银行家算法实现资源分配讲解学习.docx

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银行家算法实现资源分配讲解学习

银行家算法实现资源分配

《操作系统》实验报告

班级信计81101学号110046120姓名缪景怡日期2014.4.29

学院

广陵学院

专业

信息与计算科学

课程名称

操作系统

评语

实验二银行家算法实现资源分配

一、实验目的:

在了解和掌握银行家算法的基础上，能熟练的处理课本例题中所给状态的安全性问题。

能编制银行家算法通用程序，将调试结果显示在计算机屏幕上，再检测和笔算的一致性。

二、实验内容:

已知进程{P0,P1,P2,P3,P4}，有三类系统资源A、B、C的数量分别为10、5、7，在T0时刻的资源分配情况如下图所示：

（1）若进程P1请求资源，发出请求向量Request1（1，0，2），编写程序用银行家算法判断系统能否将资源分配给它；

（2）若进程P3提出请求Request（1，1，2），用银行家算法程序验证系统能否将资源分配给它。

三、实验要求：

本实验要求用高级语言编写和调试一个简单的银行家算法程序。

用银行家算法实现资源分配。

四、实验步骤：

数据结构:

1.可利用资源向量Available

2.最大需求矩阵Max

3.分配矩阵Allocation

4.需求矩阵Need

功能介绍:

模拟实现Dijkstra的银行家算法以避免死锁的出现.分两部分组成:

第一部分:

银行家算法（扫描）

1．如果Request<=Need,则转向2;否则,出错

2．如果Request<=Available,则转向3,否则等待

3．系统试探分配请求的资源给进程

4．系统执行安全性算法

第二部分:

安全性算法

1.设置两个向量

（1）.工作向量:

Work=Available（表示系统可提供给进程继续运行所需要的各类资源数目）

（2）.Finish:

表示系统是否有足够资源分配给进程（True:

有;False:

没有）.初始化为False

2.若Finish[i]=False&&Need<=Work,则执行3;否则执行4（I为资源类别）

3.进程P获得第i类资源,则顺利执行直至完成!

并释放资源:

Work=Work+Allocation;

Finish[i]=true;

转2

4. 若所有进程的Finish[i]=true,则表示系统安全;否则,不安全!

五．程序清单：

编写代码如下：

#include

#include

#defineM5/*M个进程,N个资源*/

#defineN3

intAVAILABLE[N];/*可用资源数组*/

intMAX[M][N];/*最大需求矩阵*/

intALLOCATION[M][N];/*分配矩阵*/

intNEED[M][N];/*需求矩阵*/

intREQUEST[M][N];/*进程需要资源数*/

boolFINISH[M];/*系统是否有足够的资源分配*/

intp[M];/*记录序列*/

voidInit（）;

boolSafe（）;

voidBanker（）;

voidOutput（）;

voidmain（）

{

Init（）;

Safe（）;

Banker（）;

}

voidInit（）/*初始化算法*/

{

inti,j;

cout<<"请输入每个进程最多所需的各资源数,按照"<

"<

for（i=0;i

for（j=0;j

cin>>MAX[i][j];

cout<<"请输入每个进程已分配的各资源数,按照"<

"<

for（i=0;i

{

for（j=0;j

{

cin>>ALLOCATION[i][j];

NEED[i][j]=MAX[i][j]-ALLOCATION[i][j];

if（NEED[i][j]<0）

{

cout<<"您输入的第"<

"<

j--;

continue;

}

}

}

cout<<"请输入各个资源现有的数目:

"<

for（i=0;i

{

cin>>AVAILABLE[i];

}

}

voidBanker（）/*银行家算法*/

{

inti,pneed;

charflag;

while

（1）

{

cout<<"请输入要申请资源的进程号（注:

第1个进程号为0,依次类推）"<

cin>>pneed;

cout<<"请输入进程所请求的各资源的数量"<

for（i=0;i

{

cin>>REQUEST[pneed][i];

}

for（i=0;i

{

if（REQUEST[pneed][i]>NEED[pneed][i]）

{

cout<<"您输入的对"<

请重新输入!

"<

continue;

}

if（REQUEST[pneed][i]>AVAILABLE[i]）

{

cout<<"您输入的对"<

请重新输入!

"<

continue;

}

}

for（i=0;i

{

AVAILABLE[i]-=REQUEST[pneed][i];

ALLOCATION[pneed][i]+=REQUEST[pneed][i];

NEED[pneed][i]-=REQUEST[pneed][i];

}

if（Safe（））

{

cout<<"同意分配请求!

"<

}

else

{

cout<<"您的请求被拒绝!

"<

for（i=0;i

{

AVAILABLE[i]+=REQUEST[pneed][i];

ALLOCATION[pneed][i]-=REQUEST[pneed][i];

NEED[pneed][i]+=REQUEST[pneed][i];

}

}

for（i=0;i

{

FINISH[i]=false;

}

cout<<"您还想再次请求分配吗?

是请按y/Y,否请按其它键"<

cin>>flag;

if（flag=='y'||flag=='Y'）

{

continue;

}

break;

}

}

voidOutput（）/*输出*/

{

inti,j;

cout<<"资源分配表：

"<

for（i=0;i

{

cout<<"P"<

";

for（j=0;j

cout<

（2）<

cout<<"";

for（j=0;j

cout<

（2）<

cout<<"";

for（j=0;j

cout<

（2）<

cout<<"";

if（i==0）

for（j=0;j

cout<

（2）<

cout<

}

}

boolSafe（）/*安全性算法*/

{

inti,j,k,l=0;

intWork[N];/*工作数组*/

for（i=0;i

Work[i]=AVAILABLE[i];

for（i=0;i

{

FINISH[i]=false;

}

cout<<"安全性：

"<

for（i=0;i

{

if（FINISH[i]==true）

{

continue;

}

else

{

for（j=0;j

{

if（NEED[i][j]>Work[j]）

{

break;

}

}

if（j==N）

{

FINISH[i]=true;

cout<<"P"<

";

for（intz=0;z

cout<

（2）<

cout<<"";

for（z=0;z

cout<

（2）<

cout<<"";

for（z=0;z

cout<

（2）<

cout<<"";

for（k=0;k

{

Work[k]+=ALLOCATION[i][k];

}

for（z=0;z

cout<

（2）<

cout<<"true"<

p[l++]=i;

i=-1;

}

else

{

continue;

}

}

if（l==M）

{

cout<<"系统是安全的!

"<

cout<<"安全序列:

"<

for（i=0;i

{

cout<

if（i!

=l-1）

{

cout<<"->";

}

}

cout<<""<

Output（）;

returntrue;

}

}

cout<<"系统是不安全的!

"<

Output（）;

returnfalse;

}

六.实验结果分析：

七．总结

通过本次试验熟练地掌握了利用高级语言C语言编写和调试一个动态分配资源的简单程序，实现了避免死锁的银行家算法。

通过编程实现银行家算法来预防死锁，清楚地了解了安全性算法的相关内容，加深了对课堂上所讲内容的理解。

银行家算法确实能保证系统时时刻刻都处于安全状态，但它要不断检测每个进程对各类资源的占用和申请情况，需花费较多的时间。