編程模擬銀行家算法

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)報(bào)告閩江學(xué)院  計(jì)算機(jī)學(xué)院 08 級(jí) 網(wǎng)絡(luò) 專業(yè)題目 編程模擬銀行家算法 學(xué)生 大熊 學(xué)號(hào) 56 指導(dǎo)教師 徐向英 2010年 7 月 2 日設(shè)計(jì)題目：編程序模擬銀行家算法設(shè)計(jì)目的1、 銀行家算法是避免死鎖的一種重要方法，本實(shí)驗(yàn)要求用級(jí)語(yǔ)言編寫和調(diào)試一個(gè)簡(jiǎn)單的銀行家算法程序。加深了解有關(guān)資源申請(qǐng)、避免死鎖等概念，并體會(huì)和了解死鎖和避免死鎖的具體實(shí)施方法。2、提高學(xué)生的程序設(shè)計(jì)能力、 提高算法設(shè)計(jì)質(zhì)量與程序設(shè)計(jì)素質(zhì) ；設(shè)計(jì)任務(wù) 一、要求1復(fù)習(xí)銀行家算法，設(shè)計(jì)一個(gè)具有若干（不少于3種）資源和若干（不少于5個(gè)）進(jìn)程的系統(tǒng)。2定義系統(tǒng)的初始狀態(tài)，即進(jìn)

2、程獲得的資源數(shù)，還需要的資源數(shù)以及系統(tǒng)可用的資源數(shù)。3以用戶輸入的方式提出資源請(qǐng)求，并用銀行家算法避免可能發(fā)生的死鎖，若系統(tǒng)安全，允許用戶繼續(xù)申請(qǐng)資源。4設(shè)計(jì)的系統(tǒng)要求結(jié)構(gòu)清晰，與用戶的交互界面友好，能動(dòng)態(tài)地實(shí)現(xiàn)資源的申請(qǐng)和分配。二、思想將一定數(shù)量的資金供多個(gè)用戶周轉(zhuǎn)使用，當(dāng)用戶對(duì)資金的最大申請(qǐng)量不超過現(xiàn)存資金時(shí)可接納一個(gè)新客戶，客戶可以分期借款，但借款總數(shù)不能超過最大的申請(qǐng)量。銀行家對(duì)客戶的借款可以推遲支付，但是能夠使客戶在有限的時(shí)間內(nèi)得到借款，客戶得到所有的借款后能在有限的時(shí)間內(nèi)歸還。用銀行家算法分配資源時(shí)，測(cè)試進(jìn)程對(duì)資源的最大需求量，若現(xiàn)存資源能滿足最大需求就滿足當(dāng)前進(jìn)程的申請(qǐng)，否則推遲

3、分配，這樣能夠保證至少有一個(gè)進(jìn)程可以得到所需的全部資源而執(zhí)行到結(jié)束，然后歸還資源，若OS能保證所有進(jìn)程在有限的時(shí)間內(nèi)得到所需資源則稱系統(tǒng)處于安全狀態(tài)。 設(shè)計(jì)思路和過程1. 概要設(shè)計(jì)1.1 程序流程圖 1.2 設(shè)計(jì)原理及方法銀行家算法的設(shè)計(jì)思想是：當(dāng)用戶申請(qǐng)一組資源時(shí)，系統(tǒng)必須做出判斷；如果把這些資源分出去，系統(tǒng)是否還處于安全裝他。若是，就可以分出這些資源；否則，該申請(qǐng)暫不能滿足。實(shí)現(xiàn)銀行家算法要有若干數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它們用來(lái)表示資源分配系統(tǒng)的狀態(tài)。令n表示系統(tǒng)中進(jìn)程的數(shù)目，m表示資源的分類數(shù)。還需要以下數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：1. Available是一個(gè)長(zhǎng)度為m的向量，它表示每類資源可用的數(shù)

4、量。Available j=k，表示rj類資源可用的數(shù)量為k。2.Max是一個(gè)n×m矩陣，它表示每個(gè)進(jìn)程對(duì)資源的最大需求。Max i，j=k，表示進(jìn)程pi至多可以申請(qǐng)k個(gè)rj類資源單位。3. Allocation是一個(gè)n×m矩陣，它表示當(dāng)前分給每個(gè)進(jìn)程的資源數(shù)目。Allocation i，j=k，表示進(jìn)程pi當(dāng)前分到k個(gè)rj類資源。4. Need是一個(gè)n×m矩陣，它表示每個(gè)進(jìn)程還缺少多少資源。Needi，j=k，表示進(jìn)程pi尚需k個(gè)rj類資源才能完成其任務(wù)。顯然Needi，j= Max i，j- Allocation i，j。這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的大小和數(shù)值隨時(shí)間推移而改

