实验五银行家算法模拟

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1、南京信息工程大学实验(实习)报告实验(实习)名称_实验五银行家算法模拟_实验(实习)日期12.4得分指导教师陈遥系计算机专业计算机科学与技术年级3_班次_?_姓名萤帅学号20122308905实验五银行家算法模拟一、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。(4)掌握银行家算法，了解资源在进程并发执行中的资源分配策略。二、实验内容(1)根据银行家算法的基木思想，编写和调试一个实现动态资源分

2、配的模拟程序，并能够有效地防止和避免死锁的发生。(2)在WindowsXP环境下，利用VC集成开发环境编制程序，并通过上机考核。三、实验指导A、银行家算法设计的知识准备。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吋，若无外力作用，它们都将无法再向前推进。一组进程中，每个进程都无限等待被该组进程中另一进程所占*冇的资源，因而永远无法得

3、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：＞参与死锁的进程最少是两个＞(两个以上进程才会出现死锁)＞参与死锁的进程至少冇两个已经占冇资源＞参与死锁的所有进程都在等待资源＞参与死锁的进程是当前系统屮所有进程的子集注：如果死锁发生，会浪费人量系统资源，其至导致系统崩溃。3、资源分类。永久性资源：口J以被多个进程多次使用（可再用资源）•可抢占资源•不可抢占资源临时性资源：只可使用一次的资源：如信号量，屮断信号，同步信号等（可消耗性资源）“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）、

4、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屮夺取资源，资源只能由古有者自愿释放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古有（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{Pl，P2，".，Pn}，其屮Pl等待P2占有的资源，P2等待P3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、死锁的解决方案5.1产生死锁的例子申请不同类型资源产生死

5、锁P1：•••申请打印机申请扫描仪使用释放打印机释放扫描仪P2：•••申请扫描仪申请打印机使用释放打印机释放扫描仪•••申请同类资源产生死锁（如内存）设有资源R,R有m个分配单位，由n个进程Pl，P2，...，Pn（n>m）共享。假设每个进程对R的申请和释放符合下列原则：*一次只能申请一个单位*满足总申请后才能使用*使用完后一次性释放m=2,n=3资源分配不当导致死锁产生6.安全状态与不安全状态安全状态：如果存在一个由系统屮所有进程构成的安全序列Pl,-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（l

6、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〈i）当前占有资源量之和，系统处于安全状态（安全状态一定是没有死锁发生的）不安全状态:不存在一个安全序列，不安全状态一定导致死锁。B、银行家算法1、银行家算法中的数据结构1）口J利用资源向量Available它是一个含有m个元素的数组，其屮的每一个元素代表一类可利用的资源数目，其初始值是系统屮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,则表示系统屮现有Rj类资源K个。2）最大需求矩阵Max这是一个nXm的矩阵，它定义了系统

7、屮n个进程屮的每一个进程对m类资源的最人需求。如果Max（i，j）=K,表示进程i需要Rj类资源的最人数目为K。3）分配矩阵Allocation这是一个nXm的矩阵，它定义了系统屮每一类资源当前已分配给每个进程的资源数。如果Allocation^,j）=K,表示进程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nXm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]-Allocation[i,j]2、

8、银行家算法设Requesti是进程Pi的请求向量。如果Request[j]=k，表示进程只需要k个Rj类型的