哲学家就餐问题实验报告114句(哲学家就餐问题)

哲学家就餐问题

1、哲学家就餐问题pv操作

(1)、这里的常量rwmutexMaxReaders，定义了大的reader数量

(2)、     哲学家放下叉子并满足进餐条件时唤醒他。*/

(3)、如果此时奇奇将军收到了回信发动进攻，那么就会是孤军奋战。所以作为奇奇将军的你，如果站在小村将军的角度上考虑一下，就算你收到了小村将军的回复，你就能百分百确定对方会一同出兵进攻吗？同理，如果双方都站在对方的角度上多考虑一步，那么他们就需要无限次的得到对方回复，也就是说，这个仗根本就打不起来。

(4)、如果父母双方作出健康的选择，那么外出就餐是一件好事。

(5)、先写一个会造成死锁的哲学家问题。当所有哲学家同时决定进餐，拿起左边筷子时候，就发生了死锁。

(6)、禁止抢占(nopreemption)：系统资源不能被强制从一个线程中退出。如果哲学家可以抢夺，那么大家都去抢别人的筷子，也会打破死锁的局面，但这是有风险的，因为可能孔子还没吃饭就被老子抢走了。计算机资源如果不是主动释放而是被抢夺有可能出现意想不到的现象。

(7)、上述的四个问题描述了计算机不同领域的研究。虽然只是冰山一角，希望读者能通过对这些问题的思考甚至提出更多的问题，对计算机各领域的理论有不一样的理解。

(8)、(1)ROM的基本原理及其在组合逻辑中的应用

(9)、只有其中有一个进程同时竞争到了2台机器，才能完成工作。如果5个进程一起竞争，可能发生死锁的情况是：每个进程各自竞争到了一台机器，都在等待其他进程释放资源。

(10)、一旦我们允许两个哲学家同时行动，就会遇到问题：每个哲学家各拿一根筷子，并永久等待对方可以放下筷子，在这种僵局中，哲学家就会遇到字面意义上的“饥饿问题”。

(11)、下面的例子中，两个哲学家都遵循该算法行动就会遇到死锁。请注意每个哲学家的计划都缩进了两个级别，因为他们都在顺序等待第一根筷子，然后是第二根。

(12)、掌握基本的数据处理原理和方法，在此基础上能够对算法进行设计与分析。

(13)、“我在桌上放有四份礼物A、B、C和D。A和B是普通奖，C和D是大奖。得奖的方式很简单。如果你做一个正确的声明(比如1+1=2)我就给你A或者B作为奖励。如果你做一个错误的声明(比如1+1=3)我就给你C或者D作为奖励。”

(14)、那么有什么方法可以解决这个问题呢？这里介绍两个比较简单的方法。

(15)、"答案也很简单，你只需要说‘我能得到大奖’或‘我能得到礼物C或D’就可以了。如果这句话是真，按规定奇奇只能给你礼物A或B，这便自相矛盾了。如果这句话是假，按规定我还必须按你所说给你礼物C或D，这又会自相矛盾。所以当你说‘我能得到礼物C或D’时，奇奇就会被自己的规则逼到死路。”

(16)、  说说RWMutex的实现原理？说说RWMutex与Mutex的区别？

(17)、当一个程序想要使用的资源已经被另一个程序锁定，它就等待资源解锁。当多个程序涉及到加锁的资源时，在某些情况下就有可能发生死锁。例如，某个程序需要访问两个文件，当两个这样的程序各锁了一个文件，那它们都在等待对方解锁另一个文件，而这永远不会发生。

(18)、只有其中有一个进程同时竞争到了2台机器，才能完成工作。如果5个进程一起竞争，可能发生死锁的情况是：每个进程各自竞争到了一台机器，都在等待其他进程释放资源。

(19)、第二段代码几乎与第一段代码完全相同，但在for语句中使用”;”—join操作符将两个等待餐具的语句连接起来。该方式下，哲学家必须等待两根筷子同时可用时才可以拿起。

(20)、 深入理解单处理器计算机系统的组织结构、工作原理、互连结构，具有完整的计算机系统整机的概念;

