银行家算法课程设计.docx
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银行家算法课程设计
银行家算法的模拟
1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
2任务及要求
编程序模拟银行家算法,要求能体现算法的全过程
3算法及数据结构
3.1算法的整体思想
银行家算法又称“资源分配拒绝”法,其基本思想是,系统中的所有进程放入进程集合,在安全状态下系统受到进程的请求后试探性的把资源分配给他,现在系统将剩下的资源和进程集合中其他进程还需要的资源数做比较,找出剩余资源能满足最大需求量的进程,从而保证进程运行完成后还回全部资源。
这时系统将该进程从进程集合中将其清除。
此时系统中的资源就更多了。
反复执行上面的步骤,最后检查进程的集合为空时就表明本次申请可行,系统处于安全状态,可以实施本次分配,否则,只要进程集合非空,系统便处于不安全状态,本次不能分配给他。
请进程等待
3.2主函数模块
3.2.1功能
用于程序与用户的交互操作,由用户选择模拟实验的算法,并执行相应的算法
3.2.2数据结构
voidmain()
3.2.3算法
voidmain()
{inti,j;
inputdata();
for(i=0;i{j=chksec(i);
if(j==0)break;
}
if(i>=M)
cout<<"错误提示:
经安全性检查发现,系统的初始状态不安全!
!
!
\n"<else
{cout<<"提示:
经安全性检查发现,系统的初始状态安全!
"<bank();
}
}
3.3数据输入模块
3.3.1功能
系统由此输入数据,并检测输入的数据是否超过了系统最大的进程数或最大数据种类。
3.3.2数据结构
voidinputdata()
3.3.3算法
voidinputdata()
{inti=0,j=0,p;
cout<<"请输入总进程数:
"<do{
cin>>M;
if(M>W)cout<"<}while(M>W);
cout<cout<<"请输入资源的种类数:
"<do{cin>>N;
if(N>R)
cout<"<R);
cout<cout<<"请依次输入各类资源的总数量,即设置向量all_resource:
"<for(i=0;i>ALL_RESOURCE[i];
cout<cout<<"请依次输入各进程所需要的最大资源数量,即设置矩阵max:
"<for(i=0;i{
for(j=0;j{
do{cin>>MAX[i][j];
if(MAX[i][j]>ALL_RESOURCE[j])
cout<"<ALL_RESOURCE[j]);
}
}
cout<cout<<"请依次输入各进程已经占据的各类资源数量,即设置矩阵allocation:
"<for(i=0;i{
for(j=0;j{
do{cin>>ALLOCATION[i][j];
if(ALLOCATION[i][j]>MAX[i][j])
cout<"<}while(ALLOCATION[i][j]>MAX[i][j]);
}
}
cout<for(i=0;ifor(j=0;jNEED[i][j]=MAX[i][j]-ALLOCATION[i][j];
for(j=0;j{p=ALL_RESOURCE[j];
for(i=0;i{p=p-ALLOCATION[i][j];
AVAILABLE[j]=p;
if(AVAILABLE[j]<0)
AVAILABLE[j]=0;
}
}
}
3.4数据显示模块
3.4.1功能
显示系统运行过程中数据的变化,并显示出系统所需数据。
3.4.2数据结构
voidshowdata()
3.4.3算法
voidshowdata()
{inti,j;
cout<<"各种资源的总数量,即向量all_resource为:
"<cout<<"";
for(j=0;jcout<<"资源"<"<cout<cout<<"当前系统中各类资源的可用数量,即向量available为:
"<cout<<"";
for(j=0;jcout<<"资源"<"<cout<cout<<"各进程还需要的资源数量,即矩阵need为:
"<for(i=0;i{cout<<"进程P"<
";
for(j=0;jcout<cout<}
cout<cout<<"各进程已经得到的资源量,即矩阵allocation为:
"<for(i=0;i{cout<<"进程P"<
";
for(j=0;jcout<cout<}cout<}
3.5安全检查模块
3.5.1功能
检测系统的运行过程中系统是否安全。
3.5.2数据结构
intchksec(ints)
3.5.3算法
intchksec(ints)
{
intWORK,FINISH[W];
inti,j,k=0;
for(i=0;iFINISH[i]=FALSE;
for(j=0;j{
WORK=AVAILABLE[j];
i=s;
do
{
if(FINISH[i]==FALSE&&NEED[i][j]<=WORK)
{
WORK=WORK+ALLOCATION[i][j];
FINISH[i]=TRUE;
i=0;
}
else
{i++;
}
}
while(ifor(i=0;iif(FINISH[i]==FALSE)
{return1;
}
}return0;
}
3.6资源检测模块
3.6.1功能
检测系统分配的资源是否合理,
3.6.2数据结构
voidbank();
3.6.3算法
voidbank()
{
inti=0,j=0;
charflag='Y';
while(flag=='Y'||flag=='y')
{
i=-1;
while(i<0||i>=M)
{cout<<"请输入需申请资源的进程号(从P0到P"<):
";
cout<<"p";
cin>>i;
if(i<0||i>=M)
cout<<"输入的进程号不存在,重新输入!
"<}
cout<<"请输入进程P"<
"<for(j=0;j{cout<<"资源"<";
cin>>Request[j];
if(Request[j]>NEED[i][j])
{cout<<"进程P"<
";
cout<<"申请不合理,出错!
请重新选择!
"<flag='N';
break;
}
else
{
if(Request[j]>AVAILABLE[j])
{
cout<<"进程P"<
";
cout<<"申请不合理,出错!
请重新选择!
"<flag='N';
break;
}
}
}
if(flag=='Y'||flag=='y')
{changdata(i);
if(chksec(i))
{
cout<cout<<"该分配会导致系统不安全!
!
!
本次资源申请不成功,不予分配!
!
!
"<cout<restoredata(i);
}
else
{cout<cout<<"经安全性检查,系统安全,本次分配成功,且资源分配状况如下所示:
"<cout<showdata();
if(chkmax(i))
{
cout<<"在资源分配成功之后,由于该进程所需的某些资源的最大需求量已经满足,"<cout<<"因此在进程结束后系统将回收这些资源!
"<cout<<"在资源收回之后,各进程的资源需求和分配情况如下所示:
"<showdata();
}
}
}
cout<cout<<"是否继续银行家算法演示,按'Y'或'y'键继续,按'N'或'n'键退出演示:
";
cin>>flag;}
}
4实验结果及分析
1.执行结果
2.结果分析
银行家算法就是当接收到一个系统资源的分配后找到一个安全序列,使得进程间不会发生死锁,若发生死锁则让进程等待。
5实验总结
通过本次银行家算法实验,加深了我对银行家算法的了解,掌握了如何利用银行家算法避免死锁。
实验中遇到点问题,通过查阅资料、询问老师顺利解决。
通过这次的实践,使我的理论知识更加的牢固。