銀行家算法實驗報告

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上設計題目銀行家算法的實現(xiàn)設計形式 獨立完成 設計目的1加深了解有關資源申請、避免死鎖等概念。2體會和了解死鎖和避免死鎖的具體實施方法。設計預備知識1死鎖的相關知識。 2銀行家算法。3系統(tǒng)安全性檢查。設計內容1設計進程對各類資源最大申請表示及初值的確定。2設定系統(tǒng)提供資源的初始狀況。 3設定每次某個進程對各類資源的申請表示。4編制程序，依據銀行家算法，決定其資源申請是否得到滿足。5顯示資源申請和分配時的變化情況。小組成員分工無銀行家算法分析、設計與實現(xiàn)一、 設計理論描述本設計的目的是通過編寫和調試一個系統(tǒng)動態(tài)分配資源的簡單模擬程序，觀察死鎖產生的條件，并采用適當的算法，

2、有效地防止和避免死鎖地發(fā)生。要求如下：（1） 模擬一個銀行家算法；（2） 初始化時讓系統(tǒng)擁有一定的資源；（3） 用鍵盤輸入的方式申請資源；（4） 如果預分配后，系統(tǒng)處于安全狀態(tài)，則修改系統(tǒng)的資源分配情況；（5） 如果預分配后，系統(tǒng)處于不安全狀態(tài)，則提示不能滿足請求，設計的主要內容是模擬實現(xiàn)動態(tài)資源分配。同時編寫和調試一個系統(tǒng)動態(tài)資源的簡單模擬程序，觀察死鎖產生的條件，并使用適當的算法，有效的防止和避免死鎖的發(fā)生。銀行家算法. 顧名思義是來源于銀行的借貸業(yè)務，一定數量的本金要應多個客戶的借貸周轉，為了防止銀行加資金無法周轉而倒閉，對每一筆貸款，必

3、須考察其是否能限期歸還。在操作系統(tǒng)中研究資源分配策略時也有類似問題，系統(tǒng)中有限的資源要供多個進程使用，必須保證得到的資源的進程能在有限的時間內歸還資源，以供其他進程使用資源。如果資源分配不得到就會發(fā)生進程循環(huán)等待資源，則進程都無法繼續(xù)執(zhí)行下去的死鎖現(xiàn)象。把一個進程需要和已占有資源的情況記錄在進程控制中，假定進程控制塊PCB其中“狀態(tài)”有就緒態(tài)、等待態(tài)和完成態(tài)。當進程在處于等待態(tài)時，表示系統(tǒng)不能滿足該進程當前的資源申請?！百Y源需求總量”表示進程在整個執(zhí)行過程中總共要申請的資源量。顯然，每個進程的資源需求總量不能超過系統(tǒng)擁有的資源總數, 銀行算法進行資源分配可以避免死鎖.二、算法描述及數據結構模型

4、 1.銀行家算法: 設進程i提出請求Requestn，則銀行家算法按如下規(guī)則進行判斷。 (1)如果Requestn>Needi，n，則報錯返回。 (2)如果Requestn>Available，則進程i進入等待資源狀態(tài)，返回。 (3)假設進程i的申請已獲批準，于是修改系統(tǒng)狀態(tài)： Available=Available-Request Allocation=Allocation+Request Need=Need-Request(4)系統(tǒng)執(zhí)行安全性檢查，如安全，則分配成立；否則試探險性分配作廢，系統(tǒng)恢復原狀，進程等待。 2.安全性檢查 (1)設置兩個工作向量Work=Availabl

5、e；FinishM=False(2)從進程集合中找到一個滿足下述條件的進程， Finish i=False Need<=Work 如找到，執(zhí)行(3)；否則，執(zhí)行(4) (3)設進程獲得資源，可順利執(zhí)行，直至完成，從而釋放資源。 Work=Work+Allocation Finish=True GO TO 2 (4)如所有的進程FinishM=true，則表示安全；否則系統(tǒng)不安全。 3.數據結構#define False 0#define True 1int Max100100=0;/各進程所需各類資源的最大需求int Avaliable100=0;/系統(tǒng)可用資源char name100=

6、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;/請求資源向量int 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)的最大數為100int N=100;/資源的最大數為100void showdata()/顯示資源矩陣三、源代碼#include<iostream.h>#include<string.h>#include<stdio.h>#define False 0#define True

7、 1int Max100100=0;/各進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;/請求資源向量int 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)的最大數為100int N=100;/資源的最大數為100void showdata()/顯示資源矩陣 int i,j; cout<<"系統(tǒng)目前可

8、用的資源Avaliable:"<<endl; for(i=0;i<N;i+) cout<<namei<<" " cout<<endl; for (j=0;j<N;j+) cout<<Avaliablej<<" "/輸出分配資源 cout<<endl; cout<<" Max Allocation Need"<<endl; cout<<"進程名 " for(j=0;j<3

9、;j+) for(i=0;i<N;i+) cout<<namei<<" " cout<<" " cout<<endl; for(i=0;i<M;i+) cout<<" "<<i<<" " for(j=0;j<N;j+) cout<<Maxij<<" " cout<<" " for(j=0;j<N;j+) cout<<All

10、ocationij<<" " cout<<" " for(j=0;j<N;j+) cout<<Needij<<" " cout<<endl; int changdata(int i)/進行資源分配 int j;for (j=0;j<M;j+) Avaliablej=Avaliablej-Requestj; Allocationij=Allocationij+Requestj; Needij=Needij-Requestj;return 1;int safe()/安

11、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 (Finishi=False&&Needij<=Workj) apply+; if(apply=N) for(m=0;m<N;m+) Workm=Workm+Allocationim;/變分配數 Finishi=True; tempk=i; i=-1; k+; fla