2、哲学家就餐问题实验报告

(1)、他说他们以往每周外出就餐一次，但现在不得不削减了。

(2)、互斥(mutualexclusion)：资源只能同时分配给一个线程，无法多个线程共享。资源具有排他性，孔子和老子的关系再好，也不允许他们俩一起拿着一根筷子同时吃。

(3)、Write-preferring：写优先的设计意味着，如果已经有一个writer在等待请求锁的话，它会阻止新来的请求锁的reader获取到锁，所以优先保障writer。当然，如果有一些reader已经请求了锁的话，新请求的writer也会等待已经存在的reader都释放锁之后才能获取。所以，写优先级设计中的优先权是针对新来的请求而言的。这种设计主要避免了writer的饥饿问题。

(4)、这个过程必然导致两个哲学家争抢一个低编号的叉子，而没抢到的那一位则无法用餐，因为他另外一边的叉子会被在同一边的哲学家拿走。而此时只有一位哲学家能使用高编号的餐叉，所以他能使用两只餐叉用餐。当他吃完后，他会先放下编号高的餐叉，再放下编号较低的餐叉，从而让另一位哲学家拿起后边的这只开始吃东西。当然这个问题还可以有更多更好的解法，也欢迎读者们在留言区里讨论。

(5)、每个哲学家都这样做：   等待两根筷子同时可用   拿起两根筷子   吃一分钟   归还两根筷子   思考一分钟

(6)、虽然隔离的日子比较寂寞，但是这些哲学家还是有事情可做，他们不断的冥想或者吃饭。饿了的时候就开始尝试拿起筷子，吃随机时间的饭菜，然后放下筷子开始冥想。冥想一段时间就饿了，又开始吃饭。所以他们总是处于冥想-饿了-吃饭-冥想这样的状态中。

(7)、一个简单的解法是，用一个信号量表示一支筷子，这五个信号量构成信号量数组，所有信号量初始值为第i个哲学家的活动课描述为：

(8)、    /*执行V操作，使得哲学家i申请进餐时可进入*/

(9)、这位旅行家叫做奇奇，他的每一次出行都肩负着特殊的使命：推销产品。他的日记本里记录着一系列的目标城市和城市之间的距离。但他遇到了一个难题，为了提高推销的效率，他需要知道从起点出发，访问每一座城市一次并回到起始城市的短路径。这个问题听起来很简单，但是想要得到一个优化的解法却相当困难。

(10)、zhuanlan.zhihu.com/p/34553097

(11)、  读写锁用过吗，读写锁用在什么样的场景？(或读写锁主要用来解决什么问题，说说对读写锁的理解？)

(12)、过程take_fork将一直等到所指定的叉子可用，然后将其取用。

(13)、掌握模拟电子电路的基础知识、基本概念及工作原理。

(14)、对于当今的`出游者大的一个问题就是每一天都塞满了计划的游览，活动和就餐。

(15)、字段rLock：用于保护设置 readers, readerPass, writer

(16)、(1)只有拿到两只筷子时，哲学家才能吃饭。

(17)、  RWMutex源码看过吗？如果使用Mutex来设计一个RWMutex你有什么思路？ 

(18)、注意，每个进程将过程philosopher作为主代码运行。

(19)、 掌握各部件的组成结构、工作原理、软硬件设计的舍取、以及硬件实现;

(20)、关键问题是：能为每一个哲学家写一段描述其行为的程序，且决不会死锁吗？

3、哲学家就餐问题c语言代码

(1)、小村师兄的思路在复杂度理论中被定为NPC问题(详见：《一个价值百万美金的问题》)，这个问题在现在还没有找出一个可以在多项式级时间内解决的算法。

(2)、稍后，这个问题被托尼·霍尔重新表述为哲学家就餐问题。

(3)、我们热衷于高速运转的生活，我们匆忙开车，仓促就餐，并大加赞赏工作场合中的高效率。

(4)、“感觉奇奇很可怜，幸好你不在现场。我只想要口红而已。”

(5)、虽然我们需要在程序中引入“线程”概念来实现并发，但该段代码还是比较好理解的。此段代码为上面第一种有并发问题的代码实现：并行执行情况下哲学家会饿死。下述改进的代码很好的解决了这个问题：

