操作系統(tǒng)試驗四

1、實驗四 銀行家算法 （一）教學(xué)要求 掌握處理死鎖的方法，掌握銀行家算法的實現(xiàn) （二）知識點提示 死鎖的概念，死鎖產(chǎn)生的原因和條件，處理死鎖的方法， 銀行家算法， 安全狀態(tài)和不安 全狀態(tài)，安全性算法 （三）教學(xué)內(nèi)容 銀行家算法的模擬實現(xiàn) 實驗步驟 : （1）定義數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) : allocation; / 分配矩陣 available; / 可用資源向量 need;/需求矩陣 request; / 資源請求向量 （ 2）定義函數(shù)： void bank_arithmetic（int i, int request）/銀行家算法 void isSafe（ ）;/安全性算法 主函數(shù)中對可用資源向量，分配矩陣

2、和需求矩陣進(jìn)行初始化（輸入數(shù)據(jù)參照課本 P113 的例題），輸入請求資源的進(jìn)程編號以及請求的資源向量，通過調(diào)用銀行家算法判斷是否可 以把資源分配給請求資源的進(jìn)程。 （3）銀行家算法的執(zhí)行步驟： 設(shè) Requesti 是進(jìn)程 Pi 的請求向量。若 Requestij=k ，表示進(jìn)程 Pi 需要 k 個 j 類資源。當(dāng) Pi 發(fā)出資源請求后，系統(tǒng)按下述步驟進(jìn)行檢查： 若 Requesti Neeid ，則轉(zhuǎn)；否則，認(rèn)為出錯。因為它所需要的資源數(shù)已超過它所宣布 的最大值。 若 Requesti Available，則轉(zhuǎn)；否則，表示系統(tǒng)中尚無足夠的資源，Pi 必須等待。 系統(tǒng)試探把要求的資源分配給進(jìn)程

3、 Pi ，并修改下面數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的數(shù)值。 Available=Available Requesti Allocation i = Allocation i + Requesti Needi = Needi Requesti 系統(tǒng)執(zhí)行安全性算法， 檢測此次資源分配后，系統(tǒng)是否處于安全狀態(tài)。若安全， 才正式將 資源分給進(jìn)程 Pi；否則，將試探分配作廢，恢復(fù)資源狀態(tài)，讓Pi 等待。 （4）安全性算法的執(zhí)行步驟： 設(shè)置兩個向量 work 和 finish 工作向量 work ，它表示系統(tǒng)可提供給進(jìn)程繼續(xù)運行的各類資源數(shù)，含有 m 個元素，其初 始值為： workj=availablej 。 完成向量 f

4、inish ，它表示系統(tǒng)是否有足夠資源使進(jìn)程推進(jìn)完成，開始執(zhí)行安全性算法時， Finishi=false; 當(dāng)有足夠資源分配給進(jìn)程 Pi， Pi 推進(jìn)完成時，令 Finishi=true 。 從進(jìn)程集合中找到一個進(jìn)程，其滿足： Finishi=false Needi,j Workj 如找到則執(zhí)行步驟 ，找不到則執(zhí)行步驟。 當(dāng)進(jìn)程 Pi 獲得資源后，便可以向前推進(jìn)，直至完 成，并釋放出分配給它的全部資源， 故應(yīng)執(zhí)行： Workj=Workj+Allocationi,j; Finishi=true; 執(zhí)行步驟。 若所有進(jìn)程的 Finish 都為 true ，則系統(tǒng)為安全狀態(tài)；否則，系統(tǒng)為不安全狀態(tài)

5、。 實驗程序： #include #define M 3 #define N 5 int available=3,3,2; int allocationNM=0,1,0,2,0,0,3,0,2,2,1,1,0,0,2; int needNM=7,4,3,1,2,2,6,0,0,0,1,1,4,3,1; void banker_arithmetic(int i,int request) int isSafe(); int j,k,l; printf(進(jìn)程 P%d 請求資源，資源請求向量為 : n,i); for(j=0;jM;j+) printf(%d ,requestj); printf(n)

6、; j=0; while(j M) if(requestj=needij) j+; else break; if(j=M) k=0; while(k M) if(requestk=needik) k+; else break; if(k=M) for(l=0;lM;l+) availablel=availablel-requestl; allocationil=allocationil+requestl; needil=needil-requestl; if(isSafe() printf( 分配是安全的，可以把資源分配給 p%dn,i); else printf( 分配是不安全的，不能把資源

7、分配給 P%dn,i); for(l=0;lM;l+) availablel=availablel+requestl; allocationil=allocationil-requestl; needil=needil+requestl; printf(Allocation:); for(j=0;jN;j+) for(k=0;kM;k+) printf(%d ,allocationjk); printf(n); printf(Need:); for(j=0;jN;j+) for(k=0;kM;k+) printf(%d ,needjk); printf(n); printf(Available

8、:n); for(j=0;jM;j+) printf(%d ,availablej); printf(n); i+; int isSafe() int workM; int i,j,k,l=0,a=0; int finish=0,0,0,0,0; for(i=0;iM;i+) worki=availablei; while(lN|a N) i=0; while(iN) if(finishi=0) j=0; while(jM) if(needij=workj) j+; else break; if(j=M) printf(P%d ,i); for(k=0;kM;k+) workk=workk+a

9、llocationik; printf(n); finishi=1; l+; i+; a+; for(i=0;iN;i+) if(finishi=0) return 0; return 1; int main() int i=1; int request=1,0,2; banker_arithmetic(i,request); return 0; 實驗結(jié)果： 進(jìn)程 p1 請求資源，資源請求向量為： 1 0 2 p1 p3 p4 p0 p2 分配是安全的，可以把資源分配給 p1 Allocation:0 1 0 3 0 2 2 1 1 0 0 2 Need:7 4 3 0 2 0 6 0 0 0 1 1 4 3 1 Available: 2 3 0 Press any key to continue. （四）思考題 1、死鎖產(chǎn)生的原因是什么？ 死鎖產(chǎn)生的原因有競爭不可搶占型資源引起死鎖 競爭可消耗資源引起死鎖 進(jìn)程推進(jìn)順序 不當(dāng)引發(fā)死鎖 2、處理死鎖的方法有哪些？ 預(yù)防死鎖： 通過設(shè)置某些限制條件，去破壞產(chǎn)生死鎖的四個必要條件中的一個或幾個。