操作系統實驗之銀行家算法

操作系統實驗之銀行家算法

　　操作系統實驗中的銀行家算法復雜難懂，那么我們究竟要怎么去理解呢?下面由學習啦小編為大家整理了操作系統實驗銀行家算法的相關知識，希望大家喜歡!

　　操作系統實驗——銀行家算法

　　一、實驗目的

　　1、 理解銀行家算法。

　　2、 掌握進程安全性檢查的方法與資源分配的方法。

　　二、實驗內容與基本要求

　　編制模擬銀行家算法的程序，并以下面給出的例子驗證所編寫的程序的正確性。

　　現在系統中A、B、C、D 4類資源分別還剩1、5、2、0個，請按銀行家算法回答：

　　1、 現在系統是否處于安全狀態?

　　2、 如果現在進程P1提出需要(0、4、2、0)個資源的請求，系統能否滿足它的請求?

　　三、實驗報告內容

　　1、 銀行家算法和安全性檢查算法原理

　　銀行家算法：

　　銀行家算法最初級原為銀行系統設計，以確保銀行在發放現金貸款時，不會發生不能滿足所有客戶需要的情況。在OS設計中，也可以用它來避免死鎖。

　　為實現銀行家算法，每個新進程在進入系統時它必須申明在運行過程中，可能需要的每種資源類型的最大單元數目，其數目不應超過系統所擁有的資源總量。當某一進程請求時，系統會自動判斷請求量是否小于進程最大所需，同時判斷請求量是否小于當前系統資源剩余量。若兩項均滿足，則系統試分配資源并執行安全性檢查算法。

　　安全性檢查算法 :

　　安全性檢查算法用于檢查系統進行資源分配后是否安全，若安全系統才可以執行此次分配;若不安全，則系統不執行此次分配。

　　安全性檢查算法原理為：在系統試分配資源后，算法從現有進程列表尋找出一個可執行的進程進行執行，執行完成后回收進程占用資源;進而尋找下一個可執行進程。當進程需求量大于系統可分配量時，進程無法執行。當所有進程均可執行，則產生一個安全執行序列，系統資源分配成功。若進程無法全部執行，即無法找到一條安全序列，則說明系統在分配資源后會不安全，所以此次分配失敗。

　　2、 程序流程圖

　　3、 程序及注釋

　　#include

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

　　//全局變量定義

　　int Available[100]; //可利用資源數組

　　int Max[50][100]; //最大需求矩陣

　　int Allocation[50][100]; //分配矩陣

　　int Need[50][100]; //需求矩陣

　　int Request[50][100]; //M個進程還需要N類資源的資源量

　　int Finish[50];

　　int p[50];

　　int m,n; //M個進程,N類資源

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

　　//安全性算法

　　int Safe()

　　{

　　int i,j,l=0;

　　int Work[100]; //可利用資源數組

　　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<<"系統是安全的"<<'\n';

　　cout<<"系統安全序列是:\n";

　　for (i=0;i

　　{

　　cout<

　　if (i!=l-1)

　　cout<<"-->";

　　}

　　cout<<'\n';

　　return 1;

　　}

　　}

　　}

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

　　//銀行家算法

　　int main()

　　{

　　int i,j,mi;

　　cout<<"輸入進程的數目:\n";

　　cin>>m;

　　cout<<"輸入資源的種類:\n";

　　cin>>n;

　　cout<<"輸入每個進程最多所需的各類資源數,按照"<

　　for (i=0;i

　　for(j=0;j

　　cin>>Max[i][j];

　　cout<<"輸入每個進程已經分配的各類資源數,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<<"你輸入的第"<

　　j--;

　　continue;

　　}

　　}

　　}

　　cout<<"請輸入各個資源現有的數目:\n";

　　for (i=0;i

　　cin>>Available[i];

　　Safe();

　　while (1)

　　{

　　cout<<"輸入要申請的資源的進程號：(第一個進程號為0，第二個進程號為1，依此類推)\n";

　　cin>>mi;

　　cout<<"輸入進程所請求的各個資源的數量\n";

　　for (i=0;i

　　cin>>Request[mi][i];

　　for (i=0;i

　　{

　　if (Request[mi][i]>Need[mi][i])

　　{

　　cout<<"所請求資源數超過進程的需求量!\n";

　　return 0;

　　}

　　if (Request[mi][i]>Available[i])

　　{

　　cout<<"所請求資源數超過系統所有的資源數!\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<<"同意分配請求\n";

　　else

　　{

　　cout<<"SORRY╮(╯▽╰)╭……你的請求被拒絕…\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; //標志位

　　cout<<"是否再次請求分配?是請按Y/y，否請按N/n";

　　while (1)

　　{

　　cin>>Flag;

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

　　break;

　　else

　　{

　　cout<<"請按要求重新輸入:\n";

　　continue;

　　}

　　}

　　if (Flag=='Y'||Flag=='y')

　　continue;

　　else break;

　　}

　　}

　　4、 運行結果以及結論

　　圖示為題目所給定的條件下的程序運行結果。可看出在現有分配情況下，該系統安全。

　　下圖為，P1提出請求后，程序的運行結果，可知，系統仍然安全，所以系統可以滿足請求。