操作系统之银行家算法检测死锁.docx

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操作系统之银行家算法检测死锁

操作系统实验

利用银行家算法避免死锁

实验报告

1、实验题目：

利用银行家算法避免死锁

2、实验内容：

编程实现银行家算法，要求能够输入资源数和作业数，输出进程的安全状况。

若进程安全，输出安全序列。

3、实验目的：

通过实验加强对银行家算法避免死锁的理解和掌握。

4、实验过程：

1、基本思想：

银行家算法的基本思想是分配资源之前,判断系统是否是安全的;若是,才分配。

详细如下：

设进程i提出请求Request[j]，则银行家算法按如下规则进行判断。

（1）如果Request[i][j]<=Need[i][j]，则转

（2）；否则出错。

（2）如果Request[i][j]<=Available[j]，则转（3）；否则出错。

（3）系统试分配资源，修改相关数据：

Available[j]=Available[j]-Request[i][j];

Allocation[i][j]=Allocation[j]+Request[i][j];

（4）系统执行安全性检查，如安全，则分配成立；否则试分配作废，系统恢复原状，进程等待。

安全性检查算法

（1）设置两个工作向量Work=Available;Finish[i]=false　

（2）从进程集合中找到一个满足下述条件的进程，　　Finish==false;　　Need<=Work;　　如找到，执行（3）；否则，执行（4）　　

（3）设进程获得资源，可顺利执行，直至完成，从而释放资源。

　　Work+=Allocation　　Finish=true;　　GOTOstep2　　

（4）如所有的进程Finish=true，则表示安全；否则系统不安全。

2、主要数据结构：

（1）可利用资源向量Available。

定义为一个一元数组，Available[j]=K表示系统中有j类资源K个。

（2）最大需求Max。

定义为一个n*m的矩阵，Max[i][j]=K表示进程i需要j资源的最大数目为K个。

（3）分配矩阵Allocation。

定义为一个n*m的矩阵，Allocation[i][j]=K表示进程i已经得到j资源K个。

（4）需求矩阵Need。

定义为一个n*m的矩阵，Need[i][j]=K表示进程i还需要j资源K个来完成任务。

3、输入、输出：

（1）成功分配的例子：

输入资源数2（各3），进程数2，最大需求11，已分配01。

输出：

1110

MaxAllocationNeed

进程名ABABAB

0110110

1111001

（2）不安全，会出现死锁的：

输入资源数2（各2），进程数2，最大需求33，已分配00。

输出：

3300

MaxAllocationNeed

进程名ABABAB

0330033

1330033

没有安全序列

（3）若输入时已分配大于最大需求：

输入资源数1（5个资源），进程数1，Max=3，Allocation=5，则会产生提示，发生错误，申请的大于最大需求量。

需要重新输入。

4、

程序流程图

大于最大需求

小于最大需求

未通过

通过

5、实验结果截屏

6、源程序代码（共214行）

#include

#include

#include

#defineFalse0

#defineTrue1

usingnamespacestd;

intMax[100][100]={0};//各进程所需各类资源的最大需求;

intAvaliable[100]={0};//系统可用资源;

charname[100]={0};//资源的名称;

intAllocation[100][100]={0};//系统已分配资源;

intNeed[100][100]={0};//还需要资源

intRequest[100]={0};//请求资源向量;

inttemp[100]={0};//存放安全序列;

intWork[100]={0};//存放系统可提供资源;

intM=100;//作业的最大数

intN=100;//资源的最大数

voidshowdata（）//显示资源矩阵

{

inti,j;

cout<<"系统可用资源[Available]:

"<

for（i=0;i

cout<

cout<

for（j=0;j

cout<

cout<

cout<<"MaxAllocationNeed"<

cout<<"进程名";

for（j=0;j<3;j++）//MAXALLOCATIONNEED共列

{

for（i=0;i

{

cout<

}

cout<<"";

