银行家算法实践报告doc.docx
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银行家算法实践报告doc
一、实验概述
1.实验名称
通过银行家算法
2.实验目的
用银行家算法判断系统是否处于安全序列，它的安全序列怎样。
3.实验内容
实现银行家算法
二、实验环境
xx大学机房，Visual C++6.0
三、实验过程
1.设计思路
我们可以把操作系统看作是银行家，操作系统管理的资源相当于银行家管理的资金，进程向操作系统请求分配资源相当于用户向银行家贷款。
操作系统按照银行家制定的规则为进程分配资源，当进程首次申请资源时，要测试该进程对资源的最大需求量，如果系统现存的资源可以满足它的最大需求量则按当前的申请量分配资源，否则就推迟分配。
当进程在执行中继续申请资源时，先测试该进程已占用的资源数与本次申请的资源数之和是否超过了该进程对资源的最大需求量。
若超过则拒绝分配资源，若没有超过则再测试系统现存的资源能否满足该进程尚需的最大资源量，若能满足则按当前的申请量分配资源，否则也要推迟分配。
2．所需变量
1.主要的常量变量
n：
系统中进程的总数
m：
资源类总数
Available:
ARRAY[1..m]ofinteger;
Max:
ARRAY[1..n,1..m]ofinteger;
Allocation:
ARRAY[1..n,1..m]ofinteger;
Need:
ARRAY[1..n,1..m]ofinteger;
Request:
ARRAY[1..n,1..m]ofinteger;
符号说明：
Available可用剩余资源
Max最大需求
Allocation已分配资源
Need需求资源
Request请求资源
3．主要数据结构、实现代码及其说明
当进程pi提出资源申请时，系统执行下列
步骤：
（“=”为赋值符号，“==”为等号）
step
（1）若Request<=Need,gotostep
（2）；否则错误返回
step
（2）若Request<=Available,gotostep（3）；否则进程等待
step（3）假设系统分配了资源，则有：
Available=Available-Request;
Allocation=Allocation+Request;
Need=Need-Request
若系统新状态是安全的，则分配完成
若系统新状态是不安全的，则恢复原状态，进程等待
为进行安全性检查，定义数据结构：
Work:
ARRAY[1..m]ofinteger;
Finish:
ARRAY[1..n]ofBoolean;
安全性检查的步骤：
step
（1）:
Work=Available;
Finish=false;
step
（2）寻找满足条件的i：
a.Finish==false;
b.Need<=Work;
如果不存在，gotostep（4）
step（3）
Work=Work+Allocation;
Finish=true;
gotostep
（2）
step（4）若对所有i,Finish=true,则系统处于安全状态，否则处于不安全状态
/*银行家算法，操作系统概念（OSconceptsSixEdition）
reeditbyJohnnyhagen，SCAU，runatvc6.0
*/
5.源程序并附上注释
#include"malloc.h"
#include"stdio.h"
#include"stdlib.h"
#definealloclensizeof（structallocation）
#definemaxlensizeof（structmax）
#defineavalensizeof（structavailable）
#defineneedlensizeof（structneed）
#definefinilensizeof（structfinish）
#definepathlensizeof（structpath）
structallocation
{
intvalue;
structallocation*next;
};
structmax
{
intvalue;
structmax*next;
};
structavailable/*可用资源数*/
{
intvalue;
structavailable*next;
};
structneed/*需求资源数*/
{
intvalue;
structneed*next;
};
structpath
{
intvalue;
structpath*next;
};
structfinish
{
intstat;
structfinish*next;
};
intmain（）
{
introw,colum,status=0,i,j,t,temp,processtest;
structallocation*allochead,*alloc1,*alloc2,*alloctemp;
structmax*maxhead,*maxium1,*maxium2,*maxtemp;
structavailable*avahead,*available1,*available2,*workhead,*work1,*work2,*worktemp,*worktemp1;
structneed*needhead,*need1,*need2,*needtemp;
structfinish*finihead,*finish1,*finish2,*finishtemp;
structpath*pathhead,*path1,*path2;
printf（"\n请输入系统资源的种类数:
"）;
scanf（"%d",&colum）;
printf（"请输入现时内存中的进程数:
"）;
scanf（"%d",&row）;
printf（"请输入已分配资源矩阵:
\n"）;
for（i=0;i{
for（j=0;j{
printf（"请输入已分配给进程p%d的%c种系统资源:
",i,'A'+j）;
if（status==0）
{
allochead=alloc1=alloc2=（structallocation*）malloc（alloclen）;
alloc1->next=alloc2->next=NULL;
scanf（"%d",&allochead->value）;
status++;
}
else
{
alloc2=（structallocation*）malloc（alloclen）;
scanf（"%d,%d",&alloc2->value）;
if（status==1）
{
allochead->next=alloc2;
status++;
}
alloc1->next=alloc2;
alloc1=alloc2;
}
}
}
alloc2->next=NULL;
status=0;
printf（"请输入最大需求矩阵:
\n"）;
for（i=0;i{
for（j=0;j{
printf（"请输入进程p%d种类%c系统资源最大需求:
",i,'A'+j）;
if（status==0）
{
maxhead=maxium1=maxium2=（structmax*）malloc（maxlen）;
maxium1->next=maxium2->next=NULL;
