操作系统课程设计-哲学家进餐问题
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
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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
三、应完成的图纸
四、评语及成绩
指导教师（签字）_____________
________年____月____日
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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：
A
A 4 A
1、2、3、4、5、6为哲学家A为一根筷子
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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
是
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操作系统课程设计
课程设计报告 2015～2016学年第一学期 操作系统综合实践课程设计 实习类别课程设计 学生姓名李旋 专业软件工程 学号130521105 指导教师崔广才、祝勇 学院计算机科学技术学院 二〇一六年一月
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一、概述 一个目录文件是由目录项组成的。每个目录项包含16B，一个辅存磁盘块(512B)包含32个目录项。在目录项中，第1、2字节为相应文件的外存i节点号，是该文件的内部标识；后14B为文件名，是该文件的外部标识。所以，文件目录项记录了文件内、外部标识的对照关系。根据文件名可以找到辅存i节点号，由此便得到该文件的所有者、存取权、文件数据的地址健在等信息。UNIX 的存储介质以512B为单位划分为块，从0开始直到最大容量并顺序加以编号就成了一个文件卷，也叫文件系统。UNIX中的文件系统磁盘存储区分配图如下： 本次课程设计是要实现一个简单的模拟Linux文件系统。我们在内存中开辟一个虚拟磁盘空间(20MB)作为文件存储器，并将该虚拟文件系统保存到磁盘上(以一个文件的形式)，以便下次可以再将它恢复到内存的虚拟磁盘空间中。文件存储空间的管理可采用位示图方法。 二、设计的基本概念和原理 2.1 设计任务 多用户、多级目录结构文件系统的设计与实现。可以实现下列几条命令login 用户登录 logout 退出当前用户 dir 列文件目录 creat 创建文件 delete 删除文件 open 打开文件 close 关闭文件 - 3 -
read 读文件 write 写文件 mkdir 创建目录 ch 改变文件目录 rd 删除目录树 format 格式化文件系统 Exit 退出文件系统 2.2设计要求 1) 多用户：usr1,usr2,usr3,……,usr8 (1-8个用户) 2) 多级目录：可有多级子目录； 3) 具有login (用户登录)4) 系统初始化（建文件卷、提供登录模块） 5) 文件的创建：create (用命令行来实现)6) 文件的打开：open 7) 文件的读：read8) 文件的写：write 9) 文件关闭：close10) 删除文件：delete 11) 创建目录（建立子目录）：mkdir12) 改变当前目录：cd 13) 列出文件目录：dir14) 退出：logout 新增加的功能： 15) 删除目录树：rd 16) 格式化文件系统：format 2.3算法的总体思想 - 4 -
哲学家就餐问题代码
#include 上海电力学院 计算机操作系统原理 课程设计报告 题目名称：编写程序模拟虚拟存储器管理 姓名：杜志豪.学号： 班级： 2012053班 . 同组姓名：孙嘉轶 课程设计时间：—— 评语： 成绩： 目录 一、设计内容及要求 (4) 1. 1 设计题目 (4) 1．2 使用算法分析： (4) 1． FIFO算法（先进先出淘汰算法） (4) 1． LRU算法（最久未使用淘汰算法） (5) 1. OPT算法（最佳淘汰算法） (5) 分工情况 (5) 二、详细设计 (6) 原理概述 (6) 主要数据结构(主要代码) (6) 算法流程图 (9) 主流程图 (9) Optimal算法流程图 (10) FIFO算法流程图 (10) LRU算法流程图 (11) ．1源程序文件名 (11) . 