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Das Problem der speisenden Philosophen

Philosophen haben nur eine Aufgabe. Sie denken nach. Allerdings müssen Sie, um richtig nachdenken zu können, wenigstens ab und zu etwas Nahrung zu sich nehmen.

In unserem Beispiel haben sich fünf Philosophen zum gemeinsamen Nachdenken an einem runden Tisch zusammengefunden. Damit sie, wenn sie Hunger bekommen essen können, befindet sich vor jedem Philosoph ein Teller mit Reis. Zwischen zwei Tellern liegt jeweils ein Stäbchen. Da die Philosophen, was die Hygiene betrifft, keine Ansprüche haben, benutzen Sie die Stäbchen gemeinsam, d.h. besser gesagt, nacheinander. Bevor ein Philosoph, der mit dem Denken aufhören will und Hunger hat essen kann, muß er beide Stäbchen neben seinem Teller bekommen.

So weltfremd, wie es auf den ersten Blick scheint, ist dieses Beispiel gar nicht. Immer, wenn verschiedene Prozesse (veranschaulicht durch die Philosophen) auf gemeinsame Betriebsmittel (veranschaulicht durch die Stäbchen)  zugreifen müssen, treten ähnlich Probleme auf. Und es lassen sich an diesem Beispiel drei wesentliche Probleme der Nebenläufigkeit veranschaulichen.

1. Problem der Verklemmung
Wir nehmen einmal an, alle Philosophen würden gleichzeitig Hunger bekommen und nach dem rechts von ihnen liegenden Stäbchen greifen. Natürlich können sie mit einem Stäbchen nicht essen. Sie warten also auf das zweite. Dieses können sie aber nicht bekommen, weil es ihr Nachbar in der Hand hat, der ebenfalls wartet. Natürlich legt kein Philosoph sein Stäbchen aus der Hand, ohne gegessen zu haben. Der Effekt ist, daß gar nichts mehr geht. Eine Verklemmung ist eingetreten.

2. Organisation des gegenseitigen Ausschlusses in kritischen Abschnitten
Um die oben beschriebene Verklemmung zu vermeiden könnte abgesprochen werden, daß immer nur beide Stäbchen auf einmal aufgenommen werden dürfen. Der Philosoph muß also zuerst nachschauen, ob auch beide Stäbchen auf dem Tisch liegen und nur wenn das der Fall ist, darf er sie aufnehmen. Was aber passiert, wenn ein anderer Philosoph genau zu dem Zeitpunkt, wo der hungrige Philosoph festgestellt hat, daß beide Stäbchen da sind und das erste in die Hand nimmt, das andere Stäbchen wegnimmt? Der Zeitabschnitt vom Blick "Ist das erste Stäbchen da?" bis zum Aufnehmen des zweiten Stäbchens ist ein sogenannter kritischer Abschnitt, in dem verhindert werden muß, daß ein anderer Philosoph am Status Quo etwas ändert.

3. Aushungern eines Prozesses
Das kann man in unserem Beispiel fast wörtlich nehmen. Wenn ein Philosoph vergißt nach dem Essen das Stäbchen wieder auf den Tisch zu legen, oder während des Essens einen so interessanten Gedanken hat, daß er über das Denken das Essen vergißt und deshalb die Stäbchen in der Hand behält, können seine Nachbarn nicht essen. Denkbar wäre auch, daß sich der linke und der rechte Nachbar eines Philosophen absprechen, so daß immer eines der beiden Stäbchen unterwegs ist. Auch dann müßte unser armer Philosoph verhungern. Also selbst wenn zu erwarten ist, daß die Bedeutung der Gedanken der Philosophen nicht gleich schwer wiegt, und der eine oder der andere Philosoph einen gewissen Vorrang eingeräumt bekommt, muß man ausschließen, daß es am Ende so weit kommt, daß einer der Philosophen ganz verhungert.

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