银行家算法c++语言流程图代码全.docx
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银行家算法c++语言流程图代码全
操作系统教程
——银行家算法
院系
计算机与软件学院
班级
08软件工程2班
学号
20081344066
姓名
何丽茗
一、实验目的
银行家算法是避免死锁的一种重要方法。
通过编写一个模拟动态资源分配的银行家算法程序，进一步深入理解死锁、产生死锁的必要条件、安全状态等重要概念，并掌握避免死锁的具体实施方法。
二、实验内容
根据银行家算法的基本思想，编写和调试一个实现动态资源分配的模拟程序，并能够有效地防止和避免死锁的发生。
三、实验方法
1.
算法流程图
2.算法数据结构
1）可利用资源向量Available，它是一个最多含有100个元素的数组，其中的每一个元素代表一类可利用的资源的数目，其初始值是系统中所配置的该类全部可用资源数目。
其数值随该类资源的分配和回收而动态地改变。
如果Available（j）=k，标是系统中现有j类资源k个。
2）最大需求矩阵Max，这是一个n×m的矩阵，它定义了系统中n个进程中的每一个进程对m类资源的最大需求。
如果Max（i，j）=k，表示进程i需要j类资源的最大数目为k。
3）分配矩阵Allocation，这也是一个n×m的矩阵，它定义了系统中的每类资源当前一分配到每一个进程的资源数。
如果Allocation（i，j）=k，表示进程i当前已经分到j类资源的数目为k。
Allocationi表示进程i的分配向量，有矩阵Allocation的第i行构成。
4）需求矩阵Need，这还是一个n×m的矩阵，用以表示每个进程还需要的各类资源的数目。
如果Need（i，j）=k，表示进程i还需要j类资源k个，才能完成其任务。
Needi表示进程i的需求向量，由矩阵Need的第i行构成。
5）上述三个矩阵间存在关系：
Need（i，j）=Max（i，j）-Allocation（i，j）；
3.银行家算法
设Request[i]是进程i的请求向量，如果Request[i，j]=K,表示进程i需要K个j类型的资源。
当i发出资源请求后，系统按下述步骤进行检查：
1）如果Requesti≤Need，则转向步骤2；否则，认为出错，因为它所请求的资源数已超过它当前的最大需求量。
2）如果Requesti≤Available，则转向步骤3；否则，表示系统中尚无足够的资源满足i的申请，i必须等待。
3）系统试探性地把资源分配给进程i，并修改下面数据结构中的数值：
Available=Available-Requesti
Allocationi=Allocationi+Requesti
Needi=Needi-Requesti
4）系统执行安全性算法，检查此次资源分配后，系统是否处于安全状态。
如果安全才正式将资源分配给进程i，以完成本次分配；否则，将试探分配作废，恢复原来的资源分配状态，让进程i等待。
四、实验代码以及运行示例
1.源代码：
#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;//进程的最大数为
intN=100;//资源的最大数为
voidshowdata（）//显示资源矩阵
{
inti,j;
cout<<"系统目前可用的资源[Avaliable]:
"<for（i=0;icout<cout<for（j=0;jcout<cout<cout<<"MaxAllocationNeed"<cout<<"进程名";
for（j=0;j<3;j++）{
for（i=0;icout<cout<<"";
}
cout<for（i=0;icout<<""<for（j=0;jcout<cout<<"";
for（j=0;jcout<cout<<"";
for（j=0;jcout<cout<}
}
intchangdata（inti）//进行资源分配
{
intj;
for（j=0;jAvaliable[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
{
inti,k=0,m,apply,Finish[100]={0};
intj;
intflag=0;
Work[0]=Avaliable[0];
Work[1]=Avaliable[1];
Work[2]=Avaliable[2];
for（i=0;iapply=0;
for（j=0;jif（Finish[i]==False&&Need[i][j]<=Work[j]）{
apply++;
if（apply==N）{
for（m=0;mWork[m]=Work[m]+Allocation[i][m];//变分配数
Finish[i]=True;
temp[k]=i;
i=-1;
k++;
flag++;
}
}
}
}
for（i=0;iif（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（i=0;icout<if（i";
}
cout<return0;
}
voidshare（）//利用银行家算法对申请资源对进行判定
{
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（j=0;j{
cout<";
cin>>Request[j];//输入需要申请的资源
}
for（j=0;jif（Request[j]>Need[i][j]）//判断申请是否大于需求，若大于则出错
{
cout<<"进程"<cout<<"分配不合理，不予分配！
"<ch='n';
break;
}
else{
if（Request[j]>Avaliable[j]）//判断申请是否大于当前资源，若大于则
{//出错
cout<<"进程"<cout<<"分配出错，不予分配!