(6)、读者们如果有好的想法，欢迎在留言区中讨论，为这位旅行家指点迷津，也为自己拿下一百万美金。

(7)、 if((S(i)==饥饿)&&(S((i+4)%5)!=进食)

(8)、在放回叉子后，他再对mutex执行up操作。

(9)、字段readerCount：正在执行读操作的 goroutine数量

(10)、 自治系统; 域内路由与域间路由; RIP路由协议; OSPF路由协议; BGP路由协议。

(11)、RWMutex包含一个Mutex，以及四个辅助字段writerSem、readerSem、readerCount和readerWait：

(12)、假设有两个哲学家坐在桌子的东西两侧，每人面前都有一碗意大利面，但只有一双筷子。1根在北面，1根在南面。两个哲学家都知道需要两根筷子才能吃面，所以他们需要等待同时拥有这两根筷子的资源才可以吃面。该经典问题需要规定一系列行动，来两个哲学家可以愉快的分享筷子进餐，避免两个哲学家一人拥有一根筷子谁都无法进餐的尴尬场面出现。

(13)、    P(fork(i))；/*取第一把叉子(左边)*/

(14)、² 程序装入与链接、逻辑地址与物理地址空间、内存保护

(15)、如果我们引入一个服务生，比如韩非子，由韩非子负责分配筷子，这样我们就可以将拿左手筷子和右手筷子看成一个原子操作，要么拿到筷子，要么等待，就可以破坏死锁的第二个条件(持有和等待)。

(16)、首先我们定义筷子对象和哲学家对象。其中筷子是并发资源，具有排他性，所以它包含一个锁，用来实现互斥，并且禁止抢占(其它非持有这根筷子的哲学家不能调用Unlock,只有持有这根筷子的哲学家才能调用Unlock)。

(17)、  P(mutex)； /*对临界资源S互斥地使用*/

(18)、 DNS系统： 层次域名空间; 域名服务器; 域名解析过程。

(19)、这就导致了每个人都在一个死锁里面，因为无法获得右边的叉子而饿死。当然死锁是有可能消除的，比如每位哲学家都会在等待另一只叉子超过五分钟之后放下自己左手的那只，并在等待5分钟进行下一次的尝试。然而这种情况可能会导致“活锁”现象，想象如果哲学家是同时入座，同时拿起左边的叉子并等待相同时间之后放下左手的叉子，那么依然没有任何一位可以同时获得两个叉子。

(20)、这是我们所知的性感的编程语言了，但是上述优势在实际使用中意味着什么呢？让我们基于计算机科学界经典问题—“哲学家进餐问题”，来实际体验下Rholang的内在并发性给我们带来的好处。

4、记录型信号量解决哲学家就餐问题

(1)、这个故事的主角依旧是奇奇和小村，不过他们不再是旅行家和程序员，而是两名威风凌凌的将军，他们都效忠于C军队。

(2)、哲学家就餐问题是在计算机科学中的一个经典问题，用来演示在并行计算中多线程同步时产生的问题。在1971年，著名的计算机科学家艾兹格·迪科斯彻提出了一个同步问题，即假设有五台计算机都试图访问五份共享的磁带驱动器。稍后，这个问题被托尼，霍尔重新表述为哲学家就餐问题。这个问题可以用来解释死锁和资源耗尽。

(3)、当一个程序想要使用的资源已经被另一个程序锁定，它就等待资源解锁。当多个程序涉及到加锁的资源时，在某些情况下就有可能发生死锁。例如，某个程序需要访问两个文件，当两个这样的程序各锁了一个文件，那它们都在等待对方解锁另一个文件，而这永远不会发生。

(4)、我们把这个信号量初始值设置为代表多允许同时4位哲学家就餐。把这个信号量传给哲学家对象，哲学家想就餐时就请求这个信号量，如果能得到一个许可，就可以就餐，吃完把许可释放回给信号量。

