《操作系统》课程设计 银行家算法

《操作系统》课程设计题目：银行家算法系别：计算机信息与技术系专业：信息管理与信息系统班级：B120605学号：B12060520学生姓名：张伟指导教师：张娟2014年12月2目录一设计目的........................................................................................3二问题描述........................................................................................3三设计思路........................................................................................3四详细设计........................................................................................44.1．进程i发出请求资源申请........................................................44.2安全性检查算法（check()函数）...............................................4五．流程图.........................................................................................5六源程序：........................................................................................8七．程序运行调试结果：.................................................................137.1.程序初始化...............................................................................137.2.检测系统资源分配是否安全结果............................................13八总结.............................................................................................153一设计目的通过设计和调试银行家算法，加深对死锁概念和死锁避免的理解二问题描述在死锁的避免中，银行家算法把系统状态分为安全状态和不安全状态，只要能使系统始终处于安全状态，便可以避免发生死锁。所谓安全状态，是指系统能按某种顺序为每个进程分配所需资源，直到最大需求，使每一个进程都可以顺利完成，即可找到一个安全资源分配序列。模拟实现这个工作过程。三设计思路我们可以把操作系统看作是银行家，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分配资源相当于用户向银行家贷款。为保证资金的安全，银行家规定：3.1当一个顾客对资金的最大需求量不超过银行家现有的资金时就可接纳该顾客；3.2顾客可以分期贷款，但贷款的总数不能超过最大需求量；3.3当银行家现有的资金不能满足顾客尚需的贷款数额时，对顾客的贷款可推迟支付，但总能使顾客在有限的时间里得到贷款；3.4当顾客得到所需的全部资金后，一定能在有限的时间里归还所有的资金.操作系统按照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，要测试该进程对资源的最大需求量，如果系统现存的资源可以满足它的最大需求量则按当前的申请量分配资源，否则就推迟分配。当进程在执行中继续申请资源时，先测试该进程本次申请的资源数是否超过了该资源所剩余的总量。若超过则拒绝分配资源，若能满足则按当前的申请量分配资源，否则也要推迟分配。4四详细设计4.1．进程i发出请求资源申请4.1.1如果Request[j]=need[i,j],转向步骤(2),否则认为出错，因为他所需要的资源数已经超过它所宣布的最大值。4.1.2如果：Requesti[j]=available[i,j]，转向步骤(3)，否则表示尚无足够资源，进程i需等待。4.1.3若以上两个条件都满足，则系统试探着将资源分配给申请的进程，并修改下面数据结构中的数值：Available[i,j]=Available[i,j]-Request[j]；Allocation[i][j]=Allocation[i][j]+Request[j]；need[i][j]=need[i][j]-Request[j]；4.1.4试分配后，执行安全性检查，调用check()函数检查此次资源分配后系统是否处于安全状态。若安全，才正式将资源分配给进程；否则本次试探分配作废，恢复原来的资源分配状态，让该进程等待。4.1.5用do{…}while循环语句实现输入字符y/n判断是否继续进行资源申请。4.2安全性检查算法（check()函数）4.2.1设置两个向量：工作向量Work，它表示系统可提供给进程继续运行所需的各类资源数目，在执行安全性算法开始时，Work=Available。工作向量Finish，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Finish[i]=false；当有足够的资源分配给进程时，再令Finish[i]=true。