操作系统实验报告--华科

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1、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、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。5、在VC++6.0环境下编译哲学家就餐问题演示程序，考虑其他解决死锁方法.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

2、个人只能直接从自己的左边或右边去取筷子。2、分配方式方式一（不会进入死锁）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）进行下一步的吃通心粉，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。方式二（会进入死锁）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，就有可能产生死锁了。3、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

3、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res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时候的时间差不多，产生死锁的时间稍微长一点。三、实验过程及分析1、伪代码：1)不发生死锁的方式（要么一下占用两支筷子，要么不占用）varmutexleftchopstick,mutexrightchopstick;beging:resting;wait

4、ing;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);eating;v(mutexleftchopstick);v(mutexrightchopstick);end2)发生死锁的方式（一旦可以占用筷子，就马上占用）varmutexleftchopstick,mutexrightchopstick;beging:resting;waitin

5、g;p(mutexleftchopstick);//改变左手筷子信号量GetResource(leftchopstick);//获取左手筷子p(mutexrightchopstick);//改变右手筷子信号量GetResource(rightchopstick);//获取右手筷子eating;v(mutexleftchopstick);v(mutexrightchopstick);end2、代码分析：1）不发生死锁的方式：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。2）发生死锁的方式：有筷子即

6、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。四、思考题（1）.其他解决死锁的方案1.一个方法是引入秘书，哲学家必须经过他的允许才能拿起餐叉。因为秘书知道哪只餐叉正在使用，所以他能够作出判断避免死锁。为了演示这种解法，假设哲学家依次标号为A至E。如果A和C在吃东西，则有四只餐叉在使用中。B坐在A和C之间，所以两只餐叉都无法使用，而D和E之间有一只空余的餐叉。假设这时D想要吃东西。如果他拿起了第五只餐叉，就有可能发生死锁。相反，如果他征求秘书同意，秘书会让他等待。这样，我们就能保证下次当两把餐叉空

7、余出来时，一定有一位哲学家可以成功的得到一对餐叉，从而避免了死锁。相当于引入一个对各进程的调度者，使之有序。2.规定在拿到左侧的筷子后，先检查右面的筷子是否可用。如果不可用则先放下左侧筷子，等一段时间再重复整个过程。分析：当出现以下情形，在某一个瞬间，所有的哲学家都同时启动这个算法，拿起左侧的筷子，而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……如此这样永远重复下去。对于这种情况，所有的程序都在运行，但却无法取得进展，即出现饥饿，所有的哲学家都吃不上饭。3.规定哲学家按顺序就餐，这样虽能避

8、免死锁，但效率不高。（2）考虑演示程序是怎样实现在随机调度进程时间、控制进程延迟时间、关闭进程时间的，找出相关函数，变量，并说明。答：程序是通过运用函数Sleep(P_DELAY)来实现对进程调度、延迟、关闭时间的控制的，其中变量P_DELAY的值为rand()/25*10，其会产生0到1/25*10之间的一个随机数作为随机时间。五、实验总结本次实验主要是帮助我们提高阅读