操作系统课件：霍尔管程解决哲学家就餐问题

"这篇文档是关于操作系统课程的一份课件，特别关注了使用霍尔管程(Hoare monitors)解决五个哲学家吃通心面问题的实现。文档由教师朱长征编写，涵盖了操作系统的基本概念、发展历史、服务、用户接口、系统结构以及流行操作系统的介绍。此外，还强调了操作系统的定义、目标、作用、功能和主要特性。" 在操作系统中，五个哲学家吃通心面问题是经典的问题解决案例，用于展示并发控制的挑战。这个问题描述了五个哲学家围坐在一张圆桌旁，每个人面前都有一碗通心面和一双筷子。当哲学家思考时，他们不吃饭；当他们饿了，他们会尝试拿起左右两边的筷子来吃通心面。如果所有哲学家同时尝试拿起筷子，就会出现死锁，因为没有人能继续进食。 霍尔管程是一种在多线程环境中进行同步的机制，由C.A.R. Hoare提出。在这个问题的实现中，每个哲学家的状态被定义为thinking、hungry或eating，用一个状态数组表示。每个哲学家还有一个自旋锁(self)，用于确保同一时间只有一个哲学家可以尝试拿起筷子。self_count数组记录了当前哲学家正在使用的筷子数量，以防止死锁。使用wait和signal操作来管理这些资源的获取和释放。 课程提到了操作系统作为用户和硬件之间的接口，它的主要目标包括提供方便的用户界面、管理资源、提高效率以及构建开放环境。文档还提到了操作系统的基础结构，包括用户层、操作系统层、系统程序层和硬件层，展示了计算机系统的层次模型。 参考书目列举了几本操作系统领域的经典教材，如《操作系统教程》、《计算机操作系统》和《操作系统概念》等，这些都是深入学习操作系统原理的重要资料。课程的考核方式为笔试占70%，平时成绩占30%，并提供了答疑时间。 通过这个课件，学生可以了解到操作系统在解决并发问题中的作用，以及如何使用高级同步原语，如霍尔管程，来避免并发环境中的死锁问题。这有助于他们理解操作系统在管理多任务和资源分配中的复杂性。