(5)、在我们实际的应用中，死锁问题并不是这么容易得被发现的，很可能在一些特定的场景(也被称之为cornercase)才会被触发和发现。

(6)、这类问题不仅在计算机的芯片制造中常见(该问题和半导体制造业中对打孔数量及顺序的求解异曲同工)，在其他方面诸如物流，企划，DNA测序也都常见。甚至在天体观察中减少望远镜在星体中转向的次数也与该问题相关。只是现在还没有人能找出算法，在多项式级时间里有效解决该问题。

(7)、字段 wLock:  用于 writer 之间的互斥锁

(8)、 UDP协议： UDP数据报; UDP校验。

(9)、理解数据结构的基本概念;掌握数据的逻辑结构、存储结构及其差异，以及各种基本操作的实现。

(10)、 IPv6： IPv6的主要特点; IPv6地址

(11)、A如果要等到右边的叉子则必须将左手的叉子放下，等其他人吃完放下叉子之后才有机会吃上饭。

(12)、下一篇我们讲解另外一个经典并发问题：一氧化二氢的生成。

(13)、当两个或两个以上的进程在执行过程中，因争夺资源而处理一种互相等待的状态，如果没有外部干涉无法继续下去，这时我们称系统处于死锁或产生了死锁。一般情况下死锁出现有以下三种情况：

(14)、 掌握操作系统的基本概念、基本原理和基本功能，理解操作系统的整体运行过程。

(15)、如果系统中只有一个线程，当然不会产生死锁。如果每个线程仅需求一种并发资源，也不会产生死锁。不过这只是理想状态，在现实中是可遇不可求的。如果你搜索Go官方的项目中的issue,可以看到几百个关于死锁的issue,足可以表明死锁是一个常见且并不容易处理的bug。

(16)、(3)掌握各种形式的逻辑函数的相互转换方法

(17)、首先我们通过程序模拟哲学家就餐问题，看看程序在运行的是不是会产生死锁问题。

(18)、做如下改进，它既不会发生死锁又不会产生饥饿：使用一个二元信号量对调用think之后的五个语句进行保护。

(19)、semaphore/Weighted:https://pkg.go.dev/golang.org/x/sync/semaphore

(20)、 静态路由与动态路由; 距离-向量路由算法; 链路状态路由算法; 层次路由。

5、哲学家就餐问题

(1)、在开始拿叉子之前，哲学家先对互斥量mutex执行down操作。

(2)、² 同步问题：生产者-消费者问题、读者-写者问题、哲学家进餐问题等

(3)、  A等待B，B等待C，C等待A，陷入了无限循环(哲学家就餐问题)

(4)、由著名的计算机科学家艾兹格·迪科斯彻提出了一个同步问题，即假设有五台计算机都试图访问五份共享的磁带驱动器。

(5)、到了中国，哲学家就餐问题可以这样表述，假设因为新冠的原因，五位哲学家被隔离在一个房间里。这五位哲学家分别是孔子、庄子、墨子、孙子和老子，他们围坐在一个圆形的餐桌旁，餐桌上有无尽的可口的饭菜，不幸的是，出于环保的原因，只有五根筷子，每根筷子都位于两位哲学家之间。哲学家吃饭时，必须拿起自己左右两边的两根筷子才能吃饭，吃完饭后才放回筷子，这样其它哲学家可以再拿起筷子。

(6)、在1971年，著名的计算机科学家艾兹格·迪科斯彻(EdsgerDijkstra)提出了一个同步问题，即假设有五台计算机都试图访问五份共享的磁带驱动器。稍后，这个问题被托尼·霍尔(TonyHoare)重新表述为哲学家就餐问题。这个问题可以用来解释死锁和资源耗尽。

(7)、仅当哲学家的左右手筷子都拿起时才允许进餐，否则将拿起的筷子放下。

(8)、现在问题来了，如果你是奇奇将军，并确定了次日早上8点两军团共同夹攻O军队，你要如何判定对面的友军能够跟你一起准时出兵协同作战呢？当然，或许你会想，如果你收到了小村将军的回复即确定攻击，如没收到回复则再派信使前往。这样真的就可以了吗？