scanf（"%d",&maxium1->value）;
status++;
}
else
{
maxium2=（structmax*）malloc（maxlen）;
scanf（"%d,%d",&maxium2->value）;
if（status==1）
{
maxhead->next=maxium2;
status++;
}
maxium1->next=maxium2;
maxium1=maxium2;
}
}
}
maxium2->next=NULL;
status=0;
printf（"请输入现时系统剩余的资源矩阵:
\n"）;
for（j=0;j{
printf（"种类%c的系统资源剩余:
",'A'+j）;
if（status==0）
{
avahead=available1=available2=（structavailable*）malloc（avalen）;
workhead=work1=work2=（structavailable*）malloc（avalen）;
available1->next=available2->next=NULL;
work1->next=work2->next=NULL;
scanf（"%d",&available1->value）;
work1->value=available1->value;
status++;
}
else
{
available2=（structavailable*）malloc（avalen）;
work2=（structavailable*）malloc（avalen）;
scanf（"%d,%d",&available2->value）;
work2->value=available2->value;
if（status==1）
{
avahead->next=available2;
workhead->next=work2;
status++;
}
available1->next=available2;
available1=available2;
work1->next=work2;
work1=work2;
}
}
available2->next=NULL;
work2->next=NULL;
status=0;
alloctemp=allochead;
maxtemp=maxhead;
for（i=0;ifor（j=0;j{
if（status==0）
{
needhead=need1=need2=（structneed*）malloc（needlen）;
need1->next=need2->next=NULL;
need1->value=maxtemp->value-alloctemp->value;
status++;
}
else
{
need2=（structneed*）malloc（needlen）;
need2->value=（maxtemp->value）-（alloctemp->value）;
if（status==1）
{
needhead->next=need2;
status++;
}
need1->next=need2;
need1=need2;
}
maxtemp=maxtemp->next;
alloctemp=alloctemp->next;
}
need2->next=NULL;
status=0;
for（i=0;i{
if（status==0）
{
finihead=finish1=finish2=（structfinish*）malloc（finilen）;
finish1->next=finish2->next=NULL;
finish1->stat=0;
status++;
}
else
{
finish2=（structfinish*）malloc（finilen）;
finish2->stat=0;
if（status==1）
{
finihead->next=finish2;
status++;
}
finish1->next=finish2;
finish1=finish2;
}
}
finish2->next=NULL;/*Initializationcompleated*/
status=0;
processtest=0;
for（temp=0;temp{
alloctemp=allochead;
needtemp=needhead;
finishtemp=finihead;
worktemp=workhead;
for（i=0;i{
worktemp1=worktemp;
if（finishtemp->stat==0）
{
for（j=0;jnext,worktemp=worktemp->next）
if（needtemp->value<=worktemp->value）
processtest++;
if（processtest==colum）
{
for（j=0;j{
worktemp1->value+=alloctemp->value;
worktemp1=worktemp1->next;
alloctemp=alloctemp->next;
}
if（status==0）
{
pathhead=path1=path2=（structpath*）malloc（pathlen）;
path1->next=path2->next=NULL;
path1->value=i;
status++;
}
else
{
path2=（structpath*）malloc（pathlen）;
path2->value=i;
if（status==1）
{
pathhead->next=path2;
status++;
}
path1->next=path2;
path1=path2;
}
finishtemp->stat=1;
}
else
{
for（t=0;talloctemp=alloctemp->next;
finishtemp->stat=0;
}
}
else
for（t=0;t{
needtemp=needtemp->next;
alloctemp=alloctemp->next;
}
processtest=0;
worktemp=workhead;
finishtemp=finishtemp->next;
}
}
path2->next=NULL;
finishtemp=finihead;
for（temp=0;temp{
if（finishtemp->stat==0）
{
printf（"\n系统处于非安全状态!
\n"）;
exit（0）;
}
finishtemp=finishtemp->next;
}
printf（"\n系统处于安全状态.\n"）;
printf（"\n安全序列为:
\n"）;
do
{
printf（"p%d",pathhead->value）;
}
while（pathhead=pathhead->next）;
printf（"\n"）;
return0;
}
6.程序运行时的初值和运行结果
四、实验体会
个进程同时运行时，系统根据各类系统资源的最大需求和各类系统的剩余资源为进程安排安全序列，使得系统能快速且安全地运行进程，不至发生死锁。
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