操作系统哲学家就餐问题实验报告.doc

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1、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windows2000/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windows2000/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

2、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、实验环境硬件：CPU：AMDQL64内存：2GB显卡：ATI4570硬盘：日立250G软件：Windows2000/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tools[5]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

3、块流程图哲学家处于的状态status==1否哲学家处于思考状态Status==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；Philos

4、opher(intnum)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；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tools[6]，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

5、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win32consoleapplication工程，创建时注意指定创建该工程的目录；（2）在工程中创建源文件xwj.cpp：选择菜单项Project->Addtoproject->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->SourceFiles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->Re

6、buildall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，

7、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#includeusingnamespacestd;booltools[5];//全局变量，用餐工具CRITICAL_SECTIONcs;//信号量,在线程中使用，临界区classPhilosopher{private:intnumber;intstatus;/*标记当前

8、哲学家的状态,0表示正在等待(即处于饥饿状态),1表示得到两支筷子正在吃饭,2表示正在思考*/public:Philosopher(intnum=0):status