《实验银行家算法》word版

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1、实验三银行家算法一、实验目的和意义了解掌握银行家算法，学会模拟实现资源分配，同时有要求编写和调试一个系统分配资源的简单模拟程序，观察死锁产生的条件，并使用适当的算法，有效的防止和避免死锁的发生二、方案设计及开发过程1.实验背景在多道程序系统中，虽可借助与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---死琐。产生死锁的原因可归结为两点：1：竞争资源。当系统中供多个进程共享的资源如打印机、公用队列等，其数目不足以满足诸进程的需要时，会引起诸进程对资源的竞争而产生死锁。2：进程间推进顺序非法。进程在

2、运行过程中，请求和释放资源的顺序不当，也同样会导致产生进程死锁。最有代表性的避免死锁的算法，是Dijkstra的银行家算法。这是由于该算法能用与银行系统现金贷款的发放而得名的。2.算法描述设Request[i]是进程Pi的请求向量，如果Requesti[j]=K,表示进程Pi需要K个Rj类型的资源，当Pi发出资源请求后，系统按下面步骤进行检查：（1）如果Requesti[j]<=Need[i,j]，便转向步骤2；否则认为出错，因为它所需要的资源数已超过它所宣布的最大值。（2）如果Requesti[j]<=Available[j],

3、便转向步骤3；否则，表示尚无足够资源，Pi须等待。（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

4、。3.数据结构银行家算法中的数据结构：（1）可利用资源向量Available。这是一个含有n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的数目，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）最大需求矩阵Max。这是一个m*n的矩阵，它定义了系统中n个进程中每一个进程对m类资源的最大需求。如果Max[i,j]=K,则表示进程i需要Rj类资源的最大数目为K。（3）分配矩阵Allocation。这也是一个m*n的矩阵，

5、它定义了系统中每一类资源当前已分配给每一进程的资源数。如果Allocation[i,j]=K,则表示进程i当前已分得Rj类资源的数目为K。（4）需求矩阵Need。这也是一个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。(5)工作数组Work.。这是一个含有n个元素的数组，它代表可以提供分配的资源数，初始值是Available中的数值，随着资源的回收，它的值也会改变，公式是Work[i]=Work[i]+Allocation[i]。4.主要函数说明主要

6、函数主要有四个：（1）Main()主函数：用来显示资源的分配情况和提示信息，同时用Main函数来调用其它子程序。（2）Safe()函数：用来检查是否有安全序列，如果存在则返回一个‘1’给主函数，否则返回‘0’。(3)Disp()函数：用来显示随机生成的资源包括Max、Need、Allocation、Available。(4)Request()函数：用来进行资源请求，分为手动的和随机申请。同时对申请的资源进行判断，检查申请是否有效，如果有效则返回一个‘1’给主函数，否则返回‘0’。程序初始化随机分配资源并显示在屏幕检查安全序列是否要

7、申请资源退出程序输入RequestRequest

8、，在检查Available是否满足Need时要检查m*n遍，并存在表达有歧异，经过修改后，就不需要全部检查，而是Available只要有一个不满足Need就停止检查。图3.1修改前图3.2修改后四、运行结果及说明图4.1.不存在安全序列随机分配完资