银行家算法实现资源分配培训资料.docx
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银行家算法实现资源分配培训资料
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;ifor(j=0;jcin>>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;jcout<(2)<cout<<"";
for(j=0;jcout<(2)<cout<<"";
for(j=0;jcout<(2)<cout<<"";
if(i==0)
for(j=0;jcout<(2)<cout<}
}
boolSafe()/*安全性算法*/
{
inti,j,k,l=0;
intWork[N];/*工作数组*/
for(i=0;iWork[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;zcout<(2)<cout<<"";
for(z=0;zcout<(2)<cout<<"";
for(z=0;zcout<(2)<cout<<"";
for(k=0;k{
Work[k]+=ALLOCATION[i][k];
}
for(z=0;zcout<(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。