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操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)之銀行家算法

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操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)之銀行家算法

  操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中的銀行家算法復(fù)雜難懂,那么我們究竟要怎么去理解呢?下面由學(xué)習(xí)啦小編為大家整理了操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)銀行家算法的相關(guān)知識(shí),希望大家喜歡!

  操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)——銀行家算法

  一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

  1、 理解銀行家算法。

  2、 掌握進(jìn)程安全性檢查的方法與資源分配的方法。

  二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與基本要求

  編制模擬銀行家算法的程序,并以下面給出的例子驗(yàn)證所編寫的程序的正確性。

進(jìn)程 已占資源 最大需求數(shù)
資源種類 A B C D A B C D
P0 0 0 1 2 0 0 1 2
P1 1 0 0 0 1 7 5 0
P2 1 3 5 4 2 3 5 6
P3 0 6 3 2 0 6 5 2
P4 0 0 1 4 0 6 5 6

  現(xiàn)在系統(tǒng)中A、B、C、D 4類資源分別還剩1、5、2、0個(gè),請(qǐng)按銀行家算法回答:

  1、 現(xiàn)在系統(tǒng)是否處于安全狀態(tài)?

  2、 如果現(xiàn)在進(jìn)程P1提出需要(0、4、2、0)個(gè)資源的請(qǐng)求,系統(tǒng)能否滿足它的請(qǐng)求?

  三、實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容

  1、 銀行家算法和安全性檢查算法原理

  銀行家算法:

  銀行家算法最初級(jí)原為銀行系統(tǒng)設(shè)計(jì),以確保銀行在發(fā)放現(xiàn)金貸款時(shí),不會(huì)發(fā)生不能滿足所有客戶需要的情況。在OS設(shè)計(jì)中,也可以用它來避免死鎖。

  為實(shí)現(xiàn)銀行家算法,每個(gè)新進(jìn)程在進(jìn)入系統(tǒng)時(shí)它必須申明在運(yùn)行過程中,可能需要的每種資源類型的最大單元數(shù)目,其數(shù)目不應(yīng)超過系統(tǒng)所擁有的資源總量。當(dāng)某一進(jìn)程請(qǐng)求時(shí),系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)判斷請(qǐng)求量是否小于進(jìn)程最大所需,同時(shí)判斷請(qǐng)求量是否小于當(dāng)前系統(tǒng)資源剩余量。若兩項(xiàng)均滿足,則系統(tǒng)試分配資源并執(zhí)行安全性檢查算法。

  安全性檢查算法 :

  安全性檢查算法用于檢查系統(tǒng)進(jìn)行資源分配后是否安全,若安全系統(tǒng)才可以執(zhí)行此次分配;若不安全,則系統(tǒng)不執(zhí)行此次分配。

  安全性檢查算法原理為:在系統(tǒng)試分配資源后,算法從現(xiàn)有進(jìn)程列表尋找出一個(gè)可執(zhí)行的進(jìn)程進(jìn)行執(zhí)行,執(zhí)行完成后回收進(jìn)程占用資源;進(jìn)而尋找下一個(gè)可執(zhí)行進(jìn)程。當(dāng)進(jìn)程需求量大于系統(tǒng)可分配量時(shí),進(jìn)程無法執(zhí)行。當(dāng)所有進(jìn)程均可執(zhí)行,則產(chǎn)生一個(gè)安全執(zhí)行序列,系統(tǒng)資源分配成功。若進(jìn)程無法全部執(zhí)行,即無法找到一條安全序列,則說明系統(tǒng)在分配資源后會(huì)不安全,所以此次分配失敗。

  2、 程序流程圖

  3、 程序及注釋

  #include

  //////////////////////////////////////////////////////////////////////////

  //全局變量定義

  int Available[100]; //可利用資源數(shù)組

  int Max[50][100]; //最大需求矩陣

  int Allocation[50][100]; //分配矩陣

  int Need[50][100]; //需求矩陣

  int Request[50][100]; //M個(gè)進(jìn)程還需要N類資源的資源量

  int Finish[50];

  int p[50];

  int m,n; //M個(gè)進(jìn)程,N類資源

  /////////////////////////////////////////////////////////////////////////

  //安全性算法

  int Safe()

