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1、精选优质文档-倾情为你奉上操作系统实验报告 实验名称：银行家算法 学院:计算机科学与技术学院班级学号:姓名指导教师:实验时间:2013.5.102013.6.1一、 实验目的：1.编写模拟系统进行资源调度的程序,一个是随机算法,即只要系统剩余资源能满足进程的当前要求,就立即将资源分配给进程,以观察死锁产生情况;一个是采用银行家算法有效的避免死锁的产生 .2模拟进程的资源分配算法,了解死锁的产生和避免的方法.3银行家算法是避免死锁的一种重要方法，通过编写一个简单的银行家算法程序，加深了解有关资源申请、避免死锁等概念，并体会和了解死锁和避免死锁的具体实施方法。二、 问题分析与设计：1、 算法思路：
2、1. 为了观察死锁产生和避免的情况,要求设计34个并发进程，共享系统的10个同类不可抢占的资源。各进程是动态进行资源的申请和释放。2. 用银行家算法设计一个资源分配程序，运行。观察系统运行的情况，并对系统运行的每一步情况进行显示。3. 初始化进程的最大资源请求和依次申请的资源序列，把进程已占用和需求的资源情况记录在进程控制块中，假定进程控制块的格式如图：进程名状态资源需求总量当前申请量已占资源量能执行完标志进程状态有，就绪，等待和完成。当系统不能满足进程的资源请求时，进程处于等待态。4. 先对用户提出的请求进行合法性检查，即检查请求是否大于需要的，是否大于可利用的。若请求合法，则进行预分配，对
3、分配后的状态调用安全性算法进行检查。若安全，则分配；若不安全，则拒绝申请，恢复到原来的状态，拒绝申请。2、 银行家算法步骤：当某个进程提出资源请求时，假定先分配给它，之后调用系统安全性检查算法，进行系统安全性检查。若系统安全，假分配变为真分配。否则作废假分配，让进程等待（1）如果Requestior =Need,则转向步骤(2)；否则，认为出错，因为它所需要的资源数已超过它所宣布的最大值。（2）如果Requestor=Available,则转向步骤（3）；否则，表示系统中尚无足够的资源，进程必须等待。（3）系统试探把要求的资源分配给进程Pi,并修改下面数据结构中的数值： Available=A
4、vailable-Requesti; Allocation=Allocation+Request;Need=Need-Request;(4)系统执行安全性算法，检查此次资源分配后，系统是否处于安全状态。 3、安全性算法步骤： （1）设置两个向量工作向量Work。它表示系统可提供进程继续运行所需要的各类资源数目，执行安全算法开始时，Work=Allocation;布尔向量Finish。它表示系统是否有足够的资源分配给进程，使之运行完成，开始时先做Finishi=false，当有足够资源分配给进程时，令Finishi=true。（2）从进程集合中找到一个能满足下述条件的进程：Finishi=fal
5、seNeedor=Work如找到，执行步骤（3）；否则，执行步骤（4）。（3）当进程P获得资源后，可顺利执行，直至完成，并释放出分配给它的资源，故应执行：Work=Work+Allocation;Finishi=true; 转向步骤（2）。（4）如果所有进程的Finishi=true,则表示系统处于安全状态；否则，系统处于不安全状态。4、流程图：银行家算法流程图：安全性算法流程图三、 程序执行结果：输入3类资源，5个作业；并对资源数量和作业需求量进行初设。四、 实验总结1 本次试验主要所采用的数据结构应是最基本的部分。银行家算法的数据结构我们采 用了一维数组与二维数组来存储，比如最大需求量Ma
6、x、已分配资源数Allocation、仍需求资源数Need、以及系统可利用的资源数、申请各类资源等数组。2 除此之外，在程序当中，我们也得强调一下对输入的合法性的判断。比如，我们输入的欲申请资源的进程号没有在系统已存在的进程当中，或者进程号定义为整型，但是却错输成字母等情况，我们需要对这些情况进行判断，让程序报错返回而并非因错误而中断。3. 多个进程同时运行时，系统根据各类系统资源的最大需求和各类系统的剩余资源为进程安排安全序列，使得系统能快速且安全地运行进程，不至发生死锁。银行家算法是避免死锁的主要方法，其思路在很多方面都非常值得我们来学习借鉴。附:实验代码：#include#include
7、#include#define False 0#define True 1int Max100100=0;/各进程所需各类资源的最大需求int Avaliable100=0;/系统可用资源char name100=0;/资源的名称int Allocation100100=0;/系统已分配资源int Need100100=0;/还需要资源int Request100=0;/请求资源向量int temp100=0;/存放安全序列int Work100=0;/存放系统可提供资源int p100=0;int q100100=0;int z100100=0;int M=100;/作业的最大数为100in
8、t N=100;/资源的最大数为100int gg=1;void showdata()/显示资源矩阵 int i,j; coutendl此时刻的资源分配情况为：endl; cout Max Allocation Need Avaliableendl; cout进程名 ; for(j=0;j4;j+) for(i=0;iN;i+) coutnamei ; cout ; coutendl; for(i=0;iM;i+) cout i ; for(j=0;jN;j+) coutMaxij ; cout ; for(j=0;jN;j+) coutAllocationij ; cout ; for(j=
