnanceur`.**"},{"metadata":{"trusted":true},"cell_type":"code","source":"class Ordonnanceur:\n    \n    def __init__(self):\n        self.temps = 0\n        self.file = File()\n\n    def ajoute_nouveau_processus(self, proc):\n        '''Ajoute un nouveau processus dans la file de\n        l'ordonnanceur. '''        \n        self.file.enfile(proc)\n\n    def tourniquet(self):\n        '''Effectue une étape d'ordonnancement et renvoie le nom \n        du processus élu.'''\n        self.temps += 1\n        if not self.file.est_vide():\n            proc = self.file.defile()\n            proc.execute_un_cycle()\n            if not proc.est_fini():\n                self.file.enfile(proc)\n            return proc.nom\n        return None","execution_count":25,"outputs":[]},{"metadata":{},"cell_type":"markdown","source":"### Question 6\n**Écrire un programme utilisant les processus `p1`, `p2`, `p3`, `p4` et `depart_proc`.**"},{"metadata":{"trusted":true},"cell_type":"code","source":"# Définir les processus et leur moment de création\np1 = Processus('p1', 4)\np2 = Processus('p2', 3)\np3 = Processus('p3', 5)\np4 = Processus('p4', 3)\ndepart_proc = {0: p1, 1: p3, 2: p2, 3: p4}\n\n# Création de l'ordonnanceur\nordonnanceur = Ordonnanceur()\n\n# Simulation\nwhile True:\n    if ordonnanceur.temps in depart_proc:\n        ordonnanceur.ajoute_nouveau_processus(depart_proc[ordonnanceur.temps])\n        \n    process_elected = ordonnanceur.tourniquet()\n    if process_elected is None:\n        break\n    # Afficher le processus élu et l'état final de la file\n    print(f'     Cycle {ordonnanceur.temps}: {process_elected}')","execution_count":27,"outputs":[{"output_type":"stream","text":"     Cycle 1: p1\n     Cycle 2: p1\n     Cycle 3: p3\n     Cycle 4: p1\n     Cycle 5: p2\n     Cycle 6: p3\n     Cycle 7: p4\n     Cycle 8: p1\n     Cycle 9: p2\n     Cycle 10: p3\n     Cycle 11: p4\n     Cycle 12: p2\n     Cycle 13: p3\n     Cycle 14: p4\n     Cycle 15: p3\n","name":"stdout"}]},{"metadata":{},"cell_type":"markdown","source":"### Question 7\n**Montrer que l’ordre d’exécution donné en exemple aboutit à une situation d’interblocage.**"},{"metadata":{"trusted":false},"cell_type":"markdown","source":"<img src=\"https://webftts.com/Images/ordonnance%201.png\" alt=\"Texte alternatif\" width=\"800\">"},{"metadata":{},"cell_type":"markdown","source":"    Dans l’exécution :\n    Cycle 1 : D acquiert le fichier,\n    Cycle 2 : D fais des Calculs,\n    Cycle 3 : B acquiert le clavier, \n    Cycle 4 : D acquérir le clavier,\n    Cycle 5 : A acquiert le GPU,\n    Cycle 6 : B veut acquiert le fichier, mais il est pris par D. On a donc une situation d’interblocage."}],"metadata":{},"nbformat":4,"nbformat_minor":2}