銀行家算法+實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、淮海工學(xué)院計(jì)算機(jī)工程學(xué)院實(shí)驗(yàn)報(bào)告書課程名： 操作系統(tǒng)原理 題 目： 銀行家算法 班 級(jí)： D軟件101 學(xué) 號(hào)： 姓 名： 陳衍 評(píng)語(yǔ)：成績(jī)： 指導(dǎo)教師： 批閱時(shí)間： 年 月 日一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康你y行家算法是操作系統(tǒng)中避免死鎖的典型算法，本實(shí)驗(yàn)可以加深對(duì)銀行家算法的步驟和相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)用法的更好理解。實(shí)驗(yàn)環(huán)境Turbo C 2.0/3.0或VC+6.0實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)4學(xué)時(shí)，必做實(shí)驗(yàn)。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容用C語(yǔ)言編寫一個(gè)簡(jiǎn)單的銀行家算法模擬程序，用銀行家算法實(shí)現(xiàn)資源分配。程序能模擬多個(gè)進(jìn)程共享多種資源的情形。進(jìn)程可動(dòng)態(tài)地申請(qǐng)資源，系統(tǒng)按各進(jìn)程的申請(qǐng)動(dòng)態(tài)地分配資源。要求程序具有顯示和打印各進(jìn)程的某一時(shí)刻的資源分配表和安

2、全序列；顯示和打印各進(jìn)程依次要求申請(qǐng)的資源數(shù)量以及為某進(jìn)程分配資源后的有關(guān)資源數(shù)據(jù)的情況。3、 實(shí)驗(yàn)說(shuō)明實(shí)驗(yàn)中進(jìn)程的數(shù)量、資源的種類以及每種資源的總量Totalj最好允許動(dòng)態(tài)指定。初始時(shí)每個(gè)進(jìn)程運(yùn)行過(guò)程中的最大資源需求量Maxi,j和系統(tǒng)已分配給該進(jìn)程的資源量Allocationi,j均為已知（這些數(shù)值可以在程序運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)輸入），而算法中其他數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的值（包括Needi,j、Availablej）則需要由程序根據(jù)已知量的值計(jì)算產(chǎn)生。4、 實(shí)驗(yàn)步驟1、 理解本實(shí)驗(yàn)中關(guān)于兩種調(diào)度算法的說(shuō)明。2、 根據(jù)調(diào)度算法的說(shuō)明，畫出相應(yīng)的程序流程圖。3、 按照程序流程圖，用C語(yǔ)言編程并實(shí)現(xiàn)。五、分析與思考1

3、要找出某一狀態(tài)下所有可能的安全序列，程序該如何實(shí)現(xiàn)？答：要找出這個(gè)狀態(tài)下的所有可能的安全序列，前提是要是使這個(gè)系統(tǒng)先處于安全狀態(tài)，而系統(tǒng)的狀態(tài)可通過(guò)以下來(lái)描述：進(jìn)程剩余申請(qǐng)數(shù)=最大申請(qǐng)數(shù)-占有數(shù)；可分配資源數(shù)=總數(shù)-占有數(shù)之和；通過(guò)這個(gè)描述來(lái)算出系統(tǒng)是否安全，從而找出所有的安全序列。2 銀行家算法的局限性有哪些？答：銀行家算法是一種最有代表性的避免死鎖的算法。銀行家算法即把操作系統(tǒng)看作是銀行 家，操作系統(tǒng)管理的資源相當(dāng)于銀行家管理的資金，進(jìn)程向操作系統(tǒng)請(qǐng)求分配資源相當(dāng)于用戶向銀行家貸款。當(dāng)進(jìn)程在執(zhí)行中繼續(xù)申請(qǐng)資源時(shí)，先測(cè)試該進(jìn)程已占用的資源數(shù)與本次申請(qǐng)的資源數(shù)之和是否超過(guò)了該進(jìn)程對(duì)資源的最大需

