计算机操作系统实验2银行家算法
操作系统实验二:银行家算法
操作系统实验⼆:银⾏家算法实验⼆银⾏家算法⼀、实验⽬的1、了解什么是操作系统安全状态和不安全状态;2、了解如何避免系统死锁;3、理解银⾏家算法是⼀种最有代表性的避免死锁的算法,掌握其实现原理及实现过程。
⼆、实验内容根据银⾏家算法的基本思想,编写和调试⼀个实现动态资源分配的模拟程序,并能够有效避免死锁的发⽣。
三、实验原理进程申请资源时,系统通过⼀定的算法判断本次申请是否不可能产⽣死锁(处于安全状态)。
若可能产⽣死锁(处于不安全状态),则暂不进⾏本次资源分配,以避免死锁。
算法有著名的银⾏家算法。
1、什么是系统的安全状态和不安全状态?所谓安全状态,是指如果系统中存在某种进程序列<P1,P2,…,Pn>,系统按该序列为每个进程分配其所需要的资源,直⾄最⼤需求,则最终能使每个进程都可顺利完成,称该进程序列<P1,P2,…,Pn,>为安全序列。
如果不存在这样的安全序列,则称系统处于不安全状态。
2、银⾏家算法把操作系统看作是银⾏家,操作系统管理的资源相当于银⾏家管理的资⾦,进程向操作系统请求分配资源相当于⽤户向银⾏家贷款。
为保证资⾦的安全,银⾏家规定:(1) 当⼀个顾客对资⾦的最⼤需求量不超过银⾏家现有的资⾦时就可接纳该顾客;(2) 顾客可以分期贷款,但贷款的总数不能超过最⼤需求量;(3) 当银⾏家现有的资⾦不能满⾜顾客尚需的贷款数额时,对顾客的贷款可推迟⽀付,但总能使顾客在有限的时间⾥得到贷款;(4) 当顾客得到所需的全部资⾦后,⼀定能在有限的时间⾥归还所有的资⾦。
操作系统按照银⾏家制定的规则设计的银⾏家算法为:(1)进程⾸次申请资源的分配:如果系统现存资源可以满⾜该进程的最⼤需求量,则按当前的申请量分配资源,否则推迟分配。
(2)进程在执⾏中继续申请资源的分配:若该进程已占⽤的资源与本次申请的资源之和不超过对资源的最⼤需求量,且现存资源能满⾜该进程尚需的最⼤资源量,则按当前申请量分配资源,否则推迟分配。
(3)⾄少⼀个进程能完成:在任何时刻保证⾄少有⼀个进程能得到所需的全部资源⽽执⾏到结束。
计算机操作系统 实验二:银行家算法实验报告书
淮海工学院计算机学院实验报告书课程名:《操作系统原理A》题目:银行家算法班级:Z计121学号:2014140093姓名:薛慧君操作系统原理实验——银行家算法实验报告1目的与要求:1)本实验目的是通过使用银行家算法实现系统资源的分配和安全性检查模拟,提高学生对操作系统资源分配功能的深刻理解,并培养学生对操作系统开发的兴趣与应用能力。
2)实验前必须认真阅读和理解银行家算法的基本原理和实现方法。
3)独立使用C或VC++编程语言编写银行家算法模拟程序。
4)按照实验题目要求独立正确地完成实验内容(编写、调试算法程序,提交程序清单及及相关实验数据与运行结果)5)于2015年5月10日以前提交本次实验报告(含电子和纸质报告,由学习委员以班为单位统一打包提交)。
2实验内容或题目1)设计五个进程{P0,P1,P2,P3,P4}共享三类资源{A,B,C}的系统,{A,B,C}的资源总数量分别为10,5,7。
(参考书上用例)2)并行进程可动态地申请资源和释放资源(程序交互输入申请或释放资源数量),系统按各进程的申请动态地分配资源。
3)每当进程动态申请资源或释放资源时,模拟程序应能及时显示或打印各个进程在此时刻的资源分配表、系统可用资源量和安全序列等资源分配信息和安全检查信息。
4)本次实验内容(项目)的详细说明以及要求请参见实验指导书。
3实验步骤与源程序4 测试数据与实验结果(可以抓图粘贴)(1)程序运行时选择1 ,输入进程pr1的请求向量(1,0,2)经过程序计算,资源分配成功。
资源具体分配过程如下图所示。
得出一个安全序列为pr1,pr3,pr0,pr2,pr4。
(2)进程pr0请求资源:pr0发出请求向量(2,2,2),由于Request0不大于Need0,Request0不大于Available0。
系统试探着为它分配资源。
由结果可知,系统不安全。
则系统不分配资源,并回收系统预分配给pr0的资源。
(3)程序运行时选择1,进行系统资源的分配。
操作系统实验报告实验二银行家算法
江南大学理学院实验报告课程名称:计算机操作系统实验名称:银行家算法实验日期:2013.11.29 班级:信计1103 姓名:陈鹭学号:1301110301实验报告要求:1.实验目的 2.实验内容与要求 3.流程图与模块调用 4.实验分析5.运行情况6.实验体会1.实验目的死锁会引起计算机工作僵死,因此操作系统中必须防止。
