2025年操作系统哲学家就餐问题分析与仿真实验研究报告.docxVIP

1、试验目的：

(1)、掌握基本的同步互斥算法，理解哲学家就餐模型。

(2)、理解windows/XP中多线程的并发执行机制，线程间的同步和互斥。

(3)、学习使用windows/XP中基本的同步对象，掌握对应的API。

2、试验规定

有五个哲学家共用一张放有五把椅子的餐桌，每人坐在一把椅子上，桌子上有五个碗和五只筷子，每人两边各放一只筷子。哲学家们是交替思索和进餐，饥饿时便试图取其左右最靠近他的筷子。条件：(1)、只有拿到两只筷子时，哲学家才能吃饭。(2)、假如筷子已被他人拿走，则必须等他人吃完之后才能拿到筷子。(3)、任意一种哲学家在自己未拿到两只筷子吃饭前，不会放下手中拿到的筷子。

3、试验环境

硬件：CPU:AMDQL64内存：2GB显卡：ATI4570硬盘：日立250G

软件：Windows/XP。开发工具：VC++6.0

4、试验内容

1)实现原理

1、运用记录型信号量处理哲学家进餐问题；

2、临界区互斥编程原理。

2)程序构造(流程图)

开始

开始

定义信号量tools[5]

定义哲学家类对象P1-P5

哲学家的状态发生变化；

P1.change(;P2.change();P3.change();P4.change();P5.change()

输出目前状态

否

停止程序

结束

图1.主程序模块流程图

开始

开始

哲学家处在的状态status==1

否哲学家处在思索状态Status==2

否哲学家处在等待

是状态改为等待status==0

Status==0

是放下左右手工具

状态为思索Status==2

是左右手筷子均空闲

是拿起左右

状态改为就

手筷子

餐status==1

结束

图2.状态变化模块流程图

开始

取得状态数；

inti=pA-getinfo();

i==0?一否一

是i==1?否—

是

i==1?

str=“等待”;

是str=

是

str=“进餐”;

是

str=“思考”;

返回str;

结束

图3.返回哲学家状态流程图

开始

开始

定义

stringstate;

否

参数

a==false?

是

state=用;

返回state;

结束

参数a==true?

state=“闲”;

是不

图4返回餐具状态模块流程图

3)数据构造

(1)、定义一种哲学家类，包括两个私有对象和四个公有对象。

(2)、定义函数：

Number对象：哲学家的编号；

Status对象：保留目前该哲学家的状态，0表达等待，1表达吃饭，2表达思索；

Philosopher(intnum)措施：哲学家类构造函数，参数num表达哲学家编号；find(const措施：返回该哲学家编号；

getinfo()const措施：返回哲学家目前状态；

Change()措施：根据题目规定变化哲学家的状态(等待-进餐-思索)

此外，程序中包括一种公有对象，bool类型数组tools[6],用来保留6把餐具目前状态：true表达该餐具目前空闲，false表达该餐具目前正被使用。

程序中还包括两个公有函数：print和toolstatus。Print用来返回一种哲学家的状态，toolstatus用来返回一种餐具的状态。

4)实现环节

1)打开VC,选择菜单项File-New,选择Projects选项卡并建立一种名为xwj的win32consoleapplication工程，创立时注意指定创立该工程的目录；

(2)在工程中创立源文献xwj.cpp:选择菜单项Project-Addtoproject-Files,此

时将打开一种新窗口，在其中的“文献名”输入栏中输入自己想要创立的文献名，这里

是xwj.cpp;接着问询与否创立新文献时回答yes。通过Workspace-SourceFiles打开该文献，在其中编辑源文献并保留；

(3)通过调用菜单项Build-Rebuildall进行编译连接，可以在指定的工程目录下得到debug-xwj.exe程序。

5、试验测试及分析：

WH:\xw\Debug\xwj.exe犬态说明示意图：哲学家5号的状态学家2号的状态用表示使用中，闲表示空闲中。当前状态为：

WH:\xw\Debug\xwj.exe犬态说明示意图：

哲学家5号的状态学家2号的状态

用表示使用中，闲表示空闲中。

当前状态为：

1等待

闲

闲

5等待

4等待

2等待