操作系统原理课程设计.pdf

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1、操作系统原理课程设计提优论文题目:“哲学家就餐问题”模拟系统姓名:尹岩，刘宇凡，丁磊学院:信息科技学院专业:计算机科学技术系班级:计科61学号:1926103、1926110、1926101指导教师:姜海燕职称:副教授2009年3月12日“哲学家就餐问题”模拟系统计科61丁磊，尹岩，刘宇凡指导教师：姜海燕摘要：现代操作系统引入并发程序设计技术之后，程序的执行不再是顺序的。在多个进程并发运行的过程中，进程之间可能产生相互制约的关系，即竞争和协作。而如果一个进程集合中的每个进程都在等待只能由此集合中的其他进程才能引发的事件，就会出现死锁。操作系

2、统中经典的5位哲学家吃面问题正反映了进程并发执行这一情况。在问题中，哲学家思考就餐等待的过程正体现了进程在并发执行中对临界资源的互斥访问，同时也因此可能出现死锁现象。本课程设计所完成的正是对“哲学家就餐问题”的模拟。此系统根据操作系统中并发进程、临界区、同步等基本概念及理论进行设计，用C#语言实现，在模拟实现“哲学家就餐问题”的基础上还提供了解决死锁的三种基本方法。本系统较好的模拟了“哲学家就餐问题”，对于进程互斥、临界区、死锁等问题的深入理解有重要意义。关键字：操作系统哲学家就餐问题模拟c#TheSimulationSystemofThe

3、PhilosophersEatingProblemYinYanLiuYufanDingLeiAbstract:ProgramshaveexecutedwithnotorderssinceconcurrentprogrammingwasusedinOS.Concurrentprocessesshouldhavetworelationshipsduringaprogramisrunning:competingandcooperation.Ifeachprocessiswaitingforaeventwhichmustbecalledbyothe

4、rprocesses,thendeadlockappears.TheFivePhilosophersEatingProblemconductstheconcurrentconditions.Philosophersrefertotheprocessesandchopsticksrefertothecriticalresources.Thiscourseemulatestheproblem.Thereistheconceptionofsynchronism,concurrentprocessesandcriticalregioninthiss

5、ystem.Atthesametime,weprovidethreemethodstopreventdeadlock.OurprogramisaccomplishedwithC#.Ourcoursehelpsustoimprovetheapprehensionofcriticalregion,deadlockandotherproblemsinOS.一、研究目的与意义：本课程设计通过模拟计算机操作系统中经典的“哲学家就餐问题”，巩固在操作系统原理课上所学的知识，加深对操作系统中进程互斥、临界区、死锁等问题的认识和理解，同时又了解了软件生成的

6、流程、方法以及思想，提高了分析设计以及编程的能力，最后将此作品用于课堂理论教学的演示之用，增强课堂教学的趣味性。二、理论分析：现代操作系统引入并发程序设计技术之后，程序的执行不再是顺序的，一个程序为执行完而另一个程序就已经开始执行，程序外部的顺序特性消失，程序与计算不再一一对应。于是人们引入进程来描述这种变化。一组进程在执行时间上是重叠的，进程即并发执行。在多个进程并发运行的过程中，进程之间可能是无关的，也可能是交互的。交互进程之间可能产生的关系，包括竞争和协作。并发进程中与共享变量有关的程序段成为临界区，共享变量所代表的资源成为临界资源。

7、有多种方法可以实现对临界区、临界资源的管理。其中最基本的方法是设置相应的信号量和P、V操作。在并发进程执行的过程中，对共享资源的竞争可能产生死锁问题，既一个进程集合中的每个进程都在等待只能由此集合中的其他进程才能引发的事件，而无限期陷入僵持的局面。解决死锁问题的方法包括：通过指定资源申请占有及释放的策略来彻底防止死锁的发生；根据特殊算法决定资源分配和去配策略，避免死锁的发生；对死锁情况进行检测并解除。综上，本模拟程序应当模拟进程的并发执行，对临界资源的互斥访问和死锁情况的发生和防止。三、核心技术：本模拟程序的核心技术是模拟进程的并发执行和对

8、临界资源的互斥访问。模拟程序的编写过程所使用的技术路线为：由于算法简单，不定义独立的P、V操作，而是将之融入对资源的申请及释放操作之中。对于进程的模拟对象即“哲学家”只定义必要的