本实验的目的在于让学生独立的使用高级语言编写和调试一个系统动态分配资源的简单模拟程序,了解死锁产生的条件和原因,并采用银行家算法有效地防止死锁的发生,以加深对课堂上所讲授的知识的理解。
2.实验内容与要求内容:银行家算法流程安全算法流程要求:设计有n个进程共享m个系统资源的系统,进程可动态的申请和释放资源,系统按各进程的申请动态的分配资源。
系统能显示各个进程申请和释放资源,以及系统动态分配资源的过程,便于用户观察和分析;3.流程图与模块调用数据结构1.可利用资源向量Available ,它是一个含有m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,标是系统中现有Rj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Rj类资源的最大数目为k。
3.分配矩阵Allocation,这是一个n×m的矩阵,它定义了系统中的每类资源当前一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Rj类资源的数目为k。
Allocation 表示进程i的分配向量,有矩阵Allocation的第i行构成。
i4.需求矩阵Need,这是一个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Rj类资源k个,才能完成其任务。
操作系统实验报告--银行家算法
操作系统实验报告二一:实验标题:实现死锁避免算法:银行家算法。
二:实验环境:操作系统:windows7编译器:Visual Studio 2010三:设计方案:1.实验目的通过程序模拟银行家算法,理解如何应用银行家算法避免死锁。
2.实验手段直接在C源程序定义整形进程数量、资源种类;用2维数组表示最大需求、已分配的资源。
从文件获取相关数量。
3.验证方式检验当前资源是否有安全序列,是的话输出安全序列。
四:实验代码:#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#define P_num 5#define R_num 3int Allocation[P_num][R_num],Avaliable[R_num],Max[P_num][R_num]; int Need[P_num][R_num];int compare(int *a,int *b,int n){ int i;for(i = 0;i < n;i ++)if(a[i] < b[i])return 0;return 1;}void add(int *a,int *b,int n){ int i;for(i = 0;i < n;i++)a[i] += b[i];}void substract(int *a,int *b,int n){ int i;for(i = 0;i < n;i++)a[i] -= b[i];}void assign(int *a,int *b,int n){ int i;for(i = 0;i < n;i ++)a[i] = b[i];}void input(){FILE *fp;int i,j;if((fp = fopen("banker.txt","r")) == 0){ printf("cannot open the file");exit(0);}for(i = 0;i < P_num; ++i)for(j = 0;j < R_num; ++j){fscanf(fp,"%d",&Allocation[i][j]);}for(i = 0;i < P_num; ++i)for(j = 0;j < R_num; ++j){fscanf(fp,"%d",&Max[i][j]);}for(j = 0;j < R_num; ++j){fscanf(fp,"%d",&Avaliable[j]);}fclose(fp);for(i = 0;i < P_num; ++i)for(j = 0;j < R_num; ++j){Need[i][j] = Max[i][j] - Allocation[i][j];}}int issafe(int *sp){int i;int count = 0;int n = 0;int work[R_num],finish[P_num];assign(work,Avaliable,R_num);for(i = 0;i < P_num;i ++)finish[i] = 0;n = P_num;while(n --){for(i = 0;i < P_num;i ++)if((finish[i] == 