操作系统哲学家就餐问题实验报告(共12页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上1、实验目的:(1)、掌握基本的同步互斥算法,理解哲学家就餐模型。(2)、了解windows 2000/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 2000/XP中基本的同步对象,掌握相应的API。2、实验要求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。哲学家们是交替思考和进餐,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)、如果筷子已被别人拿走,则必须等别人吃完之后才能拿到筷子。(3)、任意一个哲学家在自己未拿到两只筷子吃
2、饭前,不会放下手中拿到的筷子。3、实验环境硬件:CPU :AMD QL64 内存:2GB 显卡:ATI 4570 硬盘:日立250G软件:Windows 2000/XP。开发工具:VC+6.04、实验内容1)实现原理1、利用记录型信号量解决哲学家进餐问题;2、临界区互斥编程原理。 2)程序结构(流程图)开始定义信号量tools5定义哲学家类对象P1-P5哲学家的状态发生改变;P1.change();P2.change();P3.change();P4.change();P5.change()输出当前状态停止程序结束否图1.主程序模块流程图哲学家处于的状态status=1否 哲学家处于思考状态S
3、tatus=2是状态改为等待status=0否 哲学家处于等待Status=0是 左右手筷子均空闲是 拿起左右手筷子状态改为就餐status=1结束开始是 放下左右手工具状态为思考Status=2图2.状态改变模块流程图图3.返回哲学家状态流程图图4返回餐具状态模块流程图3)数据结构(1)、定义一个哲学家类,包含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:保存当前该哲学家的状态,0表示等待,1表示吃饭,2表示思考;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
4、家编号;getinfo() 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)另外,程序中包含一个公有对象,bool类型数组tools6,用来保存6把餐具当前状态: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toolstatus。Print用来返回一个哲学家的状态,toolstatus用来返回一个餐具的状态。4)实现步骤1)打开VC,选择菜单项File-New,选择Projects选项卡并建立一个名为xwj的win32 console application工程,创建时注意指定创建该
5、工程的目录;(2)在工程中创建源文件xwj.cpp:选择菜单项Project-Add to project-Files,此时将打开一个新窗口,在其中的“文件名”输入栏中输入自己想要创建的文件名,这里是xwj.cpp;接着询问是否创建新文件时回答“yes”。通过Workspace-Source Files打开该文件,在其中编辑源文件并保存;(3)通过调用菜单项Build-Rebuild all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、实验测试及分析:图5.测试结果1图6.测试结果2图7.测试结果3图8.测试结果45、结果分析:(1)、程序分为四大模块,一步步解决
6、了哲学家状态及状态改变的问题,筷子的“闲”、“用”问题;(2)、实现了哲学家等待、吃饭、思考三个过程的转换循环,并且避免了死锁问题;(3)、让临界资源得到了充分的利用。6、实验心得体会(1)、这次实验加强了我上网查数检索问题的能力;(2)、这次实验让我学会分模块解决问题,怎样运用互斥锁对临界资源进行管理;(3)、这次实验,发现自己在编程上及一些函数的认识仍存在较大的问题,以后应该多多实践,提高自己的反应速度,加强逻辑思维能力。附录:源代码#include #include #include #include #include using namespace std; bool tools5;
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