操作系统课程设计 尹朝辉new

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1、辽宁科技大学课程设计说明书设计题目：银行家算法学院、系：电信学院专业班级：计2011-2学生姓名：尹朝辉指导教师：柴玉梅成绩：2014年03月06日17一、设计目的本课程设计是学习完“操作系统原理”课程后进行的一次全面的综合训练，通过课程设计，更好地掌握操作系统的原理及实现方法，加深对操作系统基础理论和重要算法的理解，加强学生的动手能力。二、设计内容1）概述用C或C++语言编制银行家算法通用程序，并检测所给状态的系统安全性。1.算法介绍：数据结构：1）可利用资源向量Available；2）最大需求矩阵Max；3）分配矩阵All

2、ocation；4）需求矩阵Need2.功能介绍模拟实现Dijkstra的银行家算法以避免死锁的出现，分两部分组成：第一部分：银行家算法（扫描）；第二部分：安全性算法。2）设计原理一．银行家算法的基本概念1、死锁概念。在多道程序系统中，虽可借助于多个进程的并发执行，来改善系统的资源利用率，提高系统的吞吐量，但可能发生一种危险━━死锁。所谓死锁(Deadlock),是指多个进程在运行中因争夺资源而造成的一种僵局(Deadly_Embrace),当进程处于这种僵持状态时，若无外力作用，它们都将无法再向前推进。一组进程中，每个进程都

3、无限等待被该组进程中另一进程所占有的资源，因而永远无法得到的资源，这种现象称为进程死锁，这一组进程就称为死锁进程。2、关于死锁的一些结论：Ø参与死锁的进程最少是两个Ø（两个以上进程才会出现死锁）Ø参与死锁的进程至少有两个已经占有资源17Ø参与死锁的所有进程都在等待资源Ø参与死锁的进程是当前系统中所有进程的子集注：如果死锁发生，会浪费大量系统资源，甚至导致系统崩溃。3、资源分类。永久性资源：可以被多个进程多次使用（可再用资源）l可抢占资源l不可抢占资源临时性资源：只可使用一次的资源；如信号量,中断信号，同步信号等（可消耗性资源）

4、　　　　　　“申请--分配--使用--释放”模式4、产生死锁的四个必要条件：互斥使用（资源独占）、不可强占（不可剥夺）、请求和保持（部分分配，占有申请）、循环等待。1)互斥使用（资源独占）一个资源每次只能给一个进程使用。2)不可强占（不可剥夺）资源申请者不能强行的从资源占有者手中夺取资源，资源只能由占有者自愿释放。3)请求和保持（部分分配，占有申请）一个进程在申请新的资源的同时保持对原有资源的占有（只有这样才是动态申请，动态分配）。4)循环等待存在一个进程等待队列{P1,P2,…,Pn},其中P1等待P2占有的资源，P2等待P

5、3占有的资源，…，Pn等待P1占有的资源，形成一个进程等待环路。5、死锁预防:定义:在系统设计时确定资源分配算法，保证不发生死锁。具体的做法是破坏产生死锁的四个必要条件之一。①破坏“不可剥夺”条件在允许进程动态申请资源前提下规定，一个进程在申请新的资源不能立即得到满足而变为等待状态之前，必须释放已占有的全部资源，若需要再重新申请17②破坏“请求和保持”条件。要求每个进程在运行前必须一次性申请它所要求的所有资源，且仅当该进程所要资源均可满足时才给予一次性分配。③破坏“循环等待”条件采用资源有序分配法：把系统中所有资源编号，进程在

6、申请资源时必须严格按资源编号的递增次序进行，否则操作系统不予分配。6．安全状态与不安全状态安全状态：如果存在一个由系统中所有进程构成的安全序列P1，…Pn，则系统处于安全状态。一个进程序列{P1，…，Pn}是安全的，如果对于每一个进程Pi(1≤i≤n），它以后尚需要的资源量不超过系统当前剩余资源量与所有进程Pj(j

7、有m个元素的数组，其中的每一个元素代表一类可利用的资源数目，其初始值是系统中所配置的该类全部可用资源数目。其数值随该类资源的分配和回收而动态地改变。如果Available[j]=K,则表示系统中现有Rj类资源K个。2）最大需求短阵Max这是—个n×m的矩阵，它定义了系统中n个进程中的每一个进程对m类资源的最大需求。如果Max(i，j)＝K，表示进程i需要Rj类资源的最大数目为K。3）分配短阵Allocation这是一个n×m的矩阵，它定义了系统中每一类资源当前已分配给每个进程的资源数。如果Allocation(i,j)＝K，表

8、示进程i当前已分得Rj类资源的数目为K。4）需求矩阵Need它是一个n×m的矩阵，用以表示每一个进程尚需的各类资源数，如果Need[i,j]=K，则表示进程i还需要Rj类资源k个，方能完成其任务。上述三个矩阵间存在下述关系：Need[i,j]=Max[i,j]-Allocat