2执行文件名 (11) 三、实验结果与分析 (11) Optimal页面置换算法结果与分析 (11) FIFO页面置换算法结果与分析 (16) LRU页面置换算法结果与分析 (20) 四、设计创新点 (24) 五、设计与总结 (27) 六、代码附录 (27) 课程设计题目 一、设计内容及要求 编写程序模拟虚拟存储器管理。假设以M页的进程分配了N 块内存（N 操作系统 实验报告 实验名称：哲学家就餐问题 班级：信卓1201班 姓名：钟远维 学号：U201213500 日期：2014年10月30日 一、实验目的 1、熟练使用VC6.0编译环境，调试并正确运行程序。 2、理解哲学家就餐问题中出现的问题，进而掌握死锁的必要条件。 3、理解源程序中产生和防止死锁的算法，及相关窗口操作。 4、熟悉哲学家就餐问题流程并写出其伪代码 二、实验内容 有五个哲学家围坐在一圆桌旁（如图1），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。 图1 图2 三、实验要求 1、程序需有防止死锁发生采取的措施； 2、程序要有产生死锁的分配方式； 四、实验算法实现 1、不发生死锁的方式 由源码gChopstickState[iLeftChopstick] = iPhilosopher; gChopstickState[iRightChopstick] = iPhilosopher; 知基本思路是要么一下子占用两支筷子要么不占用，先确定两只筷子均没被占用才获取筷子，这样就打破了死锁的必要条件。 伪代码如下; var mutexleftchopstick,mutexrightchopstick; beging: resting; waiting; p(mutexleftchopstick); //先改变左手筷子信号量 p(mutexrightchopstick); //马上改变右手筷子信号量 GetResource(leftchopstick,rightchopstick); //同时占用左右手筷子 eating; v(mutexleftchopstick); //释放资源 v(mutexrightchopstick); end 2、发生死锁的方式 基本思路是有筷子即占用，看似效率很高，但因为资源有限，且不可抢占，很容易发生死锁。 源码理解: gDinerState[iPhilosopher] = WAITING; //wants chopsticks result = WaitForSingleObject(gchopStick[iLeftChopstick], INFINITE); gChopstickState[iLeftChopstick] = iPhilosopher; //得到左手筷子 Sleep(P_DELAY/4); //休眠状态 gDinerState[iPhilosopher] = WAITING; //继续等待另一只手筷子 result = WaitForSingleObject(gchopStick[iRightChopstick], INFINITE); gChopstickState[iRightChopstick] = iPhilosopher; //直到等到右手筷子 伪码书写： var mutexleftchopstick,mutexrightchopstick; beging: 操作系统哲学家问题实验报告 实验报告三 实验名称:一、调试验证“有限缓冲”经典同步问题 二、利用Java同步解决“哲学家进餐”问题 日期：2015-11-5 班级：13级计科学号: 姓名： 一、实验目的 1.了解信号量的使用 2.掌握正确使用同步机制的方法 3.实现生产者消费者进程的互斥与同步 4.实现java同步解决“哲学家进餐”问题 二、实验内容 1.调试验证“有限缓冲”经典同步问题 2.利用Java同步解决“哲学家进餐”问题 三、项目要求与分析 1.“有限缓冲”经典同步问题 （1）问题描述 有一群生产者进程在生产产品，此产品提供给消费者去消费。为使生产者和消 费者进程能并发执行，在它们之间设置一 个具有n个缓冲池，生产者进程可将它所 生产的产品放入一个缓冲池中，消费者进 程可从一个缓冲区取得一个产品消费。 （2）问题分析 设两个同步信号量:一个说明空缓冲区的数目，用empty表示，初值为有界缓 冲区的大小N，另一个说明已用缓冲区的 数目，用full表示，初值为0。由于在 执行生产活动和消费活动中要对有界缓 冲区进行操作。有界缓冲区是一个临界资 源，必须互斥使用，所以另外还需要设置 一个互斥信号量mutex，其初值为1。2.“哲学家进餐”问题 （1）问题描述 假如所有的哲学家都同时拿起左侧筷子，看到右侧筷子不可用，又都放下左 侧筷子，等一会儿，又同时拿起左侧筷子，如此这般，永远重复。