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1、银行家算法设计实验报告一题目分析1. 银行家算法 ：我们可以把操作系统看做是银行家，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资源相当于客户向银行家贷款。操作系统按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，要测试该进程尚需求的资源量，若是系统现存的资源可以满足它尚需求的资源量，则按当前的申请量来分配资源，否则就推迟分配。当进程在执行中继续申请资源时，先测试该进程申请的资源量是否超过了它尚需的资源量。若超过则拒绝分配，若没有超过则再测试系统尚存的资源是否满足该进程尚需的资源量，若满足即可按当前的申请量来分配，若不满足亦推迟分配。2.基本要求
2、60;：（1）可以输入某系统的资源以及 T0 时刻进程对资源的占用及需求情况的表项，以及T0 时刻系统的可利用资源数。（2）对 T0 时刻的进行安全性检测，即检测在 T0 时刻该状态是否安全。（3）进程申请资源，用银行家算法对其进行检测，分为以下三种情况：A. 所申请的资源大于其所需资源，提示分配不合理不予分配并返回B. 所申请的资源未大于其所需资源，但大于系统此时的可利用资源，提示分配不合理不予分配并返回。C. 所申请的资源未大于其所需资源，亦未大于系统此时的可利用资源，预分配并进行安全性检查
3、：a. 预分配后系统是安全的，将该进程所申请的资源予以实际分配并打印后返回。b. 与分配后系统进入不安全状态，提示系统不安全并返回。（4）对输入进行检查，即若输入不符合条件，应当报错并返回重新输入。3.目的：根据设计题目的要求，充分地分析和理解题目，叙述系统的要求，明确程序要求实现的功能以及限制条件。明白自己需要用代码实现的功能，清楚编写每部分代码的目的，做到有的放矢，有条理不遗漏的用代码实现银行家算法。二. 概要设计1.算法思路：先对用户提出的请求进行合法性检查，即检查请求是否大于需要的，是否大于可利用的。若请求合法，则进行预分配，对分配后的状态调用安全性算法进
4、行检查。若安全，则分配；若不安全，则拒绝申请，恢复到原来的状态，拒绝申请。2.安全性算法步骤（1）设置两个变量剩余资源变量盘 p。它表示系统可提供进程继续运行所需要的各类资源数目，执行安全算法开始时，pN=SN1标记数组 C。它表示系统是否有足够的资源分配给进程，使之运行完成，开始时先做Ci=F，当有足够资源分配给进程时，令 Ci=T。（2）从进程集合中找到一个能满足下述条件的进程：Ci=FQ<=p如找到，执行步骤（3）；否则，执行步骤（4）。（3）当进程 T 获得资源后，可顺利执行，直至完成，并释放出分配给它的资源，故应执行：p=p+R
5、;Ci=T;转向步骤（2）。（4）如果所有进程的 Ci=T,则表示系统处于安全状态；否则，系统处于不安全状态。3.进程请求算法步骤（1）如果 Request=Q,则转向步骤(2)；否则，认为出错，因为它所需要的资源数已超过它所宣布的最大值。（2）如果 Request=p,则转向步骤（3）；否则，表示系统中尚无足够的资源，进程必须等待。（3）系统试探把要求的资源分配给进程 Tt(t 从 1 开始),并修改下面数据结构中的数值：pj=pj-Requestt-1j;Rt-1j= Rt-1j+Requestt-1j;Qt-
6、1j= Qt-1j-Requestt-1j;(4)系统执行安全性算法，检查此次资源分配后，系统是否处于安全状态。4. 主要用到的数据结构：(1)(2)(3)(4)(5)(6)最大需求矩阵 MaxNN已分配矩阵 RNN仍需求矩阵 QNN=MaxNN-RNN可利用资源向量 pN申请各类资源向量 RequestN工作向量 work , CN(7)各类资源总数 SN;5.程序模块：void main()系统的主函数，用来显示资源的分配情况和提示信息，同时用 Main函数来调
7、用其它子程序。1int check();安全性检查函数，用来检查是否有安全序列，如果存在则返回一个 给主函数，否则返回0。int judge();进程请求函数，用来进行资源请求，分为手动的和随机申请。同时对申请的资源进行判断，检查申请是否有效，如果有效则返回一个 1给主函数，否则返回0。三流程图21.银行家算法 Main( )函数流程图开始输入进程个数输入资源类数输入每类资源数输入进程最大需求矩阵Max 、已分配矩阵R尚需矩阵Q=MAX-R打印输出此时资源分配情况表调用check()函数进行安全性检查调用judge()函数进
8、行请求分配32.安全性检查算法 check( )函数流程图调 用 check() 函数p=SC=FNQij<=pjCi=F?Yj=n?NYpj=pj+RijCi=T所有进程的 Ci=T?l=m?NY输出安全序列，并输出提示：系统不安打印出当前资源分全配情况调用结束43.进程请求算法 judge( )函数流程图四运行结果及说明输入进程总数，资源总类，每类资源总数；然后输入已分配矩阵，最大需求矩阵，系统会求出尚需矩阵并且在屏幕上输出；然后系统调用 check（）安全检查函数进行安全检查，会在屏幕上输出系