4、求量。若超過(guò)則拒絕分配資源，若沒有超過(guò)則再測(cè)試系統(tǒng)現(xiàn)存的資源能否滿足該進(jìn)程尚需的最大資源量，若能滿足則按當(dāng)前的申請(qǐng)量分配資源，否則也要推遲分配。但任何一種算法都存在其缺點(diǎn)，對(duì)各進(jìn)程的資源分配要求嚴(yán)格，經(jīng)常使其處于不安全狀態(tài)，銀行家算法的主要局限是過(guò)于謹(jǐn)慎和檢查各申請(qǐng)者對(duì)各類資源的最大需求量開銷較大。六、測(cè)試數(shù)據(jù)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果銀行家算法流程圖（1）所示：開始輸入?yún)?shù)RequestilNeedll出錯(cuò)返回YRequestilAvailablel出錯(cuò)返回假定分配NYN假定分配后，系統(tǒng)安全嗎？申請(qǐng)成功，輸出各數(shù)據(jù)變化。申請(qǐng)失敗，以上分配作廢，恢復(fù)原來(lái)分配結(jié)束是否運(yùn)行結(jié)果如圖所示：圖（1）圖（2）七、實(shí)驗(yàn)心

5、得與體會(huì)通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)，我知道了可以把操作系統(tǒng)看作是銀行家，操作系統(tǒng)管理的資源相當(dāng)于銀行家管理的資金，進(jìn)程向操作系統(tǒng)請(qǐng)求分配資源相當(dāng)于用戶向銀行家貸款。 為保證資金的安全，銀行家規(guī)定： (1) 當(dāng)一個(gè)顧客對(duì)資金的最大需求量不超過(guò)銀行家現(xiàn)有的資金時(shí)就可接納該顧客； (2) 顧客可以分期貸款，但貸款的總數(shù)不能超過(guò)最大需求量； (3) 當(dāng)銀行家現(xiàn)有的資金不能滿足顧客尚需的貸款數(shù)額時(shí)，對(duì)顧客的貸款可推遲支付，但總能使顧客在有限的時(shí)間里得到貸款； (4) 當(dāng)顧客得到所需的全部資金后，一定能在有限的時(shí)間里歸還所有的資金. 操作系統(tǒng)按照銀行家制定的規(guī)則為進(jìn)程分配資源，當(dāng)進(jìn)程首次申請(qǐng)資源時(shí)，要測(cè)試該進(jìn)程對(duì)資源的

6、最大需求量，如果系統(tǒng)現(xiàn)存的資源可以滿足它的最大需求量則按當(dāng)前的申請(qǐng)量分配資源，否則就推遲分配。當(dāng)進(jìn)程在執(zhí)行中繼續(xù)申請(qǐng)資源時(shí)，先測(cè)試該進(jìn)程本次申請(qǐng)的資源數(shù)是否超過(guò)了該資源所剩余的總量。若超過(guò)則拒絕分配資源，若能滿足則按當(dāng)前的申請(qǐng)量分配資源，否則也要推遲分配。這次的實(shí)驗(yàn)中還遇到一些問題，在同學(xué)的幫助下一一解決了。附錄#include#include#include#define False 0#define True 1int Max100100=0;/各進(jìn)程所需各類資源的最大需求int Avaliable100=0;/系統(tǒng)可用資源char name100=0;/資源的名稱int Allocati

7、on100100=0;/系統(tǒng)已分配資源int Need100100=0;/還需要資源int Request100=0;/請(qǐng)求資源向量int temp100=0;/存放安全序列int Work100=0;/存放系統(tǒng)可提供資源int M=100;/作業(yè)的最大數(shù)為100int N=100;/資源的最大數(shù)為100void showdata()/顯示資源矩陣 int i,j; cout系統(tǒng)目前可用的資源Avaliable:endl; for(i=0;iN;i+) coutnamei ; coutendl; for (j=0;jN;j+) coutAvaliablej ;/輸出分配資源 coutendl;

8、 cout Max Allocation Needendl; cout進(jìn)程名 ; for(j=0;j3;j+) for(i=0;iN;i+) coutnamei ; cout ; coutendl; for(i=0;iM;i+) cout i ; for(j=0;jN;j+) coutMaxij ; cout ; for(j=0;jN;j+) coutAllocationij ; cout ; for(j=0;jN;j+) coutNeedij ; coutendl; int changdata(int i)/進(jìn)行資源分配 int j;for (j=0;jM;j+) Avaliablej=Av

9、aliablej-Requestj; Allocationij=Allocationij+Requestj; Needij=Needij-Requestj;return 1;int safe()/安全性算法int i,k=0,m,apply,Finish100=0;int j;int flag=0;Work0=Avaliable0;Work1=Avaliable1;Work2=Avaliable2;for(i=0;iM;i+) apply=0; for(j=0;jN;j+) if (Finishi=False&Needij=Workj) apply+; if(apply=N) for(m=0;