对于这种情况，即 所有的程序都在无限制地运行，但是都无 法得到任何进展，即出现饿死，所有的哲 学家都吃不上饭。 规定在拿起左侧的筷子后，先检查右面的筷子是否可用。如果不可用，则放下左 侧的筷子，等一段时间后再重复整个过 程。 （2）问题分析 当出现以下情形，在某一瞬间，所有的哲学家都同时启用这个算法，拿起左侧 课程设计报告书 课程名称：计算机操作系统 题目：用多线程同步方法解决哲学家就餐问题系名： 专业班级： 姓名： 学号： 指导教师: 2016 年 6 月 24 日 武汉华夏理工学院信息工程系 课程设计任务书 课程名称：操作系统原理课程设计指导教师： 班级名称：开课系、教研室：自动化与计算机 一、课程设计目的与任务 操作系统课程设计是《操作系统原理》课程的后续实践课程，旨在通过一周的实践训练，加深学生对理论课程中操作系统概念，原理和方法的理解，加强学生综合运用操作系统原理、Linux系统、C语言程序设计技术进行实际问题处理的能力，进一步提高学生进行分析问题 和解决问题的能力，包含系统分析、系统设计、系统实现和系统测试的能力。 学生将在指导老师的指导下，完成从需求分析，系统设计，编码到测试的全过程。 二、课程设计的内容与基本要求 1、课程设计题目 用多线程同步方法解决哲学家就餐问题 2、课程设计内容 本课程设计要求在Linux操作系统，GCC编译环境下开发。 用c/c++语言在Linux操作系统环境下，通过研究Linux的线程机制和信号量实现哲学家就餐问题的并发控制。为避免死锁，可采用只许4个哲学家入席且桌上有5支筷子的办法。几把椅子可用连续存储单元。 1 每个哲学家取得一双筷子开始用餐后，即时显示“Dining…”和该哲学家的标识符以 及餐桌上有几位哲学家及其所坐的位置。 2 设定共有10个哲学家需用餐。每位用餐耗时10秒钟以上。 3 多个哲学家须共享操作函数代码。 提示: 1 有界缓冲区/连续存储区可用数组实现。 2 编译命令可用： gcc -lpthread -o 目标文件名源文件名 3 多线程编程方法参见电子文档。 3、设计报告撰写格式要求： 1设计题目与要求 2 设计思想 3系统结构 4 数据结构的说明和模块的算法流程图 5 使用说明书（即用户手册）：内容包含如何登录、退出、读、写等操作说明 6 运行结果和结果分析（其中包括实验的检查结果、程序的运行情况） 7 自我评价与总结 8 附录：程序清单，注意加注释（包括关键字、方法、变量等），在每个模块前加注释； 南通大学计算机科学与技术学院操作系统课程设计报告 专业： 学生姓名： 学号： 时间： 操作系统模拟算法课程设计报告 设计要求 将本学期三次的实验集成实现： A.处理机管理； B.存储器管理； C.虚拟存储器的缺页调度。 设计流程图 主流程图 开始的图形界面 处理机管理存储器管理缺页调度 先来先服务时 间 片 轮 转 首 次 适 应 法 最 佳 适 应 法 先 进 先 出 L R U 算 法 A.处理机调度 1)先来先服务FCFS N Y 先来先服务算法流程 开始 初始化进程控制块，让进程控制块按进程到达先后顺序让进程排队 调度数组中首个进程，并让数组中的下一位移到首位 计算并打印进程的完成时刻、周转时间、带权周转时间 其中：周转时间 = 完成时间 - 到达时间 带权周转时间=周转时间/服务时间 更改计时器的当前时间,即下一刻进程的开始时间 当前时间=前一进程的完成时间+其服务时间 数组为空 结束 2)时间片轮转法 开始 输入进程总数 指针所指的进程是 否结束 输入各进程信息 输出为就绪状态的进程的信息 更改正在运行的进程的已运行时间 跳过已结束的程序 结束 N 指向下一个进程 Y 如果存在下一个进程的话 Y N 输出此时为就绪状态的进程的信息 时间片轮转算法流程图 B.存储器管理(可变式分区管理） 1)首次适应法 分配流程图 申请xkb内存 由链头找到第一个空闲区 分区大小≥xkb？ 大于 分区大小=分区大小-xkb，修改下一个空闲区的后向指针内容为（后向指针）+xkb;修改上一个空闲区的前向指针为（前向指针）+xkb 将该空闲区从链中摘除：修改下一个空闲区的后向地址=该空闲区后向地址，修改上一个空闲区的前向指针为该空闲区的前向指针 等于 小于延链查找下 一个空闲区 到链尾 了？ 作业等待 返回是 否 登记已分配表 返回分配给进程的内存首地址 开始 哲学家进餐问题代码(JAVA) (2010-10-12 15:24:12) 转载 标签： 分类：Java it 问题描述： 一个哲学家围坐在一张圆桌周围，每个哲学家面前都有一碟通心面。由于面条很滑，所以 要两把叉子才能夹住。相邻两个碟子之间有一把叉子。 