5、變。系統(tǒng)所執(zhí)行的安全性算法描述如下：1.設(shè)置2個(gè)向量：工作向量Work：它表示系統(tǒng)可提供給進(jìn)程繼續(xù)運(yùn)行所需的各類資源數(shù)目，它含有m個(gè)元素，在執(zhí)行安全算法開始時(shí)，Work = Available。 Finishi ：它表示系統(tǒng)是否有足夠的資源分配給進(jìn)程，使之完成運(yùn)行。開始時(shí)先做Finishi=true。2.從進(jìn)程集合中找到一個(gè)滿足下述條件的進(jìn)程：Finishi=flase；Needi,jWorkj；若找到，則執(zhí)行步驟3，否則，執(zhí)行步驟4。3.當(dāng)進(jìn)程pi獲得資源后，可順利執(zhí)行，直至完成，并釋放分配給它的資源。4.如果所有進(jìn)程的Finishi=true都滿足。則表示系統(tǒng)處于安全狀態(tài)；否則，系統(tǒng)處于不

6、安全狀態(tài)。 2. 詳細(xì)設(shè)計(jì)2.1 程序源代碼#include<iostream>#include<string>#include<stdio>using namespace std;#define False 0#define True 1int Max100100=0;/各進(jìn)程所需各類資源的最大需求int Avaliable100=0;/系統(tǒng)可用資源char name100=0;/資源的名稱int Allocation100100=0;/系統(tǒng)已分配資源int Need100100=0;/還需要資源int Request100=0;/請(qǐng)求資源向量i

7、nt temp100=0;/存放安全序列int Work100=0;/存放系統(tǒng)可提供資源int M=100;/作業(yè)的最大數(shù)為100int N=100;/資源的最大數(shù)為100void showdata()/顯示資源矩陣 int i,j; cout<<"系統(tǒng)目前可用的資源Avaliable:"<<endl; for(i=0;i<N;i+) cout<<namei<<" " cout<<endl; for (j=0;j<N;j+) cout<<Avaliablej<<

8、;" "/輸出分配資源 cout<<endl; cout<<" Max Allocation Need"<<endl; cout<<"進(jìn)程名 " for(j=0;j<3;j+) for(i=0;i<N;i+) cout<<namei<<" " cout<<" " cout<<endl; for(i=0;i<M;i+) cout<<" "<<

9、i<<" " for(j=0;j<N;j+) cout<<Maxij<<" " cout<<" " for(j=0;j<N;j+) cout<<Allocationij<<" " cout<<" " for(j=0;j<N;j+) cout<<Needij<<" " cout<<endl; int changdata(int i)/進(jìn)行資源

10、分配 int j;for (j=0;j<M;j+) Avaliablej=Avaliablej-Requestj; Allocationij=Allocationij+Requestj; Needij=Needij-Requestj;return 1;int safe()/安全性算法int i,k=0,m,apply,Finish100=0;int j;int flag=0;Work0=Avaliable0;Work1=Avaliable1;Work2=Avaliable2;for(i=0;i<M;i+) apply=0; for(j=0;j<N;j+) if (Finish

11、i=False&&Needij<=Workj) apply+; if(apply=N) for(m=0;m<N;m+) Workm=Workm+Allocationim;/變分配數(shù) Finishi=True; tempk=i; i=-1; k+; flag+; for(i=0;i<M;i+) if(Finishi=False) cout<<"系統(tǒng)不安全"<<endl;/不成功系統(tǒng)不安全 return -1; cout<<"系統(tǒng)是安全的!"<<endl;/如果安全，輸出成功

12、cout<<"分配的序列:"for(i=0;i<M;i+)/輸出運(yùn)行進(jìn)程數(shù)組 cout<<tempi; if(i<M-1) cout<<"->" cout<<endl; return 0;void share()/利用銀行家算法對(duì)申請(qǐng)資源對(duì)進(jìn)行判定char ch;int i=0,j=0;ch='y'cout<<"請(qǐng)輸入要求分配的資源進(jìn)程號(hào)(0-"<<M-1<<"):" cin>>i;/輸