10、mN;m+) Workm=Workm+Allocationim;/變分配數(shù) Finishi=True; tempk=i; i=-1; k+; flag+; for(i=0;iM;i+) if(Finishi=False) cout系統(tǒng)不安全endl;/不成功系統(tǒng)不安全 return -1; cout系統(tǒng)是安全的!endl;/如果安全，輸出成功 cout分配的序列:;for(i=0;iM;i+)/輸出運(yùn)行進(jìn)程數(shù)組 couttempi; if(iM-1) cout; coutendl; return 0;void share()/利用銀行家算法對(duì)申請(qǐng)資源對(duì)進(jìn)行判定char ch;int i=0,j

11、=0;ch=y;cout請(qǐng)輸入要求分配的資源進(jìn)程號(hào)(0-M-1i;/輸入須申請(qǐng)的資源號(hào)cout請(qǐng)輸入進(jìn)程 i 申請(qǐng)的資源:endl;for(j=0;jN;j+) coutnamejRequestj;/輸入需要申請(qǐng)的資源 for (j=0;jNeedij)/判斷申請(qǐng)是否大于需求，若大于則出錯(cuò) cout進(jìn)程 i申請(qǐng)的資源大于它需要的資源; cout 分配不合理，不予分配！Avaliablej)/判斷申請(qǐng)是否大于當(dāng)前資源，若大于則 /出錯(cuò) cout進(jìn)程i申請(qǐng)的資源大于系統(tǒng)現(xiàn)在可利用的資源; cout 分配出錯(cuò)，不予分配!endl; ch=n; break; if(ch=y) changdata(i)

12、;/根據(jù)進(jìn)程需求量變換資源 showdata();/根據(jù)進(jìn)程需求量顯示變換后的資源 safe();/根據(jù)進(jìn)程需求量進(jìn)行銀行家算法判斷 void addresources()/添加資源 int n,flag;coutn;flag=N;N=N+n;for(int i=0;in;i+) coutnameflag; coutAvaliableflag+;showdata();safe();void delresources()/刪除資源char ming;int i,flag=1;coutming;for(i=0;iN;i+) if(ming=namei) flag=0; break; if(i=N)

13、 cout該資源名稱不存在，請(qǐng)重新輸入：;while(flag);for(int j=i;jN-1;j+) namej=namej+1; Avaliablej=Avaliablej+1; N=N-1;showdata();safe();void changeresources()/修改資源函數(shù)cout系統(tǒng)目前可用的資源Avaliable:endl; for(int i=0;iN;i+) coutnamei:Avaliableiendl;cout輸入系統(tǒng)可用資源Avaliable:Avaliable0Avaliable1Avaliable2;cout經(jīng)修改后的系統(tǒng)可用資源為endl;for (i

14、nt k=0;kN;k+) coutnamek:Avaliablekendl;showdata();safe();void addprocess()/添加作業(yè) int flag=M;M=M+1;cout請(qǐng)輸入該作業(yè)的最打需求量Maxendl;for(int i=0;iN;i+) coutnameiMaxflagi; Needflagi=Maxflagi-Allocationflagi;showdata();safe();int main()/主函數(shù) int i,j,number,choice,m,n,flag;char ming;cout*單處理機(jī)系統(tǒng)進(jìn)程調(diào)度實(shí)現(xiàn)*endl;coutn;N=n

15、;for(i=0;in;i+) cout資源i+1ming; namei=ming; coutnumber; Avaliablei=number;coutendl;coutm;M=m;cout請(qǐng)輸入各進(jìn)程的最大需求量(m*n矩陣)Max:endl;for(i=0;im;i+) for(j=0;jMaxij;do flag=0; cout請(qǐng)輸入各進(jìn)程已經(jīng)申請(qǐng)的資源量(m*n矩陣)Allocation:endl; for(i=0;im;i+) for(j=0;jAllocationij; if(AllocationijMaxij) flag=1; Needij=Maxij-Allocationij; if(flag) cout申請(qǐng)的資源大于最大需求量，請(qǐng)重新輸入!n;while(flag); showdata();/顯示各種資源 safe();/用銀行家算法判定系統(tǒng)是否安全 while(choice) cout*銀行家算法演示*endl; cout 1:增加資源 endl; cout 2:刪除資源 endl; cout 3:修改資源 endl; cout 4:分配資源 endl; cout 5:增加作業(yè) endl; cout 0:離開 endl; cout*