0) && compare(work,Need[i],R_num)){ add(work,Allocation[i],R_num);finish[i] = 1;sp[count] = i;count ++;}if(count >= P_num)return 1;}return 0;}int request(int pid,int *r,int n){int i;int sp[P_num];if(compare(Need[pid],r,n) == 1 && compare(Avaliable,r,n) == 1){ substract(Avaliable,r,n);add(Allocation[pid],r,n);substract(Need[pid],r,n);if(issafe(sp)){printf("Security Path:\n\t");for(i = 0;i < P_num;i ++)printf("p[%d] ",sp[i]);printf("\n");return 1;}else{add(Avaliable,r,n);substract(Allocation[pid],r,n);add(Need[pid],r,n);printf("no Security Parh on this request\n");return 0;}}else{printf("no Security Parh on this request\n");return 0;}}void main(){int id,i;int r[R_num],sp[P_num];input();if(issafe(sp)){printf("Security Path:\n\t");for(i = 0;i < P_num;i ++)printf("p[%d] ",sp[i]);printf("\n");}elseprintf("failed\n");printf("input the new request's id:");scanf("%d",&id);printf("input the new request:");for(i = 0;i < R_num;++ i)scanf("%d",&r[i]);request(id,r,R_num);}banker.txt文件内容:0 1 02 0 03 0 22 1 10 0 27 5 33 2 29 0 22 2 24 3 33 3 2所得结果:Security Path:P[1] p[3] p[4] p[0] p[2] Intput the new request's id:0Input the new request:0 2 0Security Path:p[3] p[1] p[2] p[0] p[4] 问题和想法:。
操作系统实验二(银行家算法)要求
实验二银行家算法
一、实验目的
通过程序的编写加强对银行家算法的理解。
二、实验仪器
1、PC兼容机
2、Windows、DOS系统
3、C或C++语言
三、实验原理
根据资源分配表以及进程的资源请求,判断是否允许此次资源分配,不同意,给出理由,同意,给出安全序列分配表。
四、实验内容与步骤
1、根据输入的进程目前占用各类资源的性质及数量,画出某时刻的资源分配表。
2、根据输入的进程资源请求,利用银行家算法,判断是否能够分配。
3、对于不满足要求的进程资源申请,输出拒绝理由。
4、对于满足要求的进程资源申请,输出安全序列表格。
五、实验结果范例
参见教材上的例子。
六、实验验收要求及成绩评定
本学期最后一次实验课结束之前,在实验室给任课教师演示实验的运行过程和结果,讲解程序的详细编写过程。
操作系统实验_银行家算法
学号P7******* 专业计算机科学与技术姓名实验日期2021.11.9 教师签字成绩实验报告【实验名称】银行家算法【实验目的】掌握银行家算法,用银行家算法模拟操作系统防止死锁的方法【实验原理】银行家算法又称“资源分配拒绝〞法,其根本思想是,系统中的所有进程放入进程集合,在平安状态下系统受到进程的请求后试探性的把资源分配给他,现在系统将剩下的资源和进程集合中其他进程还需要的资源数做比拟,找出剩余资源能满足最大需求量的进程,从而保证进程运行完成后还回全部资源。
这时系统将该进程从进程集合中将其去除。
此时系统中的资源就更多了。
反复执行上面的步骤,最后检查进程的集合为空时就说明本次申请可行,系统处于平安状态,可以实施本次分配,否那么,只要进程集合非空,系统便处于不平安状态,本次不能分配给他。
请进程等待用C语言编写一个简单的银行家算法模拟程序,用银行家算法实现资源分配。
程序能模拟多个进程共享多种资源的情形。