9、统是否安全，若安全，则会输出安全序列；接着系统调用 judge（）请求分配函数，屏幕上提醒输入要申请资源的序列号和要申请的各类资源数，输入以后，系统会进行判断要申请的资源数是否小于剩余资源数，是否小于或等于最大需求数，若都小于，系统会进行安全检查，若安全，系统就会进行资源分配。运行结果如下：5五、总结通过这次的课程设计，我了解掌握了银行家算法，学会模拟实现资源分配，同时通过编写和调试一个系统分配资源的简单模拟程序，观察到了死锁产生的条件，并使用适当的算法，有效的防止和避免死锁的发生。虽然操作系统是以前学的，再接触时遗忘了许多，但是通过老师的讲解，同学的帮助，自己也仔细地看了这次课程设
10、计的实验指导，捡回了许多东西，对于银行家算法的设计、编写的思路变得清晰。通过几天反复的阅读实验指导，仔细的思考出现的问题，反复推敲、测试与修改，终于能完满的完成课程设计任务。课程设计的时间虽然不长，但带了给我知识，也带给了我战胜困难、完成任务的欢乐。希望以后有更多的机会接触这类的课程设计。6附：程序清单#define N 100#include<stdio.h>int TN;int SN;/*各类资源总数*/int pN;/*剩余资源数*/char CN;int RNN;/*已分配矩阵*/int QNN
11、;/*尚需分配矩阵*/int MAXNN;/*最大需求矩阵*/int check();int judge();main()int sum,i,j,n,m;printf("请输入进程总数：");scanf("%d",&m);printf("请输入资源总类数：");scanf("%d",&n);printf("请输入每类资源总数：");for(j=0;j<n;j+)scanf("%d",&Sj);printf(
12、"请输入已分配资源矩阵：n");for(i=0;i<m;i+)for(j=0;j<n;j+)scanf("%d",&Rij);/*已分配矩阵*/printf("请输入最大需求资源矩阵：n");for(i=0;i<m;i+)for(j=0;j<n;j+)scanf("%d",&MAXij);/*最大需求矩阵*/printf("尚需分配资源矩阵为：n");printf("进程名");for(j=0;j<n;j+)printf(&quo
13、t;R%dt",j+1);printf("n");for(i=0;i<m;i+)printf("T%dt",i+1);for(j=0;j<n;j+)Qij=MAXij-Rij;7printf("%dt",Qij);/*尚需分配矩阵*/printf("n");check(m,n);judge(m,n);int check(int m,int n)int i,j,k,l=0;for(j=0;j<n;j+) pj=Sj;for(i=0;i<
14、;m;i+)pj=pj-Rij;for(i=0;i<m;i+)Ci='F'for(i=0;i<m;i+)if(Ci='T')continue;elsefor(j=0;j<n;j+) if(pj<Qij)break;if(j=n)Ci='T'for( k=0;k<n;k+)pk+=Rik;Tl+=i;i-=1;else continue;if(l=m)printf("系统是安全的n");printf("安全序列是：n");for(i=0;i<l
15、;i+)printf("T%d",Ti+1);if(i!=l-1)printf("->");printf("n");/*安全检查函数*/8return 1;int judge(int m,int n)/*进程请求函数*/int i,j,t;int RequestNN;char ch;while(1)printf("输入要申请的资源的进程号(1%d):",m);scanf("%d",&t);printf("
16、;输入进程所请求的各资源的数量:");for(j=0;j<n;j+)scanf("%d",&Requestt-1j);for(j=0;j<n;j+)if(Requestt-1j>Qt-1j)printf("你输入的请求数超过进程的需求量!n");return 0;if(Requestt-1j>pj)printf("你输入的请求数超过系统有的资源数!n");return 0;for(j=0;j<n;j+)pj-=Requestt-1j;Rt-1j+=Requestt-1
17、j;Qt-1j-=Requestt-1j;if(check)printf("同意分配请求!n");elseprintf("你的请求被拒绝!n");9for(j=0;j<n;j+)pj+=Requestt-1j;Rt-1j-=Requestt-1j;Qt-1j+=Requestt-1j;for(i=0;i<m;i+)Ci='F'printf("你还想再次请求分配吗？是请按 y/Y，否请按 n/N，再确定n");while(1)ch=getch();if(ch='y'|ch='Y'|ch='n'|ch='N')break;elseprintf("请按要求输入!n");continue;if(ch='y'|ch='Y')continue;elsebreak;10