操作系统课程设计 哲学家进餐问题.docx

操作系统课程设计_哲学家进餐问题目录
.设计题目与要求 1
L1实验目的与设计要求 1
1
2总体设计思想及相关知识 2
2. 1总体设计思想 2
2. 2临界区互斥编程原理 2
3开发环境与工具 3
3数据结构与模块说明 3
数据结构 3
2程序各模块流程图 5
5
2. 2状态改变模块 6
7
2. 4返回餐具状态模块 8
.源程序代码 9
.测试及结果 14
.课设总结 16
参考文献 17
.设计题目与要求
实验目的与设计要求
实验目的：通过实现哲学家进餐问题的同步深入了解和掌握进程 同步和互斥的原理。
设计要求：哲学家有N个，也定全体到齐后开始讨论：在讨论的 间隙哲学家进 餐，每人进餐时都需使用刀、叉各一把，所有哲学家 刀和叉都拿到后才能进餐。哲学家的人数、餐桌上的布置自行设 定，实现刀和叉的互斥使用算法的程序实现。
初始条件
1）操作系统：windows
2）程序设计语言：C++
3）
设定
桌上有六个哲学家，三对刀叉，如下图摆放:
图1一1哲学家进餐问题设定图
2总体设计思想及相关知识
. 1总体设计思想
哲学家的生活就是思考和吃饭，即思考，饿了就餐，再思考，循 环往复。要：每一个哲学家只有在拿到位于他左右的刀叉后，才能 够就餐；哲学家只能先拿一把刀或叉，再去拿另一把刀或叉，而 不能同时去抓他旁边的两把餐具，也不能从其他哲学家手中抢夺餐 具；哲学家每次就餐后必须放下他手中的两把餐具后恢复思考，不 能强抓住餐具不放。
设计一个程序，能够显示当前各哲学家的状态和桌上餐具的使用 情况，并能无死锁的推算出下一状态各哲学家的状态和桌上餐具的 使用情况。即设计一个能安排哲学家正常生活的程序。
为哲学家设计3种状态，即“等待” “进餐”“思考”。每个哲 学家重复进行“等待” ->“进餐” “思考”的行动循环。其中：
“等待”-> “进餐”：只有一个哲学家处于等待进餐状态，且左 右手两边的餐具都处于“空闲”状态时，可以发生这种状态改变。此 状态改变发生后，哲学家拿起左右手两边的餐具。
“进餐”-> “思考”：此状态改变发生后，哲学家放下左右手上 的餐具。餐具状态由“使用中”转变为“空闲”。
“思考”-> “等待”：哲学家思考结束后，无条件转入等待状
O
由上所述，程序中应设置6个元素的信号量数组，tools[6],用 来保持哲学家之间的同步。

不论是硬件临界资源，还是软件临界资源，多个进程必须互斥地 对它进行访问。每个进程中访问临界资源的那段代码称为临界区
(Critical Section )。
每个进程中访问临界资源的那段程序称为临界区(Critical Section)(临界资源是一次仅允许一个进程使用的共享资源)。每次只 准许一个进程进入临界区，进入后不允许其他进程进入。不论是硬件 临界资源，还是软件临界资源，多个进程必须互斥地对它进行访问。
本程序主要使用了 EnterCriticalSection (&cs)和 LeaveCriticalSection (&cs)两个函数实现临界区互斥。
EnterCriticalSection (&cs) 用 来进入临界区， LeaveCriticalSection (&cs)用来禺开临界区。
. 3开发环境与工具
系统平台：WINDOW环境
实现语言：C++
开发工具：VC++6. 0
3数据结构与模块说明

Philosopher -number:int -status:int +Philosopher(in num:int) +find() const:int +getinfo() const:int +Change():void
图3-1哲学家类的UML图程序中定义一个哲学家类，包含两个私有对 象和四个公有对象
Number对象：报讯哲学家的编号。
Status对象：用于保存当前该哲学家的状态，0表示正在等待（即处于 饥饿状态）1表示得到餐具正在吃饭，2表示正在思考
Philosopher （int num）方法：哲学家类构造函数，参数num表示哲学家 编号find。const方法：返回该哲学家编号getinfoO const方法：返 回哲学家当前状态Change。方法：根据题目要求改变哲学家的状态（等 待进餐-〉思考-〉等待…………）
另外，程序中包含一个公有对象，bool类型数组tools[6],用来保 存6把餐当前状态：true表示该餐具当前空闲，false表示该餐具 当前正被使用。
程序中还包含两个公有函数：print和toolstatu