exekveringsmodellen

Exekveringsmodellen zijn conceptuele kaders die beschrijven hoe programma’s worden uitgevoerd op een computer. Ze definiëren de volgorde van instructies, de evaluatie van uitdrukkingen en het moment waarop bijwerkingen plaatsvinden, zoals veranderingen aan geheugen, invoer en uitvoer. Ze vormen de link tussen de formele semantiek van een taal en de feitelijke uitvoering in software runtimes of hardware.

Veelvoorkomende modellen omvatten het sequentiële uitvoeringsmodel, waarbij een programma stap voor stap in een lineaire volgorde wordt uitgevoerd, en het gelijktijdige of parallelle uitvoeringsmodel, waarin meerdere threads of processen tegelijk opereren en synchronisatie nodig is. Daarnaast bestaan gegevensstroommodellen, waarbij operaties pas worden uitgevoerd wanneer de benodigde data beschikbaar is, en gebeurtenisgestuurde of reactieve modellen, waarbij de uitvoering wordt aangestuurd door gebeurtenissen of berichten.

In multicoresystemen spelen geheugenmodellen een cruciale rol. Zij specificeren welke volgordingen van reads en writes tussen cores toegestaan zijn, wat van invloed is op de interpretatie van gelijktijdige programma’s. Sterkere modellen zoals sequentiële consistentie zijn eenvoudiger te redeneren over, maar kunnen prestatiedok voorkomen; zwakkere modellen voeren efficiënte hardware- en compiler-optimisaties mogelijk, maar maken het gedrag van gelijktijdige programma’s complexer om te begrijpen.

Exekveringsmodellen zijn bepalend voor hoe programmeertalen semantiek en uitvoering worden ontworpen, hoe runtimes en virtuele machines opereren, en hoe hardware-architecturen prestaties leveren zonder de betrouwbaarheid van programma’s te ondermijnen. Ze dienen zowel als onderwijsinstrument als richtsnoer voor ontwerp en implementatie.