}

cout<

for（i=0;i

cout<<""<

for（j=0;j

cout<

cout<<"";

for（j=0;j

cout<

cout<<"";

for（j=0;j

cout<

cout<

}

}

intchangedata（inti）//进行资源分配;

{

intj;

for（j=0;j

{

Avaliable[j]=Avaliable[j]-Request[j];

Allocation[i][j]=Allocation[i][j]+Request[j];

Need[i][j]=Need[i][j]-Request[j];

}

return1;

}

intsafe（）//安全性算法

{

intk=0,m,apply,Finish[100]={0};

intj;

for（inti=0;i

{

Work[i]=Avaliable[i];

}

for（inti=0;i

{

apply=0;

for（intj=0;j

{

if（Finish[i]==False&&Need[i][j]<=Work[j]）{

apply++;//经过验证之后apply会增加到和资源数相等

if（apply==N）{

for（m=0;m

Work[m]=Work[m]+Allocation[i][m];//释放可用资源

Finish[i]=True;//置安全

temp[k]=i;//记录安全进程名

i=-1;//让i跳出资源层循环时回到初始状态

k++;//安全序列下标前进位

}

}

}

}

for（inti=0;i

if（Finish[i]==False）{

cout<<"系统不安全;"<

return-1;

}

}

cout<<"系统是安全的!

"<

cout<<"分配的序列:

";

for（inti=0;i

cout<

if（i";

}

cout<

return0;

}

voidshare（）//判定申请资源

{

charch;

inti=0,j=0;

ch='y';

cout<<"请输入要求分配的资源进程号（0-"<

";

cin>>i;//输入须申请的资源号;

cout<<"请输入进程"<

"<

for（intj=0;j

{

cout<

";

cin>>Request[j];//输入需要申请的资源数目;

}

for（intj=0;j

{

if（Request[j]>Need[i][j]）

{

cout<<"进程"<

cout<<"不予分配！

"<

ch='n';

break;

}

else{

if（Request[j]>Avaliable[j]）//申请是否大于当前资源

{

cout<<"进程"<

cout<<"不予分配!

"<

ch='n';

break;

}

}

}

if（ch=='y'）

{

changedata（i）;

showdata（）;

safe（）;

}

}

intmain（）{

inti,j,number,m,n,flag;

intchoice=1;//选择或者、

charmc;//资源名称

cout<<"**************银行家算法开始***************"<

cout<<"输入系统可供资源种类的数量:

";

cin>>n;

N=n;

for（i=0;i

{

cout<<"资源"<

";

cin>>mc;

name[i]=mc;

cout<<"资源的数量:

";

cin>>number;

Avaliable[i]=number;

}//endfor

cout<

cout<<"请输入作业的数量:

";

cin>>m;

M=m;

cout<<"请输入各进程的最大需求量（"<

"<

for（inti=0;i

for（intj=0;j

cin>>Max[i][j];

}

do{

flag=0;

cout<<"请输入各进程已经分配资源量（"<

"<

for（inti=0;i

for（j=0;j

{

cin>>Allocation[i][j];

if（Allocation[i][j]>Max[i][j]）

flag=1;

Need[i][j]=Max[i][j]-Allocation[i][j];

}

if（flag）

cout<<"首次输入的已分配资源已经大于最大需求量，请重新输入!

\n";

}while（flag）;//当申请资源符合要求时，flag恒,enddo

showdata（）;//显示

safe（）;//安全检测

while（choice）{

cout<<"**************银行家算法***************"<

cout<<"1:

分配资源"<

cout<<"2:

显示状态"<

cout<<"0:

离开"<

cout<<"*******************************************"<

cout<<"请选择功能号：

";

cin>>choice;

switch（choice）{

case1:

share（）;break;

case2:

{cout<<"*******************************************"<

";showdata（）;break;}

case0:

choice=0;break;

default:

cout<<"请正确选择功能号（0,1,2）!

"<

}

}

return1;

}