进程可动态地申请资源,系统按各进程的申请动态地分配资源。
要求程序具有显示和打印各进程的某一时刻的资源分配表和平安序列;显示和打印各进程依次要求申请的资源数量以及为某进程分配资源后的有关资源数据的情况【数据构造和符号说明】可利用资源向量Available最大需求矩阵Max分配矩阵Allocation需求矩阵Need工作向量Work标记向量Finishchar name[100][10];//定义最大100个进程,每个大小为10int Max[100][100]; //定义int Allocation[100][100];//可利用资源向量资源数int Need[100][100]; //需求矩阵int avaiable[100]; //系统可利用资源int avaiable1[100];int state[100]; //进程状态数组char name1[100][10];//进程名int bigger; ;//是否大于int N; //进程数int n; //资源数int counter;函数:void Input()//输入函数void Init()//初始化void output()//输出平安序列或等待void insert_pcb()//请求进程或更新进程void show()//显示界面与选择int CmpRequestAvailable(int Pos,int n)//比拟Request和Available的大小int CmpRequestNeed(int Pos,int n)//比拟Request和Need的大小void Reset(int n,int Pos)//更新request之后的Need,Allocation,Available 的值void Banker()//银行家算法【实验流程图及算法实现】用C语言编写一个简单的银行家算法模拟程序,用银行家算法实现资源分配。
银行家算法实验报告
计算机操作系统实验报告一、实验名称:银行家算法二、实验目的:银行家算法是避免死锁的一种重要方法,通过编写一个简单的银行家算法程序,加深了解有关资源申请、避免死锁等概念,并体会和了解死锁和避免死锁的具体实施方法。
三、问题分析与设计:1、算法思路:先对用户提出的请求进行合法性检查,即检查请求是否大于需要的,是否大于可利用的。
若请求合法,则进行预分配,对分配后的状态调用安全性算法进行检查。
若安全,则分配;若不安全,则拒绝申请,恢复到原来的状态,拒绝申请。
2、银行家算法步骤:(1)如果Requesti<or =Need,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它所宣布的最大值。
(2)如果Request<or=Available,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=Available-Request[i];Allocation=Allocation+Request;Need=Need-Request;(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。
3、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;②布尔向量Finish。
它表示系统是否有足够的资源分配给进程,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]=false②Need<or=Work如找到,执行步骤(3);否则,执行步骤(4)。
(3)当进程P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=Work+Allocation;Finish[i]=true;转向步骤(2)。
操作系统银行家算法实验报告
操作系统银行家算法实验报告操作系统银行家算法实验报告引言:操作系统是计算机科学中的一个重要领域,它负责管理计算机的硬件和软件资源,以提供良好的用户体验。
在操作系统中,银行家算法是一种重要的资源分配和调度算法,它可以确保系统中的进程安全地访问资源,避免死锁的发生。
本实验旨在通过实践运用银行家算法,深入理解其原理和应用。
实验目的:1. 理解银行家算法的基本原理;2. 掌握银行家算法的实现方法;3. 分析银行家算法在资源管理中的应用。
实验过程:1. 实验环境的搭建在本次实验中,我们使用了一台运行Windows操作系统的计算机,并安装了Java开发环境。
同时,我们使用了一个模拟的资源管理系统,以便更好地理解和实践银行家算法。