9、0;jN;j+) coutNeedij ;if(i=0) cout ; for (j=0;jN;j+) coutAvaliablej ;/输出分配资源 coutendl; int changdata(int i)/进行资源分配 int j;for (j=0;jM;j+) /pj=Avaliablej; Avaliablej=Avaliablej-Requestj; /qij=Allocationij; Allocationij=Allocationij+Requestj; /zij=Needij; Needij=Needij-Requestj;return 1;int safe()/安全性算法
10、int i,d,k=0,m,h,s,apply,Finish100=0;int j;int flag=0;for(i=0;iN;i+)Worki=Avaliablei;coutendl 安全性检查 endl;cout Work Need Allocation Work+Allocation Finishendl;cout进程名 ;for(h=0;h4;h+) for(s=0;sN;s+) coutnames ; cout ; coutendl;for(i=0;iM;i+) apply=0; for(j=0;jN;j+) if (Finishi=False&Needij=Workj) apply
11、+; if(apply=N) cout i ; for(d=0;dN;d+) coutWorkd ; cout ;for(d=0;dN;d+)coutNeedid ; cout ;for(d=0;dN;d+)coutAllocationid ; cout ; for(m=0;mN;m+) Workm=Workm+Allocationim; coutWorkm ; /变分配数 Finishi=True; tempk=i;cout ; couttrue ; coutendl;i=-1; k+; flag+; for(i=0;iM;i+) if(Finishi=False) for(j=0;jN;j
12、+)Avaliablej=Avaliablej+Requestj; Allocationij=Allocationij-Requestj; Needij=Needij+Requestj; coutendl系统进入不安全状态！此时系统不分配资源！endl;/不成功系统不安全 return 0; coutendl此时系统是安全的!endl;/如果安全，输出成功 cout安全序列为:;for(i=0;iM;i+)/输出运行进程数组 couttempi; if(iM-1) cout; coutendl; return 0;void share()/利用银行家算法对申请资源对进行判定char ch;in
13、t i=0,j=0;ch=y;coutendl请输入要求分配的资源进程号(0-M-1i;/输入须申请的资源号coutendl请输入进程 i 申请的资源:endl;for(j=0;jN;j+) coutnamejRequestj;/输入需要申请的资源 for (j=0;jNeedij)/判断申请是否大于需求，若大于则出错 coutendl进程 i申请的资源大于它需要的资源; cout 分配不合理，不予分配！Avaliablej)/判断申请是否大于当前资源，若大于则 /出错 coutendl进程i申请的资源大于系统现在可利用的资源; cout 分配出错，不予分配!endl; ch=n; break
14、; if(ch=y) changdata(i);/根据进程需求量变换资源 showdata();/根据进程需求量显示变换后的资源 safe();/根据进程需求量进行银行家算法判断 int main()/主函数 int t=1,i,j,number,choice1,m1,n1,flag;char ming;cout*银行家算法*endl;coutendln1;NN=n1;for(i=0;in1;i+) cout资源i+1ming; namei=ming; coutnumber; Avaliablei=number;coutendl;coutm1;MM=m1;coutendl请输入各进程的最大需求
15、量(m1*n1矩阵)Max:endl;for(i=0;im1;i+) for(j=0;jMaxij;do flag=0; coutendl请输入各进程已经申请的资源量(m1*n1矩阵)Allocation:endl; for(i=0;im1;i+) for(j=0;jAllocationij; if(AllocationijMaxij) flag=1; Needij=Maxij-Allocationij; if(flag) coutendl申请的资源大于最大需求量，请重新输入!nendl;while(flag); showdata();/显示各种资源 safe();/用银行家算法判定系统是否安全while(1)if(t=1)coutendl 利用银行家算法预分配资源 endl;share();t=0;else break;coutendlt;coutendl; return 1; 专心-专注-专业