4.2.2在进程中查找符合以下条件的进程：条件1：Finish[i]=false；条件2：need[i][j]=Work[j]若找到，则执行步骤(3)否则，执行步骤(4)54.2.3当进程获得资源后，可顺利执行，直至完成，并释放出分配给它的资源，故应执行：Work[j]=Work[j]+Allocation[i][j]；Finish[i]=true；gotostep(2)；4.2.4如果所有的Finish[i]=true都满足，则表示系统处于安全状态，否则，处于不安全状态。五．流程图5.1安全性算法流程图6调用check()函数work[]=available[]finish[]=falseneed[][]=work[]finish[]=false?work[]=work[]+allocation[][]finish[]=trueYN所有进程的finish[]==true?YN输出安全序列，并打印出当前资源分配情况输出提示：系统不安全调用结束7YNYNYNYN系统初始化输入进程个数no1输入资源类数no2输入进程最大需求矩阵Max、已分配矩阵Allocation和可利用资源矩阵Available打印输出此时资源分配情况表Need[][]=Max[][]-Allocation[][]输入欲申请资源进程号输入是否合法输入该进程申请的资源量Request[]Need[][]?继续分配(Y)?or退出(N)?Request[]Available[][]?预分配调用check()函数进行安全性检查退出系统5.2银行家算法流程图8六源程序：程序源代码：#includestdio.h#includestdlib.h#includeconio.h#definem50intno1;//进程数intno2;//资源数intr;intallocation[m][m],need[m][m],available[m],max[m][m];charname1[m],name2[m];//定义全局变量voidmain(){voidcheck();voidprint();inti,j,p=0,q=0;charc;intrequest[m],allocation1[m][m],need1[m][m],available1[m];printf(**********************************************\n);printf(*银行家算法的设计与实现*\n);printf(**********************************************\n);printf(请输入进程总数:\n);scanf(%d,&no1);printf(请输入资源种类数:\n);scanf(%d,&no2);printf(请输入Max矩阵:\n);for(i=0;ino1;i++)for(j=0;jno2;j++)scanf(%d,&max[i][j]);//输入已知进程最大资源需求量printf(请输入Allocation矩阵:\n);for(i=0;ino1;i++)for(j=0;jno2;j++)scanf(%d,&allocation[i][j]);//输入已知的进程已分配的资源数for(i=0;ino1;i++)for(j=0;jno2;j++)need[i][j]=max[i][j]-allocation[i][j];//根据输入的两个数组计算出need矩阵的值printf(请输入Available矩阵\n);for(i=0;ino2;i++)9scanf(%d,&available[i]);//输入已知的可用资源数print();//输出已知条件check();//检测T0时刻已知条件的安全状态if(r==1)//如果安全则执行以下代码{do{q=0;p=0;printf(\n请输入请求资源的进程号(0~4)：\n);for(j=0;j=10;j++){scanf(%d,&i);if(i=no1){printf(输入错误，请重新输入：\n);continue;}elsebreak;}printf(\n请输入该进程所请求的资源数request[j]:\n);for(j=0;jno2;j++)scanf(%d,&request[j]);for(j=0;jno2;j++)if(request[j]need[i][j])p=1;//判断请求是否超过该进程所需要的资源数if(p)printf(请求资源超过该进程资源需求量，请求失败！\n);else{for(j=0;jno2;j++)if(request[j]available[j])q=1;//判断请求是否超过可用资源数if(q)printf(没有做够的资源分配，请求失败！\n);else//请求满足条件{for(j=0;jno2;j++){available1[j]=available[j];allocation1[i][j]=allocation[i][j];need1[i][j]=need[i][j];//保存原已分配的资源数，仍需要的资源数和可用的资源数10available[j]=available[j]-request[j];allocation[i][j]+=request[j];need[i][j]=need[i][j]-request[j];//系统尝试把资源分配给请求的进程}print();check();//检测分配后的安全性if(r==0)//如果分配后系统不安全{for(j=0;jno2;j++){available[j]=available1[j];allocation[i][j]=allocation1[i][j];need[i][j]=need1[i][j];//还原已分配的资源数，仍需要的资源数和可用的资源数}printf(返回分配前资源数\n);print();}}}printf(\n你还要继续分配吗？YorN?\n);//判断是否继续进行资源分配c=getche();}while(c=='y'||c=='Y');}}voidcheck()//安全算法函数{intk,f,v=0,i,j;intwork[m],a[m];boolfinish[m];r=1;for(i=0;ino1