13、入須申請(qǐng)的資源號(hào)cout<<"請(qǐng)輸入進(jìn)程 "<<i<<" 申請(qǐng)的資源:"<<endl;for(j=0;j<N;j+) cout<<namej<<":" cin>>Requestj;/輸入需要申請(qǐng)的資源 for (j=0;j<N;j+) if(Requestj>Needij)/判斷申請(qǐng)是否大于需求，若大于則出錯(cuò) cout<<"進(jìn)程 "<<i<<"申請(qǐng)的資源大于它需要的資源

14、" cout<<" 分配不合理，不予分配！"<<endl; ch='n' break; else if(Requestj>Avaliablej)/判斷申請(qǐng)是否大于當(dāng)前資源，若大于則 /出錯(cuò) cout<<"進(jìn)程"<<i<<"申請(qǐng)的資源大于系統(tǒng)現(xiàn)在可利用的資源" cout<<" 分配出錯(cuò)，不予分配!"<<endl; ch='n' break; if(ch='y') chan

15、gdata(i);/根據(jù)進(jìn)程需求量變換資源 showdata();/根據(jù)進(jìn)程需求量顯示變換后的資源 safe();/根據(jù)進(jìn)程需求量進(jìn)行銀行家算法判斷 void addresources()/添加資源 int n,flag;cout<<"請(qǐng)輸入需要添加資源種類的數(shù)量:"cin>>n;flag=N;N=N+n;for(int i=0;i<n;i+) cout<<"名稱:" cin>>nameflag; cout<<"數(shù)量:" cin>>Avaliableflag

16、+;showdata();safe();void changeresources()/修改資源函數(shù)cout<<"系統(tǒng)目前可用的資源Avaliable:"<<endl; for(int i=0;i<N;i+) cout<<namei<<":"<<Avaliablei<<endl;cout<<"輸入系統(tǒng)可用資源Avaliable:"<<endl;cin>>Avaliable0>>Avaliable1>>

17、Avaliable2;cout<<"經(jīng)修改后的系統(tǒng)可用資源為"<<endl;for (int k=0;k<N;k+) cout<<namek<<":"<<Avaliablek<<endl;showdata();safe();void delresources()/刪除資源char ming;int i,flag=1;cout<<"請(qǐng)輸入需要?jiǎng)h除的資源名稱："do cin>>ming;for(i=0;i<N;i+) if(ming

18、=namei) flag=0; break; if(i=N) cout<<"該資源名稱不存在，請(qǐng)重新輸入："while(flag);for(int j=i;j<N-1;j+) namej=namej+1; Avaliablej=Avaliablej+1; N=N-1;showdata();safe();void addprocess()/添加作業(yè) int flag=M;M=M+1;cout<<"請(qǐng)輸入該作業(yè)的最大需求量Max"<<endl;for(int i=0;i<N;i+) cout<<na

19、mei<<":" cin>>Maxflagi; Needflagi=Maxflagi-Allocationflagi;showdata();safe();int main()/主函數(shù) int i,j,number,choice,m,n,flag;char ming;cout<<"*資源管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)*"<<endl;cout<<"請(qǐng)首先輸入系統(tǒng)可供資源種類的數(shù)量:"cin>>n;N=n;for(i=0;i<n;i+) cout<<"

20、;資源"<<i+1<<"的名稱:" cin>>ming; namei=ming; cout<<"資源的數(shù)量:" cin>>number; Avaliablei=number;cout<<endl;cout<<"請(qǐng)輸入作業(yè)的數(shù)量:"cin>>m;M=m;cout<<"請(qǐng)輸入各進(jìn)程的最大需求量("<<m<<"*"<<n<<"矩

21、陣)Max:"<<endl;for(i=0;i<m;i+) for(j=0;j<n;j+) cin>>Maxij;do flag=0; cout<<"請(qǐng)輸入各進(jìn)程已經(jīng)申請(qǐng)的資源量("<<m<<"*"<<n<<"矩陣)Allocation:"<<endl; for(i=0;i<m;i+) for(j=0;j<n;j+) cin>>Allocationij; if(Allocationij>M

22、axij) flag=1; Needij=Maxij-Allocationij; if(flag) cout<<"申請(qǐng)的資源大于最大需求量，請(qǐng)重新輸入!n"while(flag); showdata();/顯示各種資源 safe();/用銀行家算法判定系統(tǒng)是否安全 while(choice) cout<<"*銀行家算法演示*"<<endl; cout<<" 1:增加資源 "<<endl; cout<<" 2:刪除資源 "<<endl; cout<<" 3:修改資源 "<<endl; cout<<" 4:分配資源 "<<endl; cout&l