1、计算机操作系统5计算机操作系统实验报告 姓名： 班别：学号：一，实验题目: 银行家算法实现二，实验目的: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.三，实验内容: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。进程在运行过程中，
2、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。实验要求：运行所设计的银行家算法，打印所运行的结果。四，实验步聚:1.算法描述： 设Requesti 是进程Pi的请求向量，如果Requestij=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Requestij=Needi,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Requestij=Availablej,便转向步骤3；否则，表示
3、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： Availablej:=Availablej-Requestij; Allocationi,j:=Allocationi,j+Requestij; Needi,j:=Needi,j-Requestij; （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。 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
4、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Availablej=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Maxi,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，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Allocationi,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
5、n*m的矩阵，用以表示每一个进程尚需的各类资源数。如果 Needi,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Worki=Worki+Allocationi。五，实验结果:六，实验总结： 通过本次实验我了解掌握银行家算法，学会模拟实现资源分配，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，使用了适当的算法，有效的防止和避免死锁的发生。七，附录#include #include #include #def
6、ine SOURCESIZE 3#define PCBSIZE 5typedef struct char name3; int MaxSOURCESIZE;/最大需求矩阵 int AllocationSOURCESIZE;/分配矩阵 int NeedSOURCESIZE;/需求矩阵 int finish;PCB;/初始化进程PCB *InitPCB () PCB *p = (PCB *) malloc (PCBSIZE * sizeof (PCB); int i, j; printf (Input the Max vector and Allocation vector:n); printf
7、(namet%st%sn, Max, Allocation); for (i = 0; i PCBSIZE; i+) strcpy (pi.name, p); itoa (i, &pi.name1, 10); printf (%st, pi.name); for (j = 0; j SOURCESIZE; j+) scanf (%d, &pi.Maxj); for (j = 0; j SOURCESIZE; j+) scanf (%d, &pi.Allocationj); for (j = 0; j SOURCESIZE; j+) pi.Needj = pi.Maxj - pi.Allocat
8、ionj; return p;/初始化可用向量int *InitAvailable() int *Available = (int *) malloc (SOURCESIZE * sizeof (int); printf (Input the Available vector:); for (int i = 0; i SOURCESIZE; i+) scanf (%d, &Availablei); printf (n); return Available;/打印数组void PrintArray (int array) for (int i = 0; i SOURCESIZE; i+) if
9、(i = SOURCESIZE - 1) printf (%-8d, arrayi); else printf (%-4d, arrayi); /银行家算法检查系统是否安全int CheckPCB (PCB *p, int *Available) int workSOURCESIZE, i, j; int finish=0, count=0;/finish用于计数完成的进程 for (i = 0; i SOURCESIZE; i+) worki = Availablei; for (i = 0; i PCBSIZE; i+) pi.finish = false; printf (run:nna
10、met%-16s%-16s, Work, Need); printf (%-16s%-16s%sn, Allocation, Available, finish); /找不到满足要求的进程时跳出循环 while (finish PCBSIZE | count PCBSIZE) for (i = 0, count = 0; i PCBSIZE; i+, count+) if (pi.finish = false) for (j = 0; j workj) break; /needi,j = workj & pi.finish = true if (j = SOURCESIZE) count =
11、0; finish+; pi.finish = true; /打印完成的进程 printf (%st, pi.name); PrintArray (work); PrintArray (pi.Need); PrintArray (pi.Allocation); for (j = 0; j SOURCESIZE; j+) workj += pi.Allocationj; PrintArray (work); printf(truen); for (i = 0; i PCBSIZE; i+) /打印未完成进程 if(pi.finish = false) printf (%st, pi.name);
12、 PrintArray (work); PrintArray (pi.Need); PrintArray (pi.Allocation); PrintArray (work); printf (falsen); int flag; if (finish = PCBSIZE) printf (The system is safe.nn); flag = true; else printf (The system is not safe.nn); flag = false; return flag;/进程发起请求资源void RequestPCB (PCB *p, int *Available)
13、int i, j, k; printf (Request:ninput the number of process:); scanf (%d, &i); printf (input the Request vector:); for (j = 0; j SOURCESIZE; j+) scanf(%d, &k); pi.Allocationj += k; pi.Needj -= k; Availablej -= k; printf (n);int main () PCB *p = InitPCB (); int *Available = InitAvailable (); /打印各进程需要资源
14、信息 printf (info:nnamet%-16s%-16s, Max, Allocation); printf (%-16s%sn, Need, Available); for (int i = 0; i PCBSIZE; i+) printf (%st, pi.name); PrintArray (pi.Max); PrintArray (pi.Allocation); PrintArray (pi.Need); if (i = 0) PrintArray (Available); printf (n); printf (n); if(!CheckPCB (p, Available)
15、exit(0); RequestPCB (p, Available); /打印各进程需要资源信息 printf (info:nnamet%-16s%-16s, Max, Allocation); printf (%-16s%sn, Need, Available); for (i = 0; i PCBSIZE; i+) printf (%st, pi.name); PrintArray (pi.Max); PrintArray (pi.Allocation); PrintArray (pi.Need); if (i = 0) PrintArray (Available); printf (n); printf (n); if(!CheckPCB (p, Available) exit(0); return 0;
