操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)之銀行家算法

操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)之銀行家算法

　　操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中的銀行家算法復(fù)雜難懂，那么我們究竟要怎么去理解呢?下面由學(xué)習(xí)啦小編為大家整理了操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)銀行家算法的相關(guān)知識(shí)，希望大家喜歡!

　　操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)——銀行家算法

　　一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

　　1、 理解銀行家算法。

　　2、 掌握進(jìn)程安全性檢查的方法與資源分配的方法。

　　二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)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(yàn)證所編寫的程序的正確性。

　　現(xiàn)在系統(tǒng)中A、B、C、D 4類資源分別還剩1、5、2、0個(gè)，請(qǐng)按銀行家算法回答：

　　1、 現(xiàn)在系統(tǒng)是否處于安全狀態(tài)?

　　2、 如果現(xiàn)在進(jìn)程P1提出需要(0、4、2、0)個(gè)資源的請(qǐng)求，系統(tǒng)能否滿足它的請(qǐng)求?

　　三、實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)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(jí)原為銀行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，以確保銀行在發(fā)放現(xiàn)金貸款時(shí)，不會(huì)發(fā)生不能滿足所有客戶需要的情況。在OS設(shè)計(jì)中，也可以用它來(lái)避免死鎖。

　　為實(shí)現(xiàn)銀行家算法，每個(gè)新進(jìn)程在進(jìn)入系統(tǒng)時(shí)它必須申明在運(yùn)行過(guò)程中，可能需要的每種資源類型的最大單元數(shù)目，其數(shù)目不應(yīng)超過(guò)系統(tǒng)所擁有的資源總量。當(dāng)某一進(jìn)程請(qǐng)求時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)判斷請(qǐng)求量是否小于進(jìn)程最大所需，同時(shí)判斷請(qǐng)求量是否小于當(dāng)前系統(tǒng)資源剩余量。若兩項(xiàng)均滿足，則系統(tǒng)試分配資源并執(zhí)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(tǒng)進(jìn)行資源分配后是否安全，若安全系統(tǒng)才可以執(zhí)行此次分配;若不安全，則系統(tǒng)不執(zhí)行此次分配。

　　安全性檢查算法原理為：在系統(tǒng)試分配資源后，算法從現(xiàn)有進(jìn)程列表尋找出一個(gè)可執(zhí)行的進(jìn)程進(jìn)行執(zhí)行，執(zhí)行完成后回收進(jìn)程占用資源;進(jìn)而尋找下一個(gè)可執(zhí)行進(jìn)程。當(dāng)進(jìn)程需求量大于系統(tǒng)可分配量時(shí)，進(jìn)程無(wú)法執(zhí)行。當(dāng)所有進(jìn)程均可執(zhí)行，則產(chǎn)生一個(gè)安全執(zhí)行序列，系統(tǒng)資源分配成功。若進(jìn)程無(wú)法全部執(zhí)行，即無(wú)法找到一條安全序列，則說(shuō)明系統(tǒng)在分配資源后會(huì)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(shù)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(gè)進(jìn)程還需要N類資源的資源量

　　int Finish[50];

　　int p[50];

　　int m,n; //M個(gè)進(jìn)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(shù)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(tǒng)是安全的"<<'\n';

　　cout<<"系統(tǒng)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(jìn)程的數(shù)目:\n";

　　cin>>m;

　　cout<<"輸入資源的種類:\n";

　　cin>>n;

　　cout<<"輸入每個(gè)進(jìn)程最多所需的各類資源數(shù),按照"<

　　for (i=0;i

　　for(j=0;j

　　cin>>Max[i][j];

　　cout<<"輸入每個(gè)進(jìn)程已經(jīng)分配的各類資源數(shù),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(qǐng)輸入各個(gè)資源現(xiàn)有的數(shù)目:\n";

　　for (i=0;i

　　cin>>Available[i];

　　Safe();

　　while (1)

　　{

　　cout<<"輸入要申請(qǐng)的資源的進(jìn)程號(hào)：(第一個(gè)進(jìn)程號(hào)為0，第二個(gè)進(jìn)程號(hào)為1，依此類推)\n";

　　cin>>mi;

　　cout<<"輸入進(jìn)程所請(qǐng)求的各個(gè)資源的數(shù)量\n";

　　for (i=0;i

　　cin>>Request[mi][i];

　　for (i=0;i

　　{

　　if (Request[mi][i]>Need[mi][i])

　　{

　　cout<<"所請(qǐng)求資源數(shù)超過(guò)進(jìn)程的需求量!\n";

　　return 0;

　　}

　　if (Request[mi][i]>Available[i])

　　{

　　cout<<"所請(qǐng)求資源數(shù)超過(guò)系統(tǒng)所有的資源數(shù)!\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(qǐng)求\n";

　　else

　　{

　　cout<<"SORRY╮(╯▽╰)╭……你的請(qǐng)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(biāo)志位

　　cout<<"是否再次請(qǐng)求分配?是請(qǐng)按Y/y，否請(qǐng)按N/n";

　　while (1)

　　{

　　cin>>Flag;

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

　　break;

　　else

　　{

　　cout<<"請(qǐng)按要求重新輸入:\n";

　　continue;

　　}

　　}

　　if (Flag=='Y'||Flag=='y')

　　continue;

　　else break;

　　}

　　}

　　4、 運(yùn)行結(jié)果以及結(jié)論

　　圖示為題目所給定的條件下的程序運(yùn)行結(jié)果。可看出在現(xiàn)有分配情況下，該系統(tǒng)安全。

　　下圖為，P1提出請(qǐng)求后，程序的運(yùn)行結(jié)果，可知，系統(tǒng)仍然安全，所以系統(tǒng)可以滿足請(qǐng)求。