(9)、奇奇从梦中醒来，发现已是早上九点，他不得不从刚才的将军梦中回到现实。他得以快的速度洗漱赶往火车站，今天为了推销产品他特定筹划了一场活动。

(10)、哲学家就餐问题是在计算机科学中的一个经典问题，用来演示在并行计算中多线程同步时产生的问题。在1971年，著名的计算机科学家艾兹格·迪科斯彻提出了一个同步问题，即假设有五台计算机都试图访问五份共享的磁带驱动器。稍后，这个问题被托尼，霍尔重新表述为哲学家就餐问题。这个问题可以用来解释死锁和资源耗尽。

(11)、voidphilosopher(inti){

(12)、 能够运用计算机网络基本概念、基本原理和基本方法进行网络系统分析、设计和应用。

(13)、哲学家在隔离的房间就是不断地冥想、就餐、冥想、就餐......永无终日。

(14)、 运算方法与运算器：计算机中的数制系统，数的表示方法，定点数四则运算方法，浮点数四则运算方法，定点加减法器设计。

(15)、 双绞线、同轴电缆、光纤与无线传输介质; 物理层接口的特性。

(16)、解决方案一：破坏死锁的循环等待条件。不再按左手边右手边顺序拿起筷子。选择一个固定的全局顺序获取，此处给筷子添加id，根据id从小到大获取，(不用关心编号的具体规则，只要编号是全局并且有序的)，不会出现死锁情况。

(17)、new log(`rho:io:stdout`), north, south, knife, spoon in {  // 放置餐具  north!(*knife) |  south!(*spoon) |  // 哲学家1的行动计划  for (@knf     for (@spn       log!("Philosopher 1 is full.") |      north!(knf) |      south!(spn)    }  } |  // 哲学家2的行动计划  for (@spn     for (@knf       log!("Philosopher 2 is full.") |      north!(knf) |      south!(spn)    }  }}

(18)、针对哲学家就餐问题，如果我们限制多允许四位哲学家同时就餐，就可以避免循环依赖的条件，因为依照抽屉原理，总是会有一位哲学家可以拿到两根筷子，所以程序可以运行下去。

(19)、1965年，Dijkstra提出并解决了一个他称之为哲学家就餐的同步问题。

(20)、掌握数字电子电路的基础知识、基本概念及工作原理。

(1)、Go标准库中的RWMutex设计采用Write-preferring方案。一个正在阻塞的Lock调用会排除新的reader请求到锁。

(2)、 数据链路层设备：　 网桥的概念及其基本原理;　 局域网交换机及其工作原理。

(3)、这种想法是对的，而且在几乎所有的应用程序中，稍后再试的办法并不会演化成为一个问题。

(4)、 掌握操作系统进程、内存、文件和I/O管理的策略、算法、机制以及相互关系。

(5)、 掌握计算机网络的基本概念、基本原理和基本方法。

(6)、² 目录结构：文件控制块和索引节点，单级、两级和树形目录结构，图形目录结构

(7)、无论是四份礼物的问题，还是绞刑问题，解决的关键都在于巧妙的运用自洽这个概念。通俗讲，就是把规则制定者本身也套进规则里面。这个概念被图灵巧妙地用到了计算机理论里，并以此证明了著名的停机理论(详见：《一个无法证明的逻辑问题》)，奠定了计算机理论的基础。

(8)、Mutex在大量并发的情况下，会造成锁等待，对性能的影响比较大。如果某个读操作的协程加了锁，其他的协程没必要处于等待状态，可以并发地访问共享变量，这样能让读操作并行，提高读性能。RWLock就是用来干这个的，这种锁在某一时刻只能由任意数量的reader持有，或者被一个wrtier持有。

(9)、这个看似没完没了的顾虑，其实是计算机网络通讯问题的一个缩影。网络通讯过程中也是不稳定的，也就是说很多发出的信息也不一定会得到接收方的回复。

(10)、 计算机网络分层结构; 计算机网络协议、接口、服务等概念; ISO/OSI参考模型和TCP/IP模型。

(11)、  test(i)；/*查哲学家i两边的叉子是否空闲*/

(12)、如果五位哲学家同时拿起左面的叉子，就没有人能够拿到他们右面的叉子，于是发生死锁。

(13)、(7)了解组合逻辑电路中的冒险现象及其消除方法

(14)、/*互斥信号量，实现对状态变量S的互斥访问*/

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