This powerpoint was created and presented for the "Principles of Operating Systems" course in the class for the professor and students.

2. Dining philosophers problem
‫خوردن‬ ‫غذا‬ ‫مسئله‬‫ها‬‫فیلسوف‬
‫اشرفی‬ ‫بهنوش‬

3. ‫یک‬‫مسئله‬‫ی‬‫کالسیک‬‫که‬‫اغلب‬‫در‬‫الگوریتم‬‫های‬‫همروند‬(concurrent)‫برای‬‫نشان‬‫دادن‬
‫مشکالت‬‫و‬‫مسائل‬‫همگام‬‫سازی‬(synchronization)‫و‬‫روش‬‫های‬‫حل‬‫ان‬‫به‬‫کار‬‫میرود‬.
‫این‬‫مسئله‬‫برای‬‫این‬‫طراحی‬‫شده‬‫تا‬‫مشکالت‬‫پرهیز‬‫از‬‫بن‬‫بست‬‫را‬‫نشان‬‫دهد‬.
‫این‬‫مسئله‬‫توسط‬dijkstra‫مطرح‬‫شد‬.

4. ‫مسئله‬ ‫شرح‬:

5. ‫هدف‬:
‫میخواهیم‬‫الگوریتمی‬‫بنویسیم‬‫که‬‫ویژگی‬‫های‬‫زیر‬‫را‬‫دارا‬‫باشد‬:
۱.‫دارای‬‫انحصار‬‫متقابل‬‫باشد‬.(‫یعنی‬‫وقتی‬‫یک‬‫چنگال‬‫در‬‫آن‬‫واحد‬‫فقط‬‫در‬
‫اختیار‬‫یک‬‫فیلسوف‬‫باشد‬)
۲.‫هیچ‬‫یک‬‫از‬‫فیلسوف‬‫ها‬‫گرسنه‬‫نمانند‬.
۳.‫دچار‬‫بن‬‫بست‬‫نشویم‬.

6. ‫ها‬ ‫حل‬ ‫راه‬:
1.‫بخوریند‬ ‫غذا‬ ‫چنجال‬ ‫یک‬ ‫با‬ ‫که‬ ‫دهیم‬ ‫یاد‬ ‫ها‬ ‫فیلسوف‬ ‫به‬ ‫میتوانیم‬.
.2‫میتوانیم‬۵‫کنیم‬ ‫اضافه‬ ‫میز‬ ‫به‬ ‫دیگر‬ ‫چنگال‬(‫هست‬ ‫هم‬ ‫تر‬ ‫بهداشتی‬)!!!!
**‫است‬ ‫ثابت‬ ‫منابع‬ ‫که‬ ‫است‬ ‫این‬ ‫بر‬ ‫فرض‬ ‫اینجا‬(‫کرد‬ ‫زیاد‬ ‫نمیتوان‬ ‫را‬ ‫ها‬ ‫چنگال‬ ‫تعداد‬).‫ی‬ ‫نحوه‬ ‫و‬‫کار‬
‫کنیم‬ ‫اضافه‬ ‫ای‬ ‫تازه‬ ‫دستورالعمل‬ ‫نمیتوانیم‬ ‫و‬ ‫است‬ ‫مشخص‬ ‫ها‬ ‫فرایند‬(‫خور‬ ‫غذا‬ ‫برای‬ ‫ها‬ ‫فیلسوف‬‫به‬ ‫دن‬۲
‫کرد‬ ‫عوض‬ ‫را‬ ‫این‬ ‫نمیتوان‬ ‫و‬ ‫دارند‬ ‫نیزا‬ ‫چنگال‬).

7. ۳.‫ساده‬ ‫الگوریتم‬ ‫یک‬:
۱.‫تا‬‫کند‬ ‫فکر‬ ،‫است‬ ‫نگرفته‬ ‫قرار‬ ‫دسترس‬ ‫در‬ ‫چپ‬ ‫سمت‬ ‫چنگال‬ ‫که‬ ‫وقتی‬.‫دسترس‬ ‫در‬ ‫چپ‬ ‫سمت‬ ‫چنگال‬ ‫که‬ ‫وقتی‬‫قرار‬
‫بردارد‬ ‫را‬ ‫آن‬ ،‫گرفت‬.
۲.‫تا‬‫کند‬ ‫فکر‬ ،‫است‬ ‫نگرفته‬ ‫قرار‬ ‫دسترس‬ ‫در‬ ‫راست‬ ‫سمت‬ ‫چنگال‬ ‫که‬ ‫وقتی‬.‫دس‬ ‫در‬ ‫راست‬ ‫سمت‬ ‫چنگال‬ ‫که‬ ‫وقتی‬‫قرار‬ ‫ترس‬
‫بردارد‬ ‫را‬ ‫آن‬ ،‫گرفت‬.
۳.‫وقتی‬‫بخورد‬ ‫غذا‬ ‫ثابتی‬ ‫زمان‬ ‫مدت‬ ‫یک‬ ‫برای‬ ،‫شد‬ ‫برداشته‬ ‫چنگال‬ ‫دو‬ ‫هر‬ ‫که‬.
۴.‫سپس‬‫دهد‬ ‫قرار‬ ‫میز‬ ‫روی‬ ‫بر‬ ‫را‬ ‫راست‬ ‫سمت‬ ‫چنگال‬.
۵.‫سپس‬‫دهد‬ ‫قرار‬ ‫میز‬ ‫روی‬ ‫بر‬ ‫را‬ ‫چپ‬ ‫سمت‬ ‫چنگال‬.
۶.‫این‬‫کند‬ ‫تکرار‬ ‫ابتدا‬ ‫از‬ ‫را‬ ‫مراحل‬.