哲学家的生活包括两种活动：即吃饭和思考。当一个哲学家觉得饿时，他就试图分两次去 取他左边和右边的叉子，每次拿一把，但不分次序。如果成功地获得了两把叉子，他就开 始吃饭，吃完以后放下叉子继续思考。 问题是： 为每一个哲学家写一段程序描述其行为。要求不能死锁。 class kuai{ String name; boolean Enable = true; public kuai(String name) { https://www.360docs.net/doc/ae65729.html, = name; } public synchronized void pickup() { this.Enable =false; } public synchronized void putdown() { this.Enable =true; this.notifyAll(); } } class Philosopher extends Thread { String name; kuai left; kuai right; public Philosopher(String name, kuai l, kuai r) { https://www.360docs.net/doc/ae65729.html, = name; left = l; right = r; } public void run() { if(left.Enable) { left.pickup(); } else { while(!left.Enable) { 南昌大学实验报告 学生姓名：倪焕学号：8000114018 专业班级：软件工程141班 实验类型：■验证□综合□设计□创新实验日期：2016.5.24 实验成绩： 一、实验项目名称 哲学家就餐问题 二、实验目的 利用PV操作解决哲学家就餐问题 三、软硬件环境 软件：Visual Studio2010 硬件：PC机一台 四、实验内容结果 //哲学家就餐问题的解法 #include 操作系统实习 报告 一、设计目的： 死锁是进程并发执行过程中可能出现的现象，所谓死锁，是指多个进程在运行过程中因争夺资源而造成的一种僵局。哲学家就餐问题是描述死锁的经典例子。为了防止死锁，可以采用资源预分配法或者资源按序分配法。资源预分配法是指进程在运行前一次性地向系统申请它所需要的全部资源，如果系统当前不能够满足进程的全部资源请求，则不分配资源, 此进程暂不投入运行，如果系统当前能够满足进程的全部资源请求, 则一次性地将所申请的资源全部分配给申请进程。 二、设计内容 哲学家进餐问题的模拟。 三、开发环境 windows环境，Myeclipse平台。 四、分析设计 ＜一＞实验原理 哲学家进餐问题描述的是五个哲学家共用一张圆桌，分别坐在周围的五张椅子上，在圆桌上有五只碗和五只筷子。他们的生活方式是交替地进行思考和进餐。平时，一个哲学家进行思考，饥饿时便试图取用其左右的最靠近他的筷子，只有在他拿到两只筷子时才能进餐。进餐完毕放下筷子继续思考。 由于：①只有拿到两只筷子时，哲学家才能吃饭；②如果筷子已经在他人手上，则该哲学家必须等到他人吃完之后才能拿到筷子；③任何一个哲学家在自己 没有拿到两只筷子吃饭之前，决不放下自己手中的筷子。则可能出现五个哲学家都饥饿时都拿着一直筷子。这样就可能五个哲学家都用不上餐。 该问题可用记录型信号量解决，经分析可知，放在桌子上的筷子是临界资源，在一段时间内只允许一位哲学家使用，为了实现对筷子的互斥使用，可以用一个信号量表示一只筷子，由这五个信号量组成信号量数组。当哲学家饥饿时总是先拿其左边的筷子，成功后，再去拿右边的筷子，又成功后方可就餐。进餐完，又先放下他左边的筷子，再放下右边筷子。这个算法可以保证不会有两个相邻的哲学家同时就餐，但有可能引起死锁。 对于死锁问题可采取这样的几种解决方法： (1)至多只允许四个哲学家同时进餐，以保证至少有一个哲学家可以进餐，最终总会释放出他所用过的两只筷子，从而可使更多的哲学家进餐； (2)仅当左右两只筷子均可用时，才允许哲学家拿起筷子就餐 (3)规定奇数号哲学家先拿起右边筷子，然后再去拿左边筷子，而偶数号哲学家则相反。 (4)把筷子顺序编号0, 1, 2, 3, 4，给每个哲学家分配筷子时，必须依从小号到大号（或者相反顺序）进行。 在本次实习里采用第二种方法解决该问题。 ＜二＞数据及程序结构 总共创建有四个类：哲学家进餐问题类，Philosopher类，ChopstickArray 类，Chopstick类。 Chopstick类来表示筷子，其中包括的布尔型成员变量available来表示该筷子是否可用，成员方法setnum()获取其编号；boolean型成员方法isAvailable()返回其当前available的值。