2. 银行家算法的原理银行家算法是通过对系统中的资源进行合理分配,以避免死锁的发生。
它基于以下几个假设:- 每个进程对资源的最大需求量是已知的;- 系统中的资源数量是有限的;- 进程在请求资源时必须先声明其最大需求量;- 进程在释放资源后,不能再重新请求。
3. 银行家算法的实现银行家算法的实现主要包括以下几个步骤:- 初始化:获取系统中的资源总量和每个进程的最大需求量;- 安全性检查:通过模拟分配资源并检查系统是否处于安全状态,以确定是否可以满足进程的资源请求;- 资源分配:根据安全性检查的结果,决定是否分配资源给进程。
4. 银行家算法的应用银行家算法在实际应用中具有广泛的用途,尤其是在多任务操作系统中。
它可以用于资源的分配和调度,以确保系统中的进程能够安全地访问资源,避免死锁的发生。
结论:通过本次实验,我们深入了解了银行家算法的原理和应用。
银行家算法作为一种重要的资源管理和调度算法,可以有效地避免死锁的发生,提高系统的可靠性和稳定性。
在今后的学习和工作中,我们将继续深入研究操作系统相关的算法和原理,以提升自己在该领域的专业能力。
实验二银行家算法实验报告
实验二银行家算法实验报告一、实验目的通过本次实验,主要学习了解了银行家算法的原理和实现方式,掌握银行家算法的应用场景,了解了安全序列的概念和判断方法,并通过代码实现加深对银行家算法的理解和掌握。
二、实验过程1、阅读银行家算法的相关理论知识。
2、编写银行家算法的代码实现。
3、根据实验要求,设置不同的初始资源分配和不同的进程请求资源情况,分别计算是否存在安全序列。
三、实验结果与分析1、首先按照实验要求设置一个初始的资源分配情况:可用的资源数目:4 4 4进程数目:4各进程对三种资源的最初需要数目:Max:7 5 33 2 29 0 22 2 2已分配资源数目:Allocation:0 1 02 0 03 0 22 1 1剩余资源数目:Need: 7 4 31 2 26 0 00 1 1根据上述数据,计算出该初试分配情况下的安全序列为:1 -> 3 -> 4 -> 2。
2、然后设置一个进程请求资源的情况:进程 1 请求资源 [3,3,0],进程 2 请求资源 [1,0,1],进程 3 请求资源 [2,2,0],进程 4 请求资源 [0,0,2]。
根据银行家算法,先进行安全性检测,发现该系统不存在安全序列,因此不满足银行家算法的要求,请求不被满足。
3、接着修改初始的资源分配情况和请求的资源情况,进行比较:通过以上的实验操作,得出结论:只有当请求的资源不会导致系统不再安全时,才会满足请求。
银行家算法基于这个假设进行运算,它管理着一个可以分配的表格,该表格显示系统的各种资源已经分配和未分配的情况,并确定哪些进程可以分配资源,哪些不可以。
四、实验总结本次实验通过对银行家算法的概念、原理和应用场景的了解,对该算法有了更深的认识和理解,并通过代码实现和实验操作,进一步巩固和掌握了该算法的应用方法。
在实验过程中,也有一些需要注意的问题:如需要按照一定的顺序输入原数据,正确地计算资源分配和剩余情况;核实每个请求的资源数目是否足够,才进行安全性检测;注意计算过程中数值的准确性和解题思路的正确性等。
(word完整版)实验二银行家算法
实验二银行家算法一、目的:加深了解有关资源申请、避免死锁等概念,并体会和了解死锁和避免死锁的具体实施方法。
要求编写和调试一个系统动态分配资源的简单模拟程序,观察死锁产生的条件,并采用银行家算法,有效地防止和避免死锁的发生。
二、内容:银行家算法是避免死锁的一种重要方法,本实验要求编写和调试一个简单的银行家算法程序。
用银行家算法实现资源分配。
三、编程思想:首先分析银行家算法的数据结构,分析可利用资源向量Available、最大需求矩阵Max、分配矩阵Allocation、需求矩阵Need 、进程申请资源的关系,由所学知识可知;Need[i,j]=Max[I,j]—Allocation[i,j];当进程申请资源的时候;a)Request i>Need[i]。
这种情况表示该进程的资源需求已超过系统所宣布的最大值,出错。
b)Request i=Need[i]。
这种情况表示该进程现在对他所需的全部资源一次申请完成。
c)Request i〉Need[i]。
这种情况表示该进程现在对它所需资源再进行部分的申请,剩余的资源以后再次申请。
发出资源请求后;当进程pia)如果Request i<=Need[i],转向步骤b,否则显示为出错,因为所需的资源数超过事先要求的最大值。
b)Request i<=Available,便转向步骤三,否则则表示尚无足够资源,p i需等待。
