操作系统课程设-哲学家进餐问题.docVIP

潍坊学院计算机工程学院 课程设计说明书 课程名称：____操作系统课程设计 _________________ 设计项目：____哲学家就餐问题____________________ 学生姓名：_____XXXXXX _________________________ 学 号：______130211400XX_____________________ 专 业：______计算机科学与技术________________ 班 级：______一班___________________________ 指导教师：_______王红___________________________ _2016年__3___月 一、任务与具体要求 哲学家有N个，规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、叉合一把，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。 二、设计说明书包括的内容 1.需求分析2.系统概要设计3.系统详细设计4.系统的主要源代码5.系统测试及调试6.总结7.主要参考文献 应完成的图纸 评语及成绩 指导教师（签字）_____________ ________年____月____日 目录 一、需求分析 1 二、系统概要设计 2 三、系统详细设计 3 四、系统的主要源代码 4 五、系统测试及调试 9 六、总结 13 七、主要参考文献 13  一、需求分析 有一个故事是这样的：假设有五位哲学家围坐在一张圆形餐桌旁，做以下两件事情之一：吃饭，或者思考。吃东西的时候，他们就停止思考，思考的时候也停止吃东西。餐桌中间有一大碗意大利面，每两个哲学家之间有一只餐叉。因为用一只餐叉很难吃到意大利面，所以假设哲学家必须用两只餐叉吃东西。他们只能使用自己左右手边的那两只餐叉。 上边的故事里有五个哲学家(不过我们写的程序可以有N个哲学家)，这些哲学家们只思考或吃饭，他们思考的时候不需要任何共享资源，但是吃饭的时候就必须使用餐具，而餐桌上的餐具是有限的，故事里，餐具是叉子，吃饭的时候要用两把叉子把面条从碗里捞出来。很显然把叉子换成筷子会更合理，因为一个哲学家需要两根筷子才能吃饭。 现在引入问题：有六个哲学家很穷，只买得起六根筷子。他们坐成一圈，两个人的中间放一根筷子。哲学家吃饭的时候必须同时得到左手边和右手边的筷子。如果他身边的任何一位正在使用筷子，那他只有等着。如下图： 以上就为我们要处理的哲学家就餐问题，接下来将编写程序模拟解决这个问题。 二、系统概要设计 2.1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，无条件转入等待状态。由上所述，程序中应设置6个元素的信号量数组用来保持哲学家之间的同步。 2.2系统平台、语言及工具 （1）操作系统：Windows （2）程序设计语言：C++ （3）工具：VC++6.0 2.3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。 三、系统详细设计 否 是 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： 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表示得到筷子正在吃饭，2表示正在思考 Philosopher(int num)方法： 哲学家类构造