12、g+; 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 cout<<"分配的序列:"for(i=0;i<M;i+)/輸出運行進程數組 cout<<tempi; if(i<M-1) cout<<"->" cout<<endl; ret

13、urn 0;void share()/利用銀行家算法對申請資源對進行判定char ch;int i=0,j=0;ch='y'cout<<"請輸入要求分配的資源進程號(0-"<<M-1<<"):" cin>>i;/輸入須申請的資源號cout<<"請輸入進程 "<<i<<" 申請的資源:"<<endl;for(j=0;j<N;j+) cout<<namej<<":&qu

14、ot; cin>>Requestj;/輸入需要申請的資源 for (j=0;j<N;j+) if(Requestj>Needij)/判斷申請是否大于需求，若大于則出錯 cout<<"進程 "<<i<<"申請的資源大于它需要的資源" cout<<" 分配不合理，不予分配！"<<endl; ch='n' break; else if(Requestj>Avaliablej)/判斷申請是否大于當前資源，若大于則 /出錯 cout<

15、<"進程"<<i<<"申請的資源大于系統(tǒng)現(xiàn)在可利用的資源" cout<<" 分配出錯，不予分配!"<<endl; ch='n' break; if(ch='y') changdata(i);/根據進程需求量變換資源 showdata();/根據進程需求量顯示變換后的資源 safe();/根據進程需求量進行銀行家算法判斷 void addresources()/添加資源 int n,flag;cout<<"請輸入需要添加資源種類的

16、數量:"cin>>n;flag=N;N=N+n;for(int i=0;i<n;i+) cout<<"名稱:" cin>>nameflag; cout<<"數量:" cin>>Avaliableflag+;showdata();safe();void delresources()/刪除資源char ming;int i,flag=1;cout<<"請輸入需要刪除的資源名稱："do cin>>ming;for(i=0;i<N;i+)

17、 if(ming=namei) flag=0; break; if(i=N) cout<<"該資源名稱不存在，請重新輸入："while(flag);for(int j=i;j<N-1;j+) namej=namej+1; Avaliablej=Avaliablej+1; N=N-1;showdata();safe();void changeresources()/修改資源函數cout<<"系統(tǒng)目前可用的資源Avaliable:"<<endl; for(int i=0;i<N;i+) cout<<

18、namei<<":"<<Avaliablei<<endl;cout<<"輸入系統(tǒng)可用資源Avaliable:"<<endl;cin>>Avaliable0>>Avaliable1>>Avaliable2;cout<<"經修改后的系統(tǒng)可用資源為"<<endl;for (int k=0;k<N;k+) cout<<namek<<":"<<Avaliablek&

19、lt;<endl;showdata();safe();void addprocess()/添加作業(yè) int flag=M;M=M+1;cout<<"請輸入該作業(yè)的最打需求量Max"<<endl;for(int i=0;i<N;i+) cout<<namei<<":" cin>>Maxflagi; Needflagi=Maxflagi-Allocationflagi;showdata();safe();int main()/主函數 int i,j,number,choice,m,n,f

20、lag;char ming;cout<<"*單處理機系統(tǒng)進程調度實現(xiàn)*"<<endl;cout<<"請首先輸入系統(tǒng)可供資源種類的數量:"cin>>n;N=n;for(i=0;i<n;i+) cout<<"資源"<<i+1<<"的名稱:" cin>>ming; namei=ming; cout<<"資源的數量:" cin>>number; Avaliablei=number

21、;cout<<endl;cout<<"請輸入作業(yè)的數量:"cin>>m;M=m;cout<<"請輸入各進程的最大需求量("<<m<<"*"<<n<<"矩陣)Max:"<<endl;for(i=0;i<m;i+) for(j=0;j<n;j+) cin>>Maxij;do flag=0; cout<<"請輸入各進程已經申請的資源量("<<m&l

22、t;<"*"<<n<<"矩陣)Allocation:"<<endl; for(i=0;i<m;i+) for(j=0;j<n;j+) cin>>Allocationij; if(Allocationij>Maxij) flag=1; Needij=Maxij-Allocationij; if(flag) cout<<"申請的資源大于最大需求量，請重新輸入!n"while(flag); showdata();/顯示各種資源 safe();/用銀行家算法判

23、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<<" 5:增加作業(yè) "<<endl; c

24、out<<" 0:離開 "<<endl; cout<<"*"<<endl; cout<<"請選擇功能號：" cin>>choice; switch(choice) case 1: addresources();break; case 2: delresources();break; case 3: changeresources();break; case 4: share();break; case 5: addprocess();break; case 0:

25、choice=0;break; default: cout<<"請正確選擇功能號(0-5)!"<<endl;break; return 1;四、程序運行結果及分析 T0 時刻的資源分配表(各種資源的數量分別為：10、5、7) 資源情況進程MaxA B CAllocationA B CNeedA B CAvailableA B CP07 5 30 1 07 4 33 3 2P13 2 22 0 01 2 2P29 0 23 0 26 0 0P32 2 22 1 10 1 1P44 3 30 0 24 3 1 運行結果 五、課程設計心得與體會銀行家算法是避免死鎖的一種重要方法，通過編寫一個簡單的銀行家算法程序，加深了解有關資源申請、避免死鎖等概念，并體會和了解死鎖和避免死鎖的具體實施方法。死鎖的產生，必須同時滿足四個條件，即一個資源每次只能由一個進程；第二個為等待條件，即一個進程請求資源不能滿足時，它必須等待，但它仍繼續(xù)保持已得到的所有其他資源；第三個為非剝奪條件，即在出現(xiàn)死鎖的系統(tǒng)中一定有不可剝奪使用的資源；第四個為循環(huán)等待條件，系統(tǒng)中存在若干個循環(huán)等待的進程，即其中每一個進程分別等待它