c)假如系统将资源分配给p i 则:Available=Available—RequestiAllocation[i]=Allocation[i]+RequestiNeed[i]=Need[i]-Request安全性算法检查(1)设置向量: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,在执行安全性算法开始时,Work[]= Available[]。
Finish[],它表示系统是否有足够的资源分配给每个进程,使之运行完成。
操作系统实验2--银行家算法
操作系统实验2--银行家算法(总9页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--操作系统课程设计报告课程名称:银行家算法姓名:刘成启学号:149班级:计算机1008班指导老师:袁宁共享资源分配与银行家算法一、实验目的[问题描述]本题主要内容是模拟实现资源分配。
银行家算法是避免死锁的一种重要方法,本实验要求用高级语言编写和调试一个简单的银行家算法程序。
加深了解有关资源申请、避免死锁等概念,并体会和了解死锁和避免死锁的具体实施方法。
通过对这个算法的设计,让学生能够对书本知识有更深的理解,在操作和其它方面有更高的提升。
二、实验内容[基本要求]具体用银行家算法实现资源分配。
要求如下:(1) 设计一个3个并发进程共享3类不同资源的系统,进程可动态地申请资源和释放资源,系统按各进程的申请动态地分配资源。
(2) 设计用银行家算法,实现资源分配,应具有显示或打印各进程依次要求申请的资源数以及依次分配资源的情况。
(3) 确定一组各进程依次申请资源数的序列,输出运行结果。
[方案设计及开发过程]1银行家分配算法,顾名思义是来源于银行的借贷业务,一定数量的本金要应多个客户的借贷周转,为了防止银行加资金无法周转而倒闭,对每一笔贷款,必须考察其是否能限期归还。
在操作系统中研究资源分配策略时也有类似问题,系统中有限的资源要供多个进程使用,必须保证得到的资源的进程能在有限的时间内归还资源,以供其他进程使用资源。
如果资源分配不得到就会发生进程循环等待资源,每个进程都无法继续执行下去的死锁现象。
把个进程需要和已占有资源的情况记录在进程控制中,假定进程控制块PCB其中“状态”有就绪态、等待态和完成态。
当进程在处于等待态时,表示系统不能满足该进程当前的资源申请。
“资源需求总量”表示进程在整个执行过程中总共要申请的资源量。
显然,每个进程的资源需求总量不能超过系统拥有的资源总数, 银行算法进行资源分配可以避免死锁.2.算法描述银行家算法:设进程I提出请求Request[N],则银行家算法按如下规则进行判断。
计算机操作系统-实验二:银行家算法
for (i = 0; i < no1; i++) { printf(" p%d/%d
",i,i);
for (j = 0; j < no2; j++) {printf("%d ",max[i][j]);}
for (j = 0; j < no2; j++) {printf(" %d ",allocation[i][j]);}
1、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,请求和释放资源的顺序不当,也同样会导致产生进 程死锁。
计算机操作系统-实验二:银行家算法
void check() //安全算法函数
{
int k,f,v=0,i,j;
int work[m],a[m];
bool finish[m];
r=1;
操作系统实验二-银行家算法02
实验二银行家算法一、实验目的:运用高级语言编写和调试一个系统动态分配资源的简单模拟程序,了解死锁产生的条件和原因,并采用银行家算法有效地避免死锁的发生,以加深对课堂上所讲授的知识的理解。
二、实验内容:完成银行家算法的模拟实现:设计有m个进程共享n个系统资源的系统,进程可动态的申请和释放资源。
系统按各进程的申请动态的分配资源时,采用银行家算法有效地避免死锁的发生。
三、实验准备:1.相关理论知识:(1)银行家算法的思路对进程的资源请求进行合法性检查;若请求合法,则进行试分配。
试分配后,调用安全性检查算法进行安全性检查。
若安全,则满足该进程请求,分配资源;若不安全,则拒绝该进程申请,不分配资源,并恢复系统试分配前的资源状态。
(2)银行家算法中用到的主要数据结构可利用资源向量 int Available[j] // j为资源的种类。
最大需求矩阵 int Max[i][j] // i为进程的数量。
