操作系统哲学家就餐问题课程设计

学 号：

课 程 设 计

2010 年 6 月 28 日

题 目 用多线程同步方法解决哲学家就餐问题(Dining-Philosophers Problem) 学 院

计算机科学与技术学院 专 业

班 级

姓 名

指导教师

目录

一、课程设计任务书 (2)

二、设计题目与要求 (4)

三、总体设计思想及系统平台、语言、工具 (4)

四、数据结构与模块说明 (5)

五、用户名、源程序名、目标程序名和源程序 (6)

六、运行结果与运行情况 (7)

七、调试记录 (9)

八、自我评析和总结 (14)

九、参考文献 (14)

十、评分表 (15)

课程设计任务书3

学生姓名：专业班级：

指导教师：工作单位：计算机科学与技术学院

题目: 用多线程同步方法解决哲学家就餐问题(Dining-Philosophers Problem)

初始条件：

1．操作系统：Linux

2．程序设计语言：C语言

3．共有5个哲学家需用餐。只许4个哲学家入席且桌上有5支筷子。

要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具

体要求）

1．技术要求：

1）为每个哲学家产生一个线程，设计正确的同步算法

2）每个哲学家取得一双筷子开始用餐后，即时显示“Dining…”和该哲学家的自定义标识符以及餐桌上所有几位哲学家标识符及其所坐

的位置。

3）设定共有5个哲学家需用餐。每位用餐耗时10秒钟以上。

4）多个哲学家须共享操作函数代码。

2．设计说明书内容要求：

1)设计题目与要求

2)总的设计思想及系统平台、语言、工具等。

3）数据结构与模块说明（功能与流程图）

4）给出用户名、源程序名、目标程序名和源程序及其运行结果。（要

注明存储各个程序及其运行结果的Linux主机IP地址和目录。）5）运行结果与运行情况

（提示: (1)连续存储区可用数组实现。

(2)编译命令可用：cc -lpthread -o 目标文件名源文件名

(3)多线程编程方法参见附件。）

3. 调试报告：

1) 调试记录

2)自我评析和总结

上机时间安排：

18周一~ 五08：0 －12：00

指导教师签名：年月日

系主任（或责任教师）签名：年月日

用多线程同步方法解决哲学家就餐问题

(Dining-Philosophers Problem)

1．设计题目与要求

1.1设计题目描述：

用多线程同步方法解决哲学家就餐问题(Dining-Philosophers Problem) 1.2要求：

1）为每个哲学家产生一个线程，设计正确的同步算法

2）每个哲学家取得一双筷子开始用餐后，即时显示“Dining…”和该哲学家的自定义标识符以及餐桌上所有几位哲学家标识符及其所坐的位置。

3）设定共有5个哲学家需用餐。每位用餐耗时10秒钟以上。

4）多个哲学家须共享操作函数代码。

2．总体设计思想及系统平台、语言、工具

2.1总体设计思想

哲学家就餐问题，即共有5个哲学家绕一个圆桌做在5个位置上，他们每2个人中间有一只筷子，共5只筷子，只有当每个哲学家取得他左右两边的筷子时，哲学家才能开始就餐，其它时间，哲学家只能思考或等待筷子。为避免哲学家互相等待对方的筷子发生死锁，本次课程设计要求只许4个哲学家入席，以保证至少有一个哲学家能够进餐。

本课程设计将room 作为信号量，将其初始化为4，以保证只允许4个哲学家同时入席就餐，这样就能保证至少有一个哲学家可以就餐。针对每个哲学家，通过共享操作函数代码，分别建立5个线程，以实现同步哲学家就餐，而申请进入餐厅的哲学家进入room 的等待队列，根据FIFO 的原则，总会进入到餐厅就餐，因此不会出现饿死和死锁的现象，针对5只筷子分别设置了5个互斥信号量，以保证每只筷子每次只能被取得一次。

2.2系统平台、语言及工具

（1）操作系统：Linux

（2）程序设计语言：C语言

（3）工具：编辑工具Vi、编译器gcc

3．数据结构与模块说明

线程创建函数pthread_create声明如下：

#include

int pthread_create (pthread_t *thread,pthread_attr_t *attr,Void*

(*start_routine)(void *),void *arg);

等待其它线程结束函数pthread_join声明如下：

#include

int pthread_join (pthread_t th,void *thread_return);

信号量的数据类型为结构sem_t，它本质上是一个长整型的数。

初始化信号量函数sem_init声明如下：

#include

sem_init (sem_t *sem, int pshared, unsigned int value);

增加信号量值函数sem_post声明如下：

#include

Sem_post ( sem_t *sem );

减少信号量值函数sem_wait声明如下

#include

Sem_wait ( sem_t *sem );

主要数据结构声明：

#define NUMBERS 5 //将哲学家人数NUMBERS定义为5