  {

  int i,j,l=0;

  int Work[100]; //可利用資源數(shù)組

  for (i=0;i

  Work[i]=Available[i];

  for (i=0;i

  Finish[i]=0;

  for (i=0;i

  {

  if (Finish[i]==1)

  continue;

  else

  {

  for (j=0;j

  {

  if (Need[i][j]>Work[j])

  break;

  }

  if (j==n)

  {

  Finish[i]=1;

  for(int k=0;k

  Work[k]+=Allocation[i][k];

  p[l++]=i;

  i=-1;

  }

  else continue;

  }

  if (l==m)

  {

  cout<<"系統(tǒng)是安全的"<<'\n';

  cout<<"系統(tǒng)安全序列是:\n";

  for (i=0;i

  {

  cout<

  if (i!=l-1)

  cout<<"-->";

  }

  cout<<'\n';

  return 1;

  }

  }

  }

  /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

  //銀行家算法

  int main()

  {

  int i,j,mi;

  cout<<"輸入進(jìn)程的數(shù)目:\n";

  cin>>m;

  cout<<"輸入資源的種類:\n";

  cin>>n;

  cout<<"輸入每個(gè)進(jìn)程最多所需的各類資源數(shù),按照"<

  for (i=0;i

  for(j=0;j

  cin>>Max[i][j];

  cout<<"輸入每個(gè)進(jìn)程已經(jīng)分配的各類資源數(shù),按照"<

  for (i=0;i

  {

  for(j=0;j

  {

  cin>>Allocation[i][j];

  Need[i][j]=Max[i][j]-Allocation[i][j];

  if (Need[i][j]<0)

  {

  cout<<"你輸入的第"<

  j--;

  continue;

  }

  }

  }

  cout<<"請(qǐng)輸入各個(gè)資源現(xiàn)有的數(shù)目:\n";

  for (i=0;i

  cin>>Available[i];

  Safe();

  while (1)

  {

  cout<<"輸入要申請(qǐng)的資源的進(jìn)程號(hào):(第一個(gè)進(jìn)程號(hào)為0,第二個(gè)進(jìn)程號(hào)為1,依此類推)\n";

  cin>>mi;

  cout<<"輸入進(jìn)程所請(qǐng)求的各個(gè)資源的數(shù)量\n";

  for (i=0;i

  cin>>Request[mi][i];

  for (i=0;i

  {

  if (Request[mi][i]>Need[mi][i])

  {

  cout<<"所請(qǐng)求資源數(shù)超過進(jìn)程的需求量!\n";

  return 0;

  }

  if (Request[mi][i]>Available[i])

  {

  cout<<"所請(qǐng)求資源數(shù)超過系統(tǒng)所有的資源數(shù)!\n";

  return 0;

  }

  }

  for (i=0;i

  {

  Available[i]-=Request[mi][i];

  Allocation[mi][i]+=Request[mi][i];

  Need[mi][i]-=Request[mi][i];

  }

  if (Safe())

  cout<<"同意分配請(qǐng)求\n";

  else

  {

  cout<<"SORRY╮(╯▽╰)╭……你的請(qǐng)求被拒絕…\n";

  for (i=0;i

  {

  Available[i]+=Request[mi][i];

  Allocation[mi][i]-=Request[mi][i];

  Need[mi][i]+=Request[mi][i];

  }

  }

  for (i=0;i

  Finish[i]=0;

  char Flag; //標(biāo)志位

  cout<<"是否再次請(qǐng)求分配?是請(qǐng)按Y/y,否請(qǐng)按N/n";

  while (1)

  {

  cin>>Flag;

  if (Flag=='Y'||Flag=='y'||Flag=='N'||Flag=='n')

  break;

  else

  {

  cout<<"請(qǐng)按要求重新輸入:\n";

  continue;

  }

  }

  if (Flag=='Y'||Flag=='y')

  continue;

  else break;

  }

  }

  4、 運(yùn)行結(jié)果以及結(jié)論

  圖示為題目所給定的條件下的程序運(yùn)行結(jié)果??煽闯鲈诂F(xiàn)有分配情況下,該系統(tǒng)安全。

  下圖為,P1提出請(qǐng)求后,程序的運(yùn)行結(jié)果,可知,系統(tǒng)仍然安全,所以系統(tǒng)可以滿足請(qǐng)求。

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