setAvailable(boolean available)这一成员方法是对筷子的available的值进行设置，即设置筷子是否可用。 ChopstickArray类用其中的数组chopsticks[i]来存放五只筷子，并通过哲学家的编号及筷子的编号确定该筷子属于当前哲学家的左右哪边的筷子。 Philosopher类，用来描述哲学家，通过实现Runnable接口的方式来创建线程对象，该类中的方法thinking()，eating()来描述哲学家的状态。通过使用关键词synchronized来给共享资源即Philosopher对象上锁，当一个线问程访问Philosopher中的Thinking()时锁定Philosopher对象，这时其他线程就无法访问其另一个方法eating()，即说明哲学家不能同时处于思考和吃饭的状态中。 public synchronized void thinking() { if(state) /* 如果在思考,说明这个哲学家两边的筷子没用 */ { chopstickArray.getnum(num).setAvailable(true); chopstickArray.getLast(num).setAvailable(true); /*这时哲学家两边的筷子只为可用*/ 实践15 哲学家进餐问题 1.实践内容说明 （1）在函数中使用图形方式显示哲学家进餐问题,每个哲学家使用一个线程控制,随机进行进餐或者思考,使用互斥量与事件进行同步与互斥控制。 2.程序性质 （1）Windows 与控制台混合应用程序 （2）多线程 3.运行环境设置 (1)建立项目在Visual C++ 6、0 开发环境,单击New 菜单,弹出New 对话框; 在New 对话框中选择Project 标签切换至Project 标签页; 在Project 标签页得项目列表中选择Win32 Application 选项,Location 输入框输入项目所在得路径,或者单击输入框右侧得按钮,在弹出得Choose Directory 对话框中选择项目所在得磁盘分区与所在得目录;在Project 标签页得Project name 输入框中输入项目名称; Project 标签页中得其她选项保持默认选择(单选框Create new workspace 前有黑点, Platforms 选项框中Win32 前打勾),完成设置界面如图10 所示。 图10 设置项目为Windows 应用 完成设置后单击OK,New 对话框关闭,弹出Win32 Console Application –Step 1 of 1 对话框。在Win32 Console Application –Step 1 of 1 对话框中选择An empty project 单选项。Win32 Console Application –Step 1 of 1 对话框如图11 所示。 图11 说明刚建立得项目为空项目 完成Win32 Console Application –Step 1 of 1 对话框后单击Finish 按钮,Win32 Console Application –Step 1 of 1 对话框关闭,弹出New Project Information 对话框。New Project Information 对话框中显示了当前建立项目得一些信息。New Project Information 对话框如图12 所示。 图12 显示新项目信息 单击New Project Information 对话框中得OK 按钮,关闭New Project Information 对话框, 项目建立步骤完成。 (2)建立文件单击File 菜单中得New 菜单项,弹出New 对话框。在New 对话框中单击Files 标签,切换至Files 标签页; 在Files 标签页得文件列表中选择C++ Source File 选项,在File 输入框中输入文件名。New 对话框设置如图13 所示。 计算机操作系统课程设计 班级：计091-1 姓名： 学号： 使用语言：C++ 指导老师： 学院： 一、系统要求 1、实验目的 通过一个简单多用户文件系统的设计，加深理解文件系统的内部功能及内部实现。 2、实验内容 为linux系统设计一个简单的二级文件系统。要求做到以下几点： （1）可以实现下列几条命令（至少4条）； login 用户登陆 dir 列文件目录 create 创建文件 delete 删除文件 open 打开文件 close 关闭文件 read 读文件 write 写文件 （2）列目录时要列出文件名、物理地址、保护码和文件长度； （3）源文件可以进行读写保护。 