分配矩阵 int Allocation[i][j]需求矩阵 int Need[i][j]= Max[i][j]- Allocation[i][j][j] //i进程申请j资源的数量申请各类资源数量 int Requesti工作向量 int Work[x] int Finish[y](3)银行家算法Bank()[j]=k进程i发出请求申请k个j资源,Requesti①检查申请量是否小于等于需求量:[j]<=Need[i,j],若条件不符重新输入,不允许申请大于需求量。
Requesti②检查申请量是否小于等于系统中的可利用资源量:Request[j]<=Available[j],若条件不符就申请失败,阻塞该进程,用gotoi语句跳转至重新申请资源。
③若以上两个条件都满足,则系统试探着将资源分配给申请的进程,并修改下面数据结构中的数值:Available[j]= Available[j]- Request[j];i[j];Allocation[i][j]= Allocation[i][j]+ RequestiNeed[i][j]= Need[i][j]- Request[j];i④试分配后,执行安全性检查,调用Safe()函数检查此次资源分配后系统是否处于安全状态。
实验2 银行家算法
实验2 银行家算法(2学时)一、实验目的理解银行家算法,掌握进程安全性检查的方法及资源分配的方法。
二、实验内容编写程序实现银行家算法,并验证程序的正确性。
三、实验要求编制模拟银行家算法的程序,并以下面给出的例子验证所编写的程序的正确性。
例子:某系统有A、B、C、D 4类资源共5个进程(P0、P1、P2、P3、P4)共享,各进程对资源的需求和分配情况如下表所示。
现在系统中A、B、C、D 4类资源分别还剩1、5、2、0个,请按银行家算法回答下列问题:(1)现在系统是否处于安全状态?(2)如果现在进程P1提出需求(0、4、2、0)个资源的请求,系统能否满足它的请求?#include <stdio.h>//#include <tchar.h>#include <iostream>using namespace std;#define Maxprocess 50 /*最大进程数*/#define Maxresource 100 /*最大资源数*/int Available[Maxresource]; /*可用资源数组*/int MAX[ Maxprocess][Maxresource]; /*最大需求矩阵*/int Allocation[ Maxprocess][Maxresource]; /*分配矩阵*/int need [Maxprocess][Maxresource]; /*需求矩阵*/int Request[Maxprocess][Maxresource]; /*进程需要资源数*/bool finish[Maxprocess]; /*系统是否有足够的资源分配*/int p[Maxprocess]; /*记录序列*/int m,n; /*m个进程,n个资源*/void Init();/*初始化算法*/bool Safe(); /*安全性算法*/void Bank(); /*银行家算法*/int main(){Init();Safe();Bank();return 1;}void Init() /*初始化算法*/{int i,j;cout<<"请输入进程的数目:"; /*m个进程,n个资源*/cin>>m;cout<<"请输入资源的种类数:";cin>>n;cout<<"请输入每个进程最多所需的各资源数,按照"<<m<<"x"<<n<<"矩阵输入"<<endl;for(i=0;i<m;i++)for(j=0;j<n;j++)cin>>MAX[i][j];cout<<"请输入每个进程已分配的各资源数,也按照"<<m<<"x"<<n<<"矩阵输入"<<endl;for(i=0;i<m;i++){for(j=0;j<n;j++){cin>>Allocation[i][j];need[i][j]=MAX[i][j]-Allocation[i][j];if(need[i][j]<0){cout<<"您输入的第"<<i+1<<"个进程所拥有的第"<<j+1<<"个资源数错误,请重新输入:"<<endl;j--;continue;}}}cout<<"请输入各个资源现有的数目:"<<endl;for(i=0;i<n;i++){cin>>Available[i];}}void Bank() /*银行家算法*/{int i,cusneed;char again;while(1){cout<<"请输入要申请资源的进程号(注:第1个进程号为0,依次类推)"<<endl;cin>>cusneed;cout<<"请输入进程所请求的各资源的数量"<<endl;for(i=0;i<n;i++){cin>>Request[cusneed][i];}for(i=0;i<n;i++){if(Request[cusneed][i]>need[cusneed][i]){cout<<"您输入的请求数超过进程的需求量!