"<ch='n';
break;
}
}
}
if（ch=='y'）{
changdata（i）;//根据进程需求量变换资源
showdata（）;//根据进程需求量显示变换后的资源
safe（）;//根据进程需求量进行银行家算法判断
}
}
voidaddresources（）{//添加资源
intn,flag;
cout<<"请输入需要添加资源种类的数量:
";
cin>>n;
flag=N;
N=N+n;
for（inti=0;icout<<"名称:
";
cin>>name[flag];
cout<<"数量:
";
cin>>Avaliable[flag++];
}
showdata（）;
safe（）;
}
voiddelresources（）{//删除资源
charming;
inti,flag=1;
cout<<"请输入需要删除的资源名称：
";
do{
cin>>ming;
for（i=0;iif（ming==name[i]）{
flag=0;
break;
}
if（i==N）
cout<<"该资源名称不存在，请重新输入：
";
}
while（flag）;
for（intj=i;j{
name[j]=name[j+1];
Avaliable[j]=Avaliable[j+1];
}
N=N-1;
showdata（）;
safe（）;
}
voidchangeresources（）{//修改资源函数
cout<<"系统目前可用的资源[Avaliable]:
"<for（inti=0;icout<"<cout<<"输入系统可用资源[Avaliable]:
"<cin>>Avaliable[0]>>Avaliable[1]>>Avaliable[2];
cout<<"经修改后的系统可用资源为"<for（intk=0;kcout<"<showdata（）;
safe（）;
}
voidaddprocess（）{//添加作业
intflag=M;
M=M+1;
cout<<"请输入该作业的最大需求量[Max]"<for（inti=0;icout<";
cin>>Max[flag][i];
Need[flag][i]=Max[flag][i]-Allocation[flag][i];
}
showdata（）;
safe（）;
}
intmain（）//主函数
{
inti,j,number,choice,m,n,flag;
charming;
cout<<"\t---------------------------------------------------"<cout<<"\t||||"<cout<<"\t||银行家算法的实现||"<cout<<"\t||||"<cout<<"\t||08软工何丽茗||"<cout<<"\t||||"<cout<<"\t||20081344066||"<cout<<"\t---------------------------------------------------"<cout<<"请首先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>>ming;
name[i]=ming;
cout<<"资源的数量:
";
cin>>number;
Avaliable[i]=number;
}
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（i=0;ifor（j=0;jcin>>Max[i][j];
do{
flag=0;
cout<<"请输入各进程已经申请的资源量（"<"<for（i=0;ifor（j=0;jcin>>Allocation[i][j];
if（Allocation[i][j]>Max[i][j]）flag=1;
Need[i][j]=Max[i][j]-Allocation[i][j];
}
if（flag）
cout<<"申请的资源大于最大需求量，请重新输入!
\n";
}
while（flag）;
showdata（）;//显示各种资源
safe（）;//用银行家算法判定系统是否安全
while（choice）
{
cout<<"\t-------------------银行家算法演示------------------"<cout<<"1:
增加资源"<cout<<"2:
删除资源"<cout<<"3:
修改资源"<cout<<"4:
分配资源"<cout<<"5:
增加作业"<cout<<"0:
离开"<cout<<"\t---------------------------------------------------"<cout<<"请选择功能号：
";
cin>>choice;
switch（choice）
{
case1:
addresources（）;break;
case2:
delresources（）;break;
case3:
changeresources（）;break;
case4:
share（）;break;
case5:
addprocess（）;break;
case0:
choice=0;break;
default:
cout<<"请正确选择功能号（0-5）!
"<}
}
return1;
}
2.运行结果：
1）初始化状态：
2）为进程0分配资源：
3）为进程4分配资源：
五、实验总结
本程序的设计实现主要是用C++语言。
程序设计过程中开始遇到的最大的问题是算法的结构设计问题，课本上只给了设计要求及简单的算法，要真正实现还需要考虑很多方面。
在程序设计中先后参考了很多网络资料，也参考了一些别人写的的程序，让我彻底认识到自己的不足，也同时从中学到了更多。
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