操作系统课程设计说明书--基于Linux的进程之间通信

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1、 操作系统操作系统课程课程设计设计 说说 明明 书书 学学 院 、 系院 、 系 ： 软件学院 专专 业业： 软件工程 学学 生生 姓姓 名：名： 学学 号：号： 设设 计计 题题 目目： 基于 Linux 的进程之间通信 实现信号量通信机制（哲学家进餐） 起起 迄迄 日日 期期: 2015 年 12 月 28 日- 2016 年 1 月 8 日 指指 导导 教教 师师: 2015 年 12 月 25 日 1 1 需求分析需求分析 1.11.1 小组的拿到的任务是：小组的拿到的任务是： 设计内容： (1) 实现管道通信，要求见 P183 习题（3） 。 (2)(2) 实现信号量通信机制，要求见

2、实现信号量通信机制，要求见 P191P191 习题（习题（3 3） 。） 。 (3) 实现消息缓冲通信机制，要求见 P197 习题。 (4) 实现共享内存区通信机制，要求见 P201 习题（2） 。 要求： (1) 用 Linux 中进程控制系统调用函数来创建进程（线程） 。 (2) 输出进程通信时同步的说明信息。 1.21.2 小组分工小组分工我拿到的题目是：我拿到的题目是：(2) 实现信号量通信机制，要求见 P191 习题（3） 。 1.31.3 题目的要求如下：题目的要求如下： 1.3.1.3.1.1.哲学家进餐问题描述：哲学家进餐问题描述： 设有 5 个哲学家，共享一张放有 5 把椅子

3、和 5 把叉子的圆桌，每人分得一把椅子。哲学 家们在肚子饥饿时才试图分两次从两边捡起两把叉子就餐。 条件： 1.每个人只有拿到两把叉子时，哲学家才能吃饭 2.如果叉子已在他人手上，则哲学家必须等到他人吃完后才能拿起叉子 3.任性的哲学家在自己未拿到两把叉子吃饭之前，绝不放下自己手中的叉子 1.3.21.3.2 问题：问题： 1.1.什么情况下什么情况下 5 5 个哲学家全部都吃不上饭？个哲学家全部都吃不上饭？ 答：当 5 个哲学家每人手中都拿到了 1 把叉子（共 5 把） ，即不肯放下自己手中的叉子又想 要得到左右邻居的叉子时， 每个哲学家永远拿不到两把叉子， 所有哲学家都在等待另一把叉 子，

4、就会导致这 5 个哲学家谁都吃不上饭。也就是产生死锁后的情况。 2.2.编程实现没有人饿死（永编程实现没有人饿死（永远拿不到两个叉子）的算法。远拿不到两个叉子）的算法。 答：程序请看代码实现。 分析：没有人饿死，就是不允许出现死锁的情况（5 个哲学家每人 1 把叉子） 2 1.3.31.3.3 解决死锁的方法有三种：解决死锁的方法有三种： 1.至多允许四位哲学家同时去拿左边的叉子， 最终保证至少有一位哲学家能够进餐， 并 且在用毕时能释放出他用过的两只叉子，从而使更多哲学家能够进餐； 2.规定当哲学家的左右两只叉子均可用时，才允许他拿起叉子进餐； 3.规定奇数号的哲学家先拿他左边的叉子， 然后再去拿他右边的叉子， 而偶数号哲学家 则相反。五位哲学家都先竞争奇数号叉子，获得后再竞争偶数号叉子，最终总有一位哲学家 会因为获得两只叉子而进餐。 1.3.41.3.4 我采用的我采用的解决死锁问题的解决死锁问题的方法方法 我采用的解决死锁的方法是第二种，即在哲学家拿起叉子前先判断他左右邻居的情况， 只要左右邻居中有一位正在进餐 （叉子已经被邻居拿到， 邻