请重新输入!"<<endl;continue;}if(Request[cusneed][i]>Available[i]){cout<<"您输入的请求数超过系统有的资源数!请重新输入!"<<endl;continue;}}for(i=0;i<n;i++){Available[i]-=Request[cusneed][i];Allocation[cusneed][i]+=Request[cusneed][i];need[cusneed][i]-=Request[cusneed][i];}if(Safe()){cout<<"同意分配请求!"<<endl;}else{cout<<"您的请求被拒绝!"<<endl;for(i=0;i<n;i++){Available[i]+=Request[cusneed][i];Allocation[cusneed][i]-=Request[cusneed][i];need[cusneed][i]+=Request[cusneed][i];}}for(i=0;i<m;i++){finish[i]=false;}cout<<"您还想再次请求分配吗?是请按y/Y,否请按其它键"<<endl;cin>>again;if(again=='y'||again=='Y'){continue;}break;}}bool Safe() /*安全性算法*/ {int i,j,k,l=0;int Work[Maxresource];for(i=0;i<n;i++)Work[i]=Available[i];for(i=0;i<m;i++){finish[i]=false;}for(i=0;i<m;i++){if(finish[i]==true){continue;}else{for(j=0;j<n;j++){if(need[i][j]>Work[j]){break;}}if(j==n){finish[i]=true;for(k=0;k<n;k++){Work[k]+=Allocation[i][k];cout<<Work[k];}p[l++]=i;i=-1;}else{continue;}}if(l==m){cout<<"系统是安全的"<<endl;cout<<"安全序列:"<<endl;for(i=0;i<l;i++){cout<<p[i];if(i!=l-1){cout<<"-->";}}cout<<""<<endl;return true;}}cout<<"系统是不安全的"<<endl;return false;}。
银行家算法(操作系统)
银行家算法(操作系统)银行家算法(操作系统)一、概述银行家算法是一种用于避免进程死锁的资源分配算法。
在多进程并发执行的系统中,进程需要申请和释放资源,而银行家算法可以通过判断资源申请是否会导致系统陷入死锁状态,从而保证系统的安全性和可靠性。
二、系统资源1. 资源类型系统中的资源可以分为不同类型,比如A、B、C等。
每种资源类型都有固定的数量,例如A类型资源有10个。
不同资源类型之间是独立的,即没有关联性。
2. 可用资源在系统中,每种资源类型都有一定数量的可用资源。
初始情况下,可用资源数目应该与系统中实际可用资源数目相对应。
3. 进程资源申请和释放进程可以通过申请资源来执行运算或操作。
如果系统能够满足进程的资源需求,则满足其资源请求,否则,该进程必须等待直到所需资源变得可用。
当进程完成了对资源的操作后,必须释放这些资源,以便其他进程可以使用。
三、银行家算法原理1. 数据结构银行家算法通过维护以下数据结构来判断系统是否处于安全状态:- Avlable: 一维数组,表示每种资源类型的可用数量。
- Max: 二维数组,表示每个进程对每种资源类型的最大需求量。
- Allocation: 二维数组,表示每个进程已经分配到的资源数量。
- Need: 二维数组,表示每个进程还需要的资源数量。
2. 安全状态系统处于安全状态的条件是:存在一个安全序列,使得该序列中每个进程的资源需求能够被满足。
3. 安全检查银行家算法通过进行安全检查来判断系统是否处于安全状态。
检查过程包括以下步骤:- 初始化Work为Avlable。
- 找到一个进程i,使得Need[i] <= Work。
如果这样的进程不存在,则转到步骤5。