哲学家进餐问题.doc

专利号：070806110015 翻版必究哲学家进餐问题课程设计报告姓 名： 学 号 班 级： 专 业： 指导教师： 时 间 计算机科学与信息学院目 录1 课程设计目的 12 课程设计题目描述和要求1 2.1问题描述12.2题目要求13 课程设计报告内容1 3.1实验分析13.2相关变量函数说明23.3程序流程图23.4源程序代码33.5运行结果84 总结12参考文献12附录12一、课程设计目的通过设计，编写，调试一个简单的进程调度模拟系统，对进程调度，进程运行状态变换及wait原语和signal原语加深理解和掌握。二、课程设计题目描述和要求1、 问题描述：有五个哲学家围坐在一圆桌旁，桌中央有一盘通心粉，每人面前有一只空盘子，每两人之间放一只筷子，每个哲学家的行为是思考，感到饥饿，然后吃通心粉。为了吃通心粉，每个哲学家必须拿到两只筷子，并且每个人只能直接从自己的左边或右边去取筷子。2、题目要求：(1)分析设计内容，给出解决方案（要说明设计实现的原理，采用的数据结构）。(2)画出程序的基本结构框图和流程图。(3)对程序的每一部分要有详细的设计分析说明。(4)源代码格式要规范。(5).熟练掌握wait原语和signal原语；通过对信号量的控制实现进程的互斥与等待；模拟多个进程之间的并发执行；(6)设计合适的测试用例，对得到的运行结果要有分析。(7)设计中遇到的问题，设计的心得体会。(8)按期提交完整的程序代码、可执行程序和课程设计报告。三、课程设计报告内容1、实验分析利用AND信号量机制解决哲学家进餐问题在哲学家进餐问题中，要求每个哲学家先获得两个临界资源(筷子)后方能进餐，这在本质上就是前面所介绍的AND同步问题，故用AND信号量机制可获得最简洁的解法。描述如下： Var chopsiick array of semaphore:=(1,1,1,1,1)；processirepeatthink；Sswait(chopstick(i+1)mod 5，chopsticki)；eat；Ssignat(chopstick(i+1)mod 5，chopsticki)；until false； 2、 相关变量函数说明 #define n 5/哲学家总数int Readcountn;/ 拥有筷子数 int chopstickn;/筷子状态标志void Getchopstick(int nextw)/拿起筷子函数。 nextw为哲学家标号void Dropchopstick(int nextr)/放下筷子函数。 switch(i)/ 1拿筷子过程，2放筷子过程，3退出 select();选择操作函数3、程序流程图 开始i!=2select()结束YESNESselect()Switch(i)结束YYi=3i=1NnNnnextw0 & nextw0 & nextw6i=24、源程序代码：/为简化操作，进程用数组表示#include#define n 5int in=0;int out=0;int Readcountn;int chopstickn;/筷子状态标志void Getchopstick(int nextw)/拿起筷子函数。 nextw为哲学家标号printf(第%d名哲学家肚子饿了，申请左边的筷子。n,nextw);if(chopsticknextw-1=0|chopsticknextw-1=nextw)in=nextw-1;chopstickin=nextw;printf(申请成功！第%d名哲学家已经拿起左边一支编号为%d筷子，申请右边编号为%d的筷子。n,nextw,in,(in+1)%n);in=(in+1)%n;Readcountnextw-1=Readcountnextw-1+1;if(chopstickin=0|chopstickin=nextw)chopstickin=nextw;Readcountnextw-1=Readcountnextw-1+1; printf(申请成功！第%d名哲学家再拿起右边一支编号为%d筷子，开开心心的吃饭啦！n,nextw,in); else printf(申请失败！第%d名哲学家只有一支筷子，只好干巴巴的盼着旁边的那位哲学家赶快吃完。n,nextw);else printf(申请失败！第%d名哲学家没有拿到筷子，只好干巴巴的等着旁边的那位哲学家赶快吃完。n,nextw);void Dropchopstick(int nextr)/放下筷子函数。 / nextr为放下筷子的哲学家的编号if(Readcountnextr-1!=0)/判断筷子是否已经占用if(Readcountnextr-1=2) printf(该名哲学家吃饱啦！准备放下筷子。n); chopsticknextr-1=0;chopsticknextr=0;printf(该名哲学家已经放下筷子。n); else printf(该名哲学家只有一支筷子！又不能吃饭，只好准备放下筷子。n); chopsticknextr-1=0; printf(该名哲学家已经放下筷子。n); else printf(该名哲学家没有筷子你还让他放下。你好坏啊n);int select()int i,nextw,nextr;printf(请输入编号：n1-拿筷子过程n2-放筷子过程n3-退出n);scanf(%d,&i);switch(i)case 1:printf(现在进行哲学家拿筷子过程，请输入要申请筷子的哲学家编号(1-5)。n);scanf(%d,&nextw);if(nextw0)&(nextw0)&(nextr6)Dropchopstick(nextr);/放筷子过程else printf(输入超出范围,请重新输入!n);break;case 3:return(0);default:printf(输入超出范围,请重新输入.n);scanf(%d,&i);return(1);int main()/主函数操作 printf(哲学家就餐问题。n规则：每个人只有申请到了左边的筷子才可以申请右边的筷子。n); for(int m=0;mn;m+) chopstickm=0; for(int c=0;cn;c+) Readcountc=0; /初始化int i;printf(请输入编号：n1-拿放筷子操作n2-退出n);scanf(%d,&i);while(i!=2) select(); printf(n); printf(请输入编号：n1-拿放筷子操作n2-退出n); printf(n);scanf(%d,&i);return(1);5、运行结果：（此为连续过程）第1名哲学家申请筷子：第3名哲学家申请筷子：第2名哲学家放下筷子：第5名哲学家申请筷子：第1名哲学家放下筷子：第5名哲学家申请筷子：第2名哲学家申请筷子：第2名哲学家放下筷子：四、总结1、通过实验使我能熟练掌握wait原语和signal原语；通过对信号量的控制实现进程的互斥与等待；模拟多个进程之间的并发执行；2、在动手实践的过程中，要不断地查阅资料来实现程序的功能。这次实践动手能力和编程能力方面也有很大的提高，对于如何编写调试程序有了更深的认识。3、实践是对理论学习的一个很好的巩固，并且加深了对理论知识的认识，学到了平时很多书上所不能得