二、系统分析 1、设计思想 本文件为二级文件系统，即要实现对文件的增删改查，同时又具备登陆系统、注册用户的功能，各个用户之间的文件系统互不干扰。 本文件系统采用两级目录，其中第一级对应于用户账号，第二级对应于用户帐号下的文件。另外，为了简便文件系统未考虑文件共享，文件系统安全以及管道文件与设备文件等特殊内容。 系统采用结构体来存储用户、文件目录、文件数据内容： 0 48*5 48*5+44*50 48*5+44*50+264*200 每个分区都是由结构体组成，每个个去的结构体的个数由格式化系统是决定。 整个系统的编码构成主要分为： Allstruct.h 定义了每个分区的结构体； Mysys.h 声明了对系统操作的各种方法；Myuserfile.h 声明了对文件操作的各种方法； Mymain.cpp 整个系统的主函数，操作入口； Mysys.cpp 包含了mysys.h，实现了操作系统的各种方法；Myuserfile.cpp 包含了myuserfile.h，实现了操作文件的各种方法； 2、主要数据结构 Allstruct.h文件的内容： struct s_user //用户区结构体 { long isuse; //是否使用 char name[20]; //用户名 char psd[20]; //密码 long address; //目录地址 }; 编程实现哲学家就餐问题。 import java.util.Random; public class Philosoper extends Thread { private String name; private ChopStick leftCS; private ChopStick rightCS; public Philosoper(String name, ChopStick leftCS, ChopStick rightCS) { https://www.360docs.net/doc/ae65729.html, = name; this.leftCS = leftCS; this.rightCS = rightCS; } public void run() { try { sleep(Random.class.newInstance().nextInt(100)); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } synchronized (leftCS) { System.out.println(https://www.360docs.net/doc/ae65729.html, + "has the left chopstick " + leftCS.getName() + "and wait right one" + rightCS.getName() + "..."); synchronized (rightCS) { System.out.println(https://www.360docs.net/doc/ae65729.html, + "get right chopstick " + rightCS.getName() + " begin to eat!"); } } } class ChopStick { private String name; public ChopStick(String name) { https://www.360docs.net/doc/ae65729.html, = name; } public String getName() { return name; } } 实验一哲学家就餐问题 一、实验目的 1.熟练使用VC++6.0编译环境，调试并正确运行程序。 2.熟悉哲学家就餐问题流程。 3.理解哲学家就餐问题中出现的问题，进而掌握死锁的必要条件。 4.熟悉源程序中产生和防止死锁的算法，及其相关窗口操作。 二、实验原理 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，每个哲学家的行为时思考，饥饿，然后吃通心粉，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取筷子。 2.防止死锁发生的分配方式： 仅当一个哲学家左右两边的筷子都可用时，才允许他拿筷子。这样要么一次占有两 只筷子（所有线程需要的资源）进行下一步吃通心粉，然后释放所有的资源；要么 不占用资源，这样就不可能产生死锁了。 3.产生死锁的分配方式： 当筷子（资源）可用时，先分配左边的筷子，等待一会后再分配右边的筷子，由于 这个过程中，左边的筷子一直没有释放，就可能产生死锁了。 