實(shí)驗(yàn)1銀行家算法 (1)

1、實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告實(shí)驗(yàn)課程：操作系統(tǒng)學(xué)生姓名：學(xué) 號：專業(yè)班級：20 級計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè) 班2015年 月 日實(shí)驗(yàn)一 銀行家算法的模擬一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1) 加深了解有關(guān)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(shí)施方法。二、實(shí)驗(yàn)知識點(diǎn)1死鎖的相關(guān)知識。 2銀行家算法。3系統(tǒng)安全性檢查。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1設(shè)定系統(tǒng)提供資源的初始狀況。 2設(shè)定每次某個進(jìn)程對各類資源的申請表示。3編制程序，依據(jù)銀行家算法，決定其資源申請是否得到滿足。4顯示資源申請和分配時的變化情況。四、設(shè)計(jì)理論描述本設(shè)計(jì)的目的是通過編寫和調(diào)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(chǎn)生的條件，并采用適當(dāng)?shù)乃惴?，?/p>

2、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(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)，則提示不能滿足請求，設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是模擬實(shí)現(xiàn)動態(tài)資源分配。同時編寫和調(diào)試一個系統(tǒng)動態(tài)資源的簡單模擬程序，觀察死鎖產(chǎn)生的條件，并使用適當(dāng)?shù)乃惴?，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(wù)，一定數(shù)量的本金要應(yīng)多個客戶的借貸周轉(zhuǎn)，為了防止銀行加資金無法周轉(zhuǎn)而倒閉，對每一筆貸款，必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

3、時也有類似問題，系統(tǒng)中有限的資源要供多個進(jìn)程使用，必須保證得到的資源的進(jìn)程能在有限的時間內(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發(fā)生進(jìn)程循環(huán)等待資源，則進(jìn)程都無法繼續(xù)執(zhí)行下去的死鎖現(xiàn)象。把一個進(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，表示系統(tǒng)不能滿足該進(jìn)程當(dāng)前的資源申請。“資源需求總量”表示進(jìn)程在整個執(zhí)行過程中總共要申請的資源量。顯然，每個進(jìn)程的資源需求總量不能超過系統(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。五、算法描述1.銀行家算法: 設(shè)進(jìn)程i提出請求Requestn，則銀行家算法按

4、如下規(guī)則進(jìn)行判斷。 (1)如果Requestn>Needi，n，則報(bào)錯返回。 (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)置兩個工作向量Work=Available；FinishM=False(2)從進(jìn)程集合中找到一個滿足下述條件

5、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。六、算法運(yùn)行界面七、程序代碼#include<iostream>#include<string.h>#include<stdio.h>#define False 0#define True 1using namespace std;int Ma

6、x100100=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;/進(jìn)程的最大數(shù)為int N=100;/資源的最大數(shù)為void showdata()/顯示資源矩陣int i,j;cout<<"系統(tǒng)目前可用的資源Avaliable:&q

7、uot;<<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;j+)for(i=0;i<N;i+)c

8、out<<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<<Allocationij<<" "cout

9、<<" "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()/安全性算法int i,k=0,m,apply,Finish100=0;int j;i

10、nt 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+;flag+;for(i=0;i<M;i+)if(Finishi=False)cout<<

11、"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;return 0;void share()/利用銀行家算法對申請資源對進(jìn)行判定char ch;int i=0,j=0;ch

12、='y'cout<<"請輸入要求分配的資源進(jìn)程號(0-"<<M-1<<"):" cin>>i;/輸入須申請的資源號cout<<"請輸入進(jìn)程"<<i<<" 申請的資源:"<<endl;for(j=0;j<N;j+)cout<<namej<<":"cin>>Requestj;/輸入需要申請的資源 for (j=0;j<N;j+)if(Requ

13、estj>Needij)/判斷申請是否大于需求，若大于則出錯 cout<<"進(jìn)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(dāng)前資源，若大于則 /出錯cout<<"進(jìn)程"<<i<<"申請的資源大于系統(tǒng)現(xiàn)在可利用的資源"cout

14、<<" 分配出錯，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 int main()/主函數(shù) int i,j,number,choice,m,n,flag; char ming;cout<<"*單處理機(jī)系統(tǒng)進(jìn)程調(diào)度實(shí)現(xiàn)*"<<endl;cout<<endl;cout<<&q

15、uot;請輸入系統(tǒng)可供資源種類的數(shù)量:"cin>>n;N=n;for(i=0;i<n;i+)cout<<"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<<"請輸入作業(yè)的數(shù)量:"cin>>m;M=m;cout<<"請輸入各進(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;doflag=0;cout<<"請輸入各進(jìn)程已經(jīng)申請的資源量("<<m<<"*"<<n<<"矩陣)Allocation:"<