操作系统课程设计报告--死锁避免算法设计

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1、操作系统课程设计报告计算机与信息工程学院08级计算机科学与技术专业题目死锁避免算法设计学生刘彦军学号200820722282指导教师潘娟2011年1月7日设计题目：死锁避免算法设计设计目的：1、了解多道程序系统中，多个进程并发执行的资源分配。2、掌握死锁产生的原因，产生死锁必要条件和处理死锁的基本方法。3、掌握预防死锁的方法，系统安全状态的基本概念。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。5、理解避免死锁在当前计算机系统不常使用的原因。设计任务一、要求1．复习银行家算法，设计一个具有若干（不少于3种）资源和若干（不

2、少于5个）进程的系统。2．定义系统的初始状态，即进程获得的资源数，还需要的资源数以及系统可用的资源数。3．以用户输入的方式提出资源请求，并用银行家算法避免可能发生的死锁，若系统安全，允许用户继续申请资源。4．设计的系统要求结构清晰，与用户的交互界面友好，能动态地实现资源的申请和分配。二、思想将一定数量的资金供多个用户周转使用，当用户对资金的最大申请量不超过现存资金时可接纳一个新客户，客户可以分期借款，但借款总数不能超过最大的申请量。银行家对客户的借款可以推迟支付，但是能够使客户在有限的时间内得到借款，客户得到所有的借款后能在有限的时间

3、内归还。用银行家算法分配资源时，测试进程对资源的最大需求量，若现存资源能满足最大需求就满足当前进程的申请，否则推迟分配，这样能够保证至少有一个进程可以得到所需的全部资源而执行到结束，然后归还资源，若OS能保证所有进程在有限的时间内得到所需资源则称系统处于安全状态。 设计思路和过程1.概要设计1.1程序流程图 1.2设计原理及方法银行家算法的设计思想是：当用户申请一组资源时，系统必须做出判断；如果把这些资源分出去，系统是否还处于安全装他。若是，就可以分出这些资源；否则，该申请暂不能满足。实现银行家算法要有若干数据结构，它们用来表示资源分

4、配系统的状态。令n表示系统中进程的数目，m表示资源的分类数。还需要以下数据结构：1.Available是一个长度为m的向量，它表示每类资源可用的数量。Available[j]=k，表示rj类资源可用的数量为k。2.Max是一个n×m矩阵，它表示每个进程对资源的最大需求。Max[i，j]=k，表示进程pi至多可以申请k个rj类资源单位。3.Allocation是一个n×m矩阵，它表示当前分给每个进程的资源数目。Allocation[i，j]=k，表示进程pi当前分到k个rj类资源。4.Need是一个n×m矩阵，它表示每个进程还缺少多少资

5、源。Need[i，j]=k，表示进程pi尚需k个rj类资源才能完成其任务。显然Need[i，j]=Max[i，j]-Allocation[i，j]。这些数据结构的大小和数值随时间推移而改变。系统所执行的安全性算法描述如下：1.设置2个向量：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。Finish[i]：它表示系统是否有足够的资源分配给进程，使之完成运行。开始时先做Finish[i]=true。2.从进程集合中找到一个满足下述条件的进程：Fini

6、sh[i]=flase；Need[i,j]≤Work[j]；若找到，则执行步骤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，并释放分配给它的资源。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。 2.详细设计2.1程序源代码#include#include#includeusingnamespacestd;#defineFalse0#defineTrue1intMax[100][100]={0};//各

7、进程所需各类资源的最大需求intAvaliable[100]={0};//系统可用资源charname[100]={0};//资源的名称intAllocation[100][100]={0};//系统已分配资源intNeed[100][100]={0};//还需要资源intRequest[100]={0};//请求资源向量inttemp[100]={0};//存放安全序列intWork[100]={0};//存放系统可提供资源intM=100;//作业的最大数为100intN=100;//资源的最大数为100voidshowdata(

8、)//显示资源矩阵{inti,j;cout<<"系统目前可用的资源[Avaliable]:"<