4.程序运行说明： 程序运行过程中会弹出一个MessageBox提示操作者操作： 1）第一个对话框用于选择运行模式 a．选择yes表示采用的是运行的防止死锁的方式，这样的话整个程序可以一直运行下去，不会产生死锁。 b．选择no表示运行产生死锁的方式会弹出第二个对话框。 2）第二个对话框用于选择运行时，线程运行的时间 a．选择yes线程时间比较短，很快就可以死锁。 b．选择no线程时间跟选择yes时的时间差不多，产生死锁的时间稍微长一点。 三、实验过程及分析 1.PhilosopherThread(LPVOID pVoid)函数伪代码 1）不死锁方式 Var mutexleftchopstick,mutexrightchopstick; Beging: Resting; Waiting; P{mutexleftchopstick}; P{mutexrightchopstick}; GetResource{leftchopstick,rightchopstick}; Eating; V{mutexleftchopstick}; 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：____ ___________________专业：______计算机科学与技术________________班级：______一班___________________________指导教师：_______ ___________________________ _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 三、应完成的图纸 四、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 操作系统课程设计 一、课程设计题目 实现一个模拟操作系统。 二、课程设计的目的 通过模拟操作系统原理的实现，加深对操作系统工作原理理解，进一步了解操作系统的实现方法，并可练习合作完成系统的团队精神和提高程序设计能力。 三、小组人数 建议3~4人一组共同完成模拟系统的实现。 四、编程语言 建议使用VC、VB、C#、Java等Windows环境下的程序设计语言，以借助这些语言环境来模拟硬件的一些并行工作。 五、课程设计内容 模拟采用多道程序设计方法的单用户操作系统，该操作系统包括进程管理、存储管理、设备管理、文件管理和用户接口四部分。 六、课程设计具体要求和内容 1．文件管理和用户接口 文件管理和用户接口部分实现的主要是单用户的磁盘文件管理部分，包括文件的逻辑结构、物理结构、目录、磁盘分配回收、文件的保护和用户接口的实现。 ⑴文件的逻辑结构 文件的逻辑结构采用流式结构； 文件的内容均采用文本文件； 系统中有两种文件，一种是存放任意字符的文件，一种是可执行文件。可执行文件的内容就是模拟系统内进程的程序体。 文件中要有一种特定命令的“可执行”文件，该文件中的命令有： x=?; 给x赋值一位数 x++; x加1 x--; x减1 !??；第一个？为A,B,C中某个设备，第二个？为一位数，表示使用设备的时间（由于没有实际设备，所以无法知道设备何时工作完成，所以假定一个数，这个数随着系统时间增加而递减，减到0时，认为是设备工作完成）； end. 表示文件结束，同时将结果写入文件out，其中包括文件路径名和x的值。 ⑵磁盘模拟 用一个文件disk1模拟磁盘c，用一个文件disk2模拟磁盘d。两个磁盘一样大小，磁盘的每个盘块64字节，模拟磁盘共有128块。第0、1块存放文件分配表，第2块存放根目录，其余存放子目录和文件。 ⑶目录结构 目录结构采用树型目录结构。 ①目录项内容（8个字节）： 目录名、文件名：3个字节； 扩展名：2个字节（可执行文件扩展名为ex，目录没有扩展名）； 目录、文件属性：1字节（1位标识是文件还是目录，1位标识只读还是非只读，1位是隐藏属性，标识显示还是不显示）； 起始盘块号：1个字节； 文件长度：1字节（目录没有长度）。 /*inux进程的实现:哲学家就餐问题在 linux 上的程序实现 设有5个哲学家,共享一张放油把椅子的桌子,每人分得一吧椅子.但是桌子上总共只有5支筷子,在每个人两边分开各放一支.哲学家只有在肚子饥饿时才试图分两次从两边拾起筷子就餐. 就餐条件是: 1)哲学家想吃饭时,先提出吃饭的要求; 2)提出吃饭要求,并拿到2支筷子后,方可吃饭; 3)如果筷子已被他人获得,则必须等待该人吃完饭之后才能获取该筷子; 4)任一哲学家在自己未拿到2支筷子吃饭之前,决不放下手中的筷子; 5)刚开始就餐时,只允许2个哲学家请求吃饭. 