8. ‫این‬‫روش‬‫به‬‫وضوح‬‫میتواند‬‫دچار‬‫بن‬‫بست‬(deadlock)‫شود‬....
‫اگر‬‫هر‬۵‫فیلسوف‬‫با‬‫هم‬‫اقدام‬‫به‬‫غذا‬‫خوردن‬‫کنند‬‫هر‬۵‫نفر‬‫چنگال‬‫های‬‫سمت‬‫چپشان‬‫را‬
‫برداشته‬‫و‬‫منتظر‬‫چنگال‬‫سمت‬‫راستشان‬‫می‬‫مانند‬‫در‬‫حالی‬‫که‬‫چنگال‬‫سمت‬‫راستش‬‫ان‬‫هیچ‬
‫وقت‬‫ازاد‬‫نمیشود‬.‫پس‬‫همه‬‫ی‬‫فیلسوف‬‫ها‬‫گرسنه‬‫می‬‫مانند‬.
‫این‬‫الگوریتم‬‫با‬‫راهنما‬‫یا‬‫سمافر‬(semaphor)‫پیاده‬‫سازی‬‫میشود‬(‫ص‬۳۵۸‫کتاب‬.‫شکل‬
۱۲-۶)

9. ‫الگوریتم‬ ‫کردن‬ ‫کامل‬:
‫جدید‬ ‫قانون‬:‫مثال‬ ‫فیلسوف‬ ‫اگر‬۱۰‫و‬ ‫بگذارد‬ ‫زمین‬ ‫را‬ ‫چنگالش‬ ‫نشد‬ ‫ازاد‬ ‫راست‬ ‫چنگال‬ ‫و‬ ‫کرد‬ ‫صبر‬ ‫ثانیه‬
۱۰‫کند‬ ‫اقدام‬ ‫خوردن‬ ‫برای‬ ‫دوباره‬ ‫بعد‬ ‫ثانیه‬.
***‫به‬ ‫است‬ ‫ممکن‬ ‫روش‬ ‫این‬livelock‫شود‬ ‫منتهی‬.
‫جای‬ ‫به‬ ‫را‬ ‫زمان‬ ‫کافیست‬ ‫مشکل‬ ‫این‬ ‫حل‬ ‫برای‬۱۰‫تصادفی‬ ‫صورت‬ ‫به‬ ‫ثانیه‬(random)‫کنیم‬ ‫انتخاب‬.‫با‬
‫میشود‬ ‫حل‬ ‫مشکل‬ ‫کار‬ ‫این‬.

10. ۴.‫راهنما‬ ‫از‬ ‫استفاده‬(semaphor):
‫ها‬ ‫فرآیند‬‫ها‬ ‫فیلسوف‬
‫منابع‬‫ها‬ ‫چنگال‬
‫سمافر‬‫پیشخدمت‬
‫به‬ ‫حداکثر‬ ‫پیشخدمت‬۴‫بروند‬ ‫خوری‬ ‫غذا‬ ‫میز‬ ‫به‬ ‫که‬ ‫دهد‬ ‫می‬ ‫اجازه‬ ‫فیلسوف‬.

12. ۵.‫ناظر‬ ‫از‬ ‫استفاده‬(manitor)
.1‫ها‬ ‫فرآیند‬ ‫که‬ ‫میشود‬ ‫باعث‬ ‫چنگال‬ ‫هر‬ ‫برای‬ ‫شرط‬ ‫متغیر‬ ‫از‬ ‫استفاده‬(‫ها‬ ‫فیلسوف‬)‫بتوانن‬‫منابع‬ ‫برای‬ ‫د‬
(‫ها‬ ‫چنگال‬)‫کنند‬ ‫صبر‬.
.2‫بررسی‬ ‫را‬ ‫چنگال‬ ‫هر‬ ‫نبودن‬ ‫یا‬ ‫بودن‬ ‫موجود‬ ‫وضعیت‬ ‫که‬ ‫دارد‬ ‫وجود‬ ‫دودویی‬ ‫بردار‬ ‫یک‬
‫میکند‬(.true/false)
‫است‬ ‫رویه‬ ‫دو‬ ‫شامل‬ ‫ناظر‬ ‫این‬:get_fork/release_forks