銀行家算法實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上設(shè)計(jì)題目銀行家算法的實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)形式 獨(dú)立完成 設(shè)計(jì)目的1加深了解有關(guān)資源申請(qǐng)、避免死鎖等概念。2體會(huì)和了解死鎖和避免死鎖的具體實(shí)施方法。設(shè)計(jì)預(yù)備知識(shí)1死鎖的相關(guān)知識(shí)。 2銀行家算法。3系統(tǒng)安全性檢查。設(shè)計(jì)內(nèi)容1設(shè)計(jì)進(jìn)程對(duì)各類(lèi)資源最大申請(qǐng)表示及初值的確定。2設(shè)定系統(tǒng)提供資源的初始狀況。 3設(shè)定每次某個(gè)進(jìn)程對(duì)各類(lèi)資源的申請(qǐng)表示。4編制程序，依據(jù)銀行家算法，決定其資源申請(qǐng)是否得到滿(mǎn)足。5顯示資源申請(qǐng)和分配時(shí)的變化情況。小組成員分工無(wú)銀行家算法分析、設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)一、 設(shè)計(jì)理論描述本設(shè)計(jì)的目的是通過(guò)編寫(xiě)和調(diào)試一個(gè)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)分配資源的簡(jiǎn)單模擬程序，觀察死鎖產(chǎn)生的條件，并采用適當(dāng)?shù)乃惴ǎ?/p>

2、有效地防止和避免死鎖地發(fā)生。要求如下：（1） 模擬一個(gè)銀行家算法；（2） 初始化時(shí)讓系統(tǒng)擁有一定的資源；（3） 用鍵盤(pán)輸入的方式申請(qǐng)資源；（4） 如果預(yù)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(yù)分配后，系統(tǒng)處于不安全狀態(tài)，則提示不能滿(mǎn)足請(qǐng)求，設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是模擬實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)資源分配。同時(shí)編寫(xiě)和調(diào)試一個(gè)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)資源的簡(jiǎn)單模擬程序，觀察死鎖產(chǎn)生的條件，并使用適當(dāng)?shù)乃惴ǎ行У姆乐购捅苊馑梨i的發(fā)生。銀行家算法. 顧名思義是來(lái)源于銀行的借貸業(yè)務(wù)，一定數(shù)量的本金要應(yīng)多個(gè)客戶(hù)的借貸周轉(zhuǎn)，為了防止銀行加資金無(wú)法周轉(zhuǎn)而倒閉，對(duì)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(shí)也有類(lèi)似問(wèn)題，系統(tǒng)中有限的資源要供多個(gè)進(jìn)程使用，必須保證得到的資源的進(jìn)程能在有限的時(shí)間內(nèi)歸還資源，以供其他進(jìn)程使用資源。如果資源分配不得到就會(huì)發(fā)生進(jìn)程循環(huán)等待資源，則進(jìn)程都無(wú)法繼續(xù)執(zhí)行下去的死鎖現(xiàn)象。把一個(gè)進(jìn)程需要和已占有資源的情況記錄在進(jìn)程控制中，假定進(jìn)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(dāng)進(jìn)程在處于等待態(tài)時(shí)，表示系統(tǒng)不能滿(mǎn)足該進(jìn)程當(dāng)前的資源申請(qǐng)。“資源需求總量”表示進(jìn)程在整個(gè)執(zhí)行過(guò)程中總共要申請(qǐng)的資源量。顯然，每個(gè)進(jìn)程的資源需求總量不能超過(guò)系統(tǒng)擁有的資源總數(shù), 銀行算法進(jìn)行資源分配可以避免死鎖.二、算法描述及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)模型

4、 1.銀行家算法: 設(shè)進(jìn)程i提出請(qǐng)求Requestn，則銀行家算法按如下規(guī)則進(jìn)行判斷。 (1)如果Requestn>Needi，n，則報(bào)錯(cuò)返回。 (2)如果Requestn>Available，則進(jìn)程i進(jìn)入等待資源狀態(tài)，返回。 (3)假設(shè)進(jìn)程i的申請(qǐng)已獲批準(zhǔn)，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(xiǎn)性分配作廢，系統(tǒng)恢復(fù)原狀，進(jìn)程等待。 2.安全性檢查 (1)設(shè)置兩個(gè)工作向量Work=Availabl

5、e；FinishM=False(2)從進(jìn)程集合中找到一個(gè)滿(mǎn)足下述條件的進(jìn)程， Finish i=False Need<=Work 如找到，執(zhí)行(3)；否則，執(zhí)行(4) (3)設(shè)進(jìn)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(jìn)程FinishM=true，則表示安全；否則系統(tǒng)不安全。 3.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)#define False 0#define True 1int Max100100=0;/各進(jìn)程所需各類(lèi)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(chēng)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(shù)為100int N=100;/資源的最大數(shù)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(jìn)程所需各類(lèi)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(chēng)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(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

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(jìn)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(jìn)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(shù) 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(yùn)行進(jìn)程數(shù)組 cout<<tempi; if(i<M-1) cout<<"->" cout<<endl; ret

13、urn 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<<":&qu

14、ot; 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" 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<

15、<"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') changdata(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(lèi)的

16、數(shù)量:"cin>>n;flag=N;N=N+n;for(int i=0;i<n;i+) cout<<"名稱(chēng):" cin>>nameflag; cout<<"數(shù)量:" cin>>Avaliableflag+;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(chēng)："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(chēng)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 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<<

18、namei<<":"<<Avaliablei<<endl;cout<<"輸入系統(tǒng)可用資源Avaliable:"<<endl;cin>>Avaliable0>>Avaliable1>>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&

19、lt;<endl;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(shù) int i,j,number,choice,m,n,f

20、lag;char ming;cout<<"*單處理機(jī)系統(tǒng)進(jìn)程調(diào)度實(shí)現(xiàn)*"<<endl;cout<<"請(qǐng)首先輸入系統(tǒng)可供資源種類(lèi)的數(shù)量:"cin>>n;N=n;for(i=0;i<n;i+) cout<<"資源"<<i+1<<"的名稱(chēng):" cin>>ming; namei=ming; cout<<"資源的數(shù)量:" cin>>number; Avaliablei=number

21、;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&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(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

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(kāi) "<<endl; cout<<"*"<<endl; cout<<"請(qǐng)選擇功能號(hào)：" 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(qǐng)正確選擇功能號(hào)(0-5)!"<<endl;break; return 1;四、程序運(yùn)行結(jié)果及分析 T0 時(shí)刻的資源分配表(各種資源的數(shù)量分別為：10、5、7) 資源情況進(jìn)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(yùn)行結(jié)果 五、課程設(shè)計(jì)心得與體會(huì)銀行家算法是避免死鎖的一種重要方法，通過(guò)編寫(xiě)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。死鎖的產(chǎn)生，必須同時(shí)滿(mǎn)足四個(gè)條件，即一個(gè)資源每次只能由一個(gè)進(jìn)程；第二個(gè)為等待條件，即一個(gè)進(jìn)程請(qǐng)求資源不能滿(mǎn)足時(shí)，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(gè)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(gè)為循環(huán)等待條件，系統(tǒng)中存在若干個(gè)循環(huán)等待的進(jìn)程，即其中每一個(gè)進(jìn)程分別等待它