试问: 1)描述一个保证不会出现两个邻座同时要求吃饭的算法; 2)描述一个既没有两邻座同时吃饭,又没有人饿死的算法; 3)在什么情况下,5个哲学家全都吃不上饭? 哲学家进餐问题是典型的同步问题.它是由Dijkstra提出并解决的.该问题是描述有五个哲学家,他们的生活方式是交替地进行思考和进餐.哲学家们共用一张圆桌,分别坐在周围的五张椅子上.在圆桌上有五个碗和五支筷子,平时一个哲学家进行思考,饥饿时便试图取用其左右岁靠近他的筷子,只有在他拿到两支筷子时才能进餐.进餐完毕,放下筷子继续思考. */ #include 山东理工大学：操作系统课程题目要求 说明：（1）未做特别说明的均参照任务书的要求,每位同学独立完成课程设计。（2）设计中所涉及到的存储结构采用链式，除非题目中有特殊要求；（3）自己所编写的代码不能少于总代码的1/3（输入输出语句不算在内），否则为不合格 1.银行家算法的设计与实现（2人） 要求：（1）设计一个小型的死锁避免系统，在系统中体现银行家算法及安全性算法；（2）用户请求及系统当前的资源分配状态从键盘输入； （3）输出能够判断当前的系统状态是否是安全的？若安全，给出至少一个安全序列；若不安全，给出原因（4）某进程提出一个请求，该请求能够满足，但会使系统进入不安全状态（5）某进程提出一个请求，该请求不能满足 可参考教材上的例题实现 2.基于FCFS和SPF的进程管理系统的设计（2人） 要求：（1）设计一个完整的进程调度系统， 系统中至少包括5个进程；（2）定义PCB；（3）采用链表管理就绪队列；（4）结果要能够显示出进程的调度序列及进入系统的时间、运行时间等必要信息；（5）设计的输入数据要能体现算法的思想 3.基于静态优先权和响应比的进程管理系统的设计（2人） 要求：（1）设计一个完整的进程调度系统，系统中至少包括5个进程；（2）定义PCB，在PCB中定义进程的初始优先权（用整数表示）；（3）采用链表管理就绪队列；（4）结果要能够显示出进程的调度序列及初始优先权、响应比等必要信息（5）设计的输入数据要能体现算法的思想 4.基于多级反馈队列的进程管理系统的设计（2人） 要求：（1）设计三级队列，每一队列至少三个进程；（2）定义PCB（3）为每一队列设置不同的时间片，后一队列通常是前一队列的2倍，依次类推（4）采用链表管理就绪队列；（5）结果要能够显示出进程的调度过程 计算机操作系统哲学家进餐问题的研究 姓名：陆文静 学号： 1310750012 指导老师：杨婷婷 专业班级：软件工程1301班完成时间： 2015年5月4日 哲学家进餐问题研究 摘要： 一、问题的描述 哲学家就餐问题是一种典型的同步问题，它是由Dijkstra提出并解决的。该问题描述如下：有五个哲学家共用一张圆桌，分别坐在周围的五张椅子上，在圆桌上有五个碗和五只筷子，他们的生活方式是交替的进行思考和进餐。设五个哲学家分别编号为A，B，C，D，E，桌子上放着五只筷子，筷子分别编号为0，1，2，3，4，桌子中央有一盘饭菜，一个哲学家进行思考，饥饿时便试图取用其左右最靠近他的筷子，只有在他拿到两只筷子时才能进餐。进餐毕，放下筷子继续思考。 二、解决问题的方案 1、算法描述 semaphore chopstick[5]={1，1，1，1，1}; do{ wait(room); wait(chopstick[i]); wait(chopstick[(i+1)%5]); eat(); signal(chopstick[i]); signal(chopstick[(i+1)%5]); signal(room); Think; } while[ture]; 以上描述中，可保证不会有两个相邻的哲学家同时进餐，但却有可能引起死锁。假如五位哲学家同时饥饿而各自拿起左边的筷子时，就会使五个信号量chopstick均为0；当他们试图拿右边的筷子时，豆浆因无筷子可拿而无限期地等待，进入死锁状态。 2、改进算法描述 描述一种没有人饿死算法，考虑了四种实现的方式（A、B、C、D） A．原理：至多只允许四个哲学家同时进餐,以保证至少有一个哲学家能够进餐, 最终总会释放出他所使用过的两支筷子,从而可使更多的哲学家进餐。以下将room 作为信号量，只允许4 个哲学家同时进入餐厅就餐，这样就能保证至少有一个哲学家可以就餐，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。 伪码：semaphore chopstick[5]={1，1，1，1，1}; semaphore room=4; void philosopher(int i) { while(true)操作系统课程设计报告
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