Synchronisationslogik

Synchronisationslogik ist ein Begriff aus der Informatik, der formale Ansätze zur Beschreibung, Spezifikation und Verifikation von Synchronisationsmechanismen in gleichzeitigen und verteilten Systemen umfasst. Sie zielt darauf ab, das korrekte Zusammenwirken mehrerer Prozesse, Threads oder Knoten zu gewährleisten, insbesondere die Reihenfolge von Ausführungen, den gemeinsamen Zugriff auf Ressourcen und koordinierte Abläufe.

In der Praxis werden dafür Modelle der Synchronisation durch Zustandsmodelle, zeitliche Relationen und Kommunikationsbeziehungen beschrieben. Typische formale Sprachen und Techniken sind temporale Logiken wie LTL und CTL, Prozesskalküle wie CSP oder der pi-Kalkül sowie Model Checking und formale Verifikation. Die Eigenschaften, die untersucht werden, umfassen Sicherheit (z. B. Mutual Exclusion), Verlässlichkeit, Deadlock-Freiheit und Fortschritt.

Verschiedene Synchronisationsmuster werden modelliert, darunter Mutual Exclusion, Barrier- und Rendezvous-Synchronisation sowie ereignisbasierte Koordination. Timed- und Echtzeit-Erweiterungen berücksichtigen Abstände, Fristen und zeitliche Abhängigkeiten zwischen Prozessen. Anwendungen finden sich im Entwurf und der Verifikation von Betriebssystemen, verteilten Systemen, Echtzeitsystemen und eingebetteten Anwendungen; das Ziel ist sowohl der korrekte Algorithmus- bzw. Protokollentwurf als auch dessen formale Prüfung.

Varianten der Synchronisationslogik umfassen zeitbasierte, probabilistische oder räumlich verteilte Modelle, die unterschiedliche Aspekte der Synchronisation erfassen. Kritische Herausforderungen sind der hohe Rechen- und Modellierungsaufwand, die Zustandsexplosion bei der Verifikation und die Abbildung komplexer realer Systeme auf formale Modelle.

Der Begriff ist kein standardisierter Fachausdruck; in deutschsprachiger Literatur wird er gelegentlich verwendet, um die formalen Aspekte von Synchronisation zusammenzufassen.