操作系统课件：管程解决哲学家进餐问题解析

"这篇文档是湖北大学数计学院操作系统课程的一部分，主要讲解了哲学家进餐问题的管程实现，并提到了操作系统课程的一些特点、学习方法以及推荐的主要参考资料。此外，还简要介绍了计算机系统的基本组成和操作系统的历史发展。" 在操作系统中，哲学家进餐问题是一个经典的多线程同步问题，用来模拟并发执行的进程可能会遇到的死锁情况。这个问题描述了五个哲学家围坐在一张圆桌旁，每个人面前都有一根筷子。当一个哲学家想吃饭时，他需要拿起左右两边的筷子。如果所有哲学家同时尝试拿起筷子，可能会出现无法进行的情况，即死锁。 文档提供的管程描述是一个解决该问题的并发控制机制。管程是一种在并发编程中用于管理共享资源的数据结构，它包含变量、条件变量以及一系列的入口过程。在这个例子中，有以下几个关键部分： 1. `status` 枚举类型定义了哲学家的状态：思考（thinking）、饥饿（hungry）和进食（eating）。 2. `state` 数组存储每个哲学家的状态。 3. `self` 条件变量数组，每个哲学家对应一个条件变量，用于同步操作。 4. `pickup` 入口过程表示哲学家想要拿起筷子。首先将自身状态设为饥饿，然后调用 `test` 函数检查是否可以开始进食。如果不能，哲学家会在对应的条件变量上等待。 5. `putdown` 入口过程表示哲学家吃完后放下筷子，将自身状态设为思考，并检查左右两边的哲学家是否可以开始进食。 6. `test` 函数检查某个哲学家是否可以开始进食，如果左右两边的哲学家都不在进食且当前哲学家处于饥饿状态，那么将其状态设为进食，并唤醒其条件变量。 7. 初始化函数将所有哲学家的状态设为思考。 操作系统课程通常强调实践性、广泛性和复杂性，要求学生不仅理解理论，还要能够通过自学和阅读参考书籍深入掌握知识。此外，课程可能通过作业、上机实验和期末考试来评估学生的理解和能力。 推荐的主要参考资料包括庞丽萍的《操作系统原理》、陈向群等译的《现代操作系统》等多本经典教材，这些书籍可以帮助学生全面了解操作系统的基本概念、类型、发展历史以及与硬件的关系。学习过程中，记笔记、发现问题和主动探索问题的解决方案是非常重要的。