操作系统银行家算法实验报告

南京信息工程大学  实验（实习） 实验（实习）名称  银行家算法  实验（实习）日期 2012.12.13得分    指导教师    姜青山    计算机系  专业  软件工程  年级  2010  班次          姓名        学号        【实验目的】 （1）进一步理解利用银行家算法避免死锁的问题； （2）在了解和掌握银行家算法的基础上，编制银行家算法通用程序，将调试结果显示在计算机屏幕上，再检测和笔算的一致性。 （3）理解和掌握安全序列、安全性算法 【实验要求】 （1）了解和理解死锁； （2）理解利用银行家算法避免死锁的原理； （3）会使用某种编程语言。 【实验原理】 一、安全状态 指系统能按照某种顺序如(称为序列为安全序列)，为每个进程分配所需的资源，直至最大需求，使得每个进程都能顺利完成。 二、银行家算法 假设在进程并发执行时进程i提出请求j类资源k个后，

表

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示为Requesti[j]=k。系统按下述步骤进行安全检查： （1）如果Requesti≤Needi则继续以下检查，否则显示需求申请超出最大需求值的错误。 （2）如果Requesti≤Available则继续以下检查，否则显示系统无足够资源，Pi阻塞等待。 （3）系统试探着把资源分配给进程Pi，并修改下面数据结构中的数值： Available［j］∶=Available［j］-Requesti[j］; Allocation［i,j］∶=Allocation［i,j］+Requesti［j］; Need［i,j］∶=Need［i,j］-Requesti［j］; （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。若安全，才正式将资源分配给进程Pi，以完成本次分配；否则， 将本次的试探分配作废，恢复原来的资源分配状态，让进程Pi等待。 三、安全性算法 （1）设置两个向量： ① 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，它含有m个元素，在执行安全算法开始时，Work∶=Available; ② 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; 当有足够资源分配给进程时， 再令Finish［i］∶=true。 （2）从进程集合中找到一个能满足下述条件的进程： ① Finish［i］=false; ② Need［i,j］≤Work［j］； 若找到， 执行步骤(3)， 否则，执行步骤(4)。 （3）当进程Pi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［i］+Allocation［i,j］; ? Finish［i］∶=true; ? go to step 2; （4）如果所有进程的Finish［i］=true都满足， 则表示系统处于安全状态；否则，系统处于不安全状态。 【实验步骤】 参考实验步骤如下： （1）参考图1-1所示流程图编写安全性算法。 （2）编写统一的输出

格式

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。 每次提出申请之后输出申请成功与否的结果。如果成功还需要输出变化前后的各种数据，并且输出安全序列。 （3）参考图1-2所示流程图编写银行家算法。 （4）编写主

函

关于工期滞后的函关于工程严重滞后的函关于工程进度滞后的回复函关于征求同志党风廉政意见的函关于征求廉洁自律情况的复函

数来循环调用银行家算法。 【思考题】 （1）在编程中遇到了哪些问题？你是如何解决的？ 在本次编程的过程中，在实现安全性算法和银行家算法的问题上遇到了困难，但是通过对各个算法的进一步理解克服了这些困难。 （2）在安全性算法中，为什么不用变量Available，而又定义一个临时变量work？ 设置一个临时变量就是为了在不安全的情况下破坏数据原值。如果不安全的话就不改变Available的值，这样就能使程序更加安全。 【参考代码】 部分参考代码如下： #include #include #define M 3  //资源的种类数 #define N 5  //进程的个数 void output(int iMax[N][M],int iAllocation[N][M],int iNeed[N][M],int iAvailable[M],char cName[N]);  //统一的输出格式 bool safety(int iAllocation[N][M],int iNeed[N][M],int iAvailable[M],char cName[N]); bool banker(int iAllocation[N][M],int iNeed[N][M],int iAvailable[M],char cName[N]); void main() { int i,j; //当前可用每类资源的资源数 int iAvailable[M]={3,3,2}; //系统中N个进程中的每一个进程对M类资源的最大需求 int iMax[N][M]={{7,5,3},{3,2,2},{9,0,2},{2,2,2},{4,3,3}}; //iNeed[N][M]每一个进程尚需的各类资源数 //iAllocation[N][M]为系统中每一类资源当前已分配给每一进程的资源数 int iNeed[N][M],iAllocation[N][M]={{0,1,1},{2,0,0},{3,0,2},{2,1,1},{0,0,2}}; //进程名 char cName[N]={'a','b','c','d','e'}; bool bExitFlag=true;  //退出标记 char ch;              //接收选择是否继续提出申请时传进来的值 bool bSafe;  //存放安全与否的标志 //计算iNeed[N][M]的值 for(i=0;i>ch; switch(ch) {  case 'y': //cout<<"调用银行家算法"; bSafe=banker(iAllocation,iNeed,iAvailable,cName); if (bSafe)  //安全，则输出变化后的数据 output(iMax,iAllocation,iNeed,iAvailable,cName); break; case 'n': cout<<"退出。\n"; bExitFlag=false; break; default: cout<<"输入有误，请重新输入：\n"; } } } //输出 void output(int iMax[N][M],int iAllocation[N][M],int iNeed[N][M],int iAvailable[M],char cName[N]) { int i,j; cout<<"\n\t  Max  \tAllocation\t  Need  \t Available"<=iNeed[i][0]&&Work[1]>=iNeed[i][1]&&Work[2]>=iNeed[i][2])