银行家死锁避免算法模拟课程设计(C#).doc

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1、华南理工大学序号课程名称:操作系统指导老师:XXX学号:10563387120188008学生姓名:XXX学习中心:学院直属班提交日期:2017-05-30评审日期__________成绩_________评审教师(签名)__________华南理工大学继续教育学院16华南理工大学一、实验目的：通过本次实验掌握银行家死锁避免算法的基本思想。当进程提出资源申请时，能够用该算法和安全性检查判断是否拒绝进程请求。二、实验内容：认真阅读教材“利用银行家算法避免死锁”内容，理解该算法是如何能够实现死锁避免的。编写一

2、个银行家算法模拟程序用于处理进程的资源申请。1。假设系统共有5类资源，分别以A、B、C、D、E来标识，每类资源的初始数量全部为50。2。进程可以通过程序界面随时提交新的资源申请，提交的信息包括进程名称、对5类资源的最大需求数量。3。每次当有资源申请时，先输出系统当前状态（5类资源当前可用数量，每个进程已分配的每类资源数量），再利用银行家算法判断是否该满足进程请求。如果可以分配，输出给该进程分配资源后的系统状态，再输出至少一个“安全序列”。三、实验原理：1.产生死锁的四个条件：互斥条件---进程要求对所分配

3、的资源进行排它性控制，即在一段时间内某资源仅为一进程所占用。占有并等待条件---当进程因请求资源而阻塞时,对已获得的资源保持不放。非抢占条件---进程已获得的资源在未使用完之前,不能剥夺,只能在使用完时由自己释放。循环等待条件---在发生死锁时,必然存在一个进程--资源的环形链。2.避免死锁实际上是从破坏以上四个必要条件来实现，下面利用银行家算法来进行演示。3.银行家算法步骤：（1）如果进程Pi发出请求Requesti[j]≤Need[i,j],则转向步骤(2)；否则，认为出错，因为它所需要的资源数已超过

4、它所宣布的最大值。（2）如果Requesti[j]≤Available[j],则转向步骤（3）；否则，表示系统中尚无足够的资源，进程必须等待。（3）系统试探把要求的资源分配给进程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

5、分配后，系统是否处于安全状态。4.安全性算法步骤：（1）设置两个向量①工作向量Work。它表示系统可提供进程继续运行所需要的各类资源数目，执行安全算法开始时，Work=Allocation;16华南理工大学②布尔向量Finish。它表示系统是否有足够的资源分配给进程i，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，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：①Finish[i]=false;②Need[i,j]≤Work[j];如找到

6、，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[j]+Allocation[i,j];Finish[i]=true;转向步骤（2）。（4）如果所有进程的Finish[i]=true,则表示系统处于安全状态；否则，系统处于不安全状态，并恢复试分配的资源。四、实验环境：1.开发工具：MicrosoftVisualStudioCommunity20172.开发语言：C#五、实验方法1.算法数据结构：1）可利用资

7、源向量Available，它是一个最多含有50个元素的数组，其中的每一个元素代表一类可利用的资源的数目，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，表示系统中现有j类资源k个。2）最大需求矩阵Max，这是一个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j类资源的最大数目为k。3）分配矩阵Allocation，这也是一个n×m的矩阵，它定义了系统中的每类资源当前一

8、分配到每一个进程的资源数。如果Allocation（i，j）=k，表示进程i当前已经分到j类资源的数目为k。Allocationi表示进程i的分配向量，有矩阵Allocation的第i行构成。4）需求矩阵Need，这还是一个n×m的矩阵，用以表示每个进程还需要的各类资源的数目。如果Need（i，j）=k，表示进程i还需要j类资源k个，才能完成其任务。Needi表示进程i的需求向量，由矩阵Need的第i行构成。5）上述三个矩阵间