操作系统实验之银行家算法

操作系统实验之银行家算法

　　操作系统实验中的银行家算法复杂难懂，那么我们究竟要怎么去理解呢?下面由学习啦小编为大家整理了操作系统实验银行家算法的相关知识，希望大家喜欢!

　　操作系统实验——银行家算法

　　一、实验目的

　　1、 理解银行家算法。

　　2、 掌握进程安全性检查的方法与资源分配的方法。

　　二、实验内容与基本要求

　　编制模拟银行家算法的程序，并以下面给出的例子验证所编写的程序的正确性。

　　现在系统中A、B、C、D 4类资源分别还剩1、5、2、0个，请按银行家算法回答：

　　1、 现在系统是否处于安全状态?

　　2、 如果现在进程P1提出需要(0、4、2、0)个资源的请求，系统能否满足它的请求?

　　三、实验报告内容

　　1、 银行家算法和安全性检查算法原理

　　银行家算法：

　　银行家算法最初级原为银行系统设计，以确保银行在发放现金贷款时，不会发生不能满足所有客户需要的情况。在OS设计中，也可以用它来避免死锁。

　　为实现银行家算法，每个新进程在进入系统时它必须申明在运行过程中，可能需要的每种资源类型的最大单元数目，其数目不应超过系统所拥有的资源总量。当某一进程请求时，系统会自动判断请求量是否小于进程最大所需，同时判断请求量是否小于当前系统资源剩余量。若两项均满足，则系统试分配资源并执行安全性检查算法。

　　安全性检查算法 :

　　安全性检查算法用于检查系统进行资源分配后是否安全，若安全系统才可以执行此次分配;若不安全，则系统不执行此次分配。

　　安全性检查算法原理为：在系统试分配资源后，算法从现有进程列表寻找出一个可执行的进程进行执行，执行完成后回收进程占用资源;进而寻找下一个可执行进程。当进程需求量大于系统可分配量时，进程无法执行。当所有进程均可执行，则产生一个安全执行序列，系统资源分配成功。若进程无法全部执行，即无法找到一条安全序列，则说明系统在分配资源后会不安全，所以此次分配失败。

　　2、 程序流程图

　　3、 程序及注释

　　#include

　　//////////////////////////////////////////////////////////////////////////

　　//全局变量定义

　　int Available[100]; //可利用资源数组

　　int Max[50][100]; //最大需求矩阵

　　int Allocation[50][100]; //分配矩阵

　　int Need[50][100]; //需求矩阵

　　int Request[50][100]; //M个进程还需要N类资源的资源量

　　int Finish[50];

　　int p[50];

　　int m,n; //M个进程,N类资源

　　/////////////////////////////////////////////////////////////////////////

　　//安全性算法

　　int Safe()

　　{

　　int i,j,l=0;

　　int Work[100]; //可利用资源数组

　　for (i=0;i

　　Work[i]=Available[i];

　　for (i=0;i

　　Finish[i]=0;

　　for (i=0;i

　　{

　　if (Finish[i]==1)

　　continue;

　　else

　　{

　　for (j=0;j

　　{

　　if (Need[i][j]>Work[j])

　　break;

　　}

　　if (j==n)

　　{

　　Finish[i]=1;

　　for(int k=0;k

　　Work[k]+=Allocation[i][k];

　　p[l++]=i;

　　i=-1;

　　}

　　else continue;

　　}

　　if (l==m)

　　{

　　cout<<"系统是安全的"<<'\n';

　　cout<<"系统安全序列是:\n";

　　for (i=0;i

　　{

　　cout<

　　if (i!=l-1)

　　cout<<"-->";

　　}

　　cout<<'\n';

　　return 1;

　　}

　　}

　　}

　　/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

　　//银行家算法

　　int main()

　　{

　　int i,j,mi;

　　cout<<"输入进程的数目:\n";

　　cin>>m;

　　cout<<"输入资源的种类:\n";

　　cin>>n;

　　cout<<"输入每个进程最多所需的各类资源数,按照"<

　　for (i=0;i

　　for(j=0;j

　　cin>>Max[i][j];

　　cout<<"输入每个进程已经分配的各类资源数,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<<"你输入的第"<

　　j--;

　　continue;

　　}

　　}

　　}

　　cout<<"请输入各个资源现有的数目:\n";

　　for (i=0;i

　　cin>>Available[i];

　　Safe();

　　while (1)

　　{

　　cout<<"输入要申请的资源的进程号：(第一个进程号为0，第二个进程号为1，依此类推)\n";

　　cin>>mi;

　　cout<<"输入进程所请求的各个资源的数量\n";

　　for (i=0;i

　　cin>>Request[mi][i];

　　for (i=0;i

　　{

　　if (Request[mi][i]>Need[mi][i])

　　{

　　cout<<"所请求资源数超过进程的需求量!\n";

　　return 0;

　　}

　　if (Request[mi][i]>Available[i])

　　{

　　cout<<"所请求资源数超过系统所有的资源数!\n";

　　return 0;

　　}

　　}

　　for (i=0;i

　　{

　　Available[i]-=Request[mi][i];

　　Allocation[mi][i]+=Request[mi][i];

　　Need[mi][i]-=Request[mi][i];

　　}

　　if (Safe())

　　cout<<"同意分配请求\n";

　　else

　　{

　　cout<<"SORRY╮(╯▽╰)╭……你的请求被拒绝…\n";

　　for (i=0;i

　　{

　　Available[i]+=Request[mi][i];

　　Allocation[mi][i]-=Request[mi][i];

　　Need[mi][i]+=Request[mi][i];

　　}

　　}

　　for (i=0;i

　　Finish[i]=0;

　　char Flag; //标志位

　　cout<<"是否再次请求分配?是请按Y/y，否请按N/n";

　　while (1)

　　{

　　cin>>Flag;

　　if (Flag=='Y'||Flag=='y'||Flag=='N'||Flag=='n')

　　break;

　　else

　　{

　　cout<<"请按要求重新输入:\n";

　　continue;

　　}

　　}

　　if (Flag=='Y'||Flag=='y')

　　continue;

　　else break;

　　}

　　}

　　4、 运行结果以及结论

　　图示为题目所给定的条件下的程序运行结果。可看出在现有分配情况下，该系统安全。

　　下图为，P1提出请求后，程序的运行结果，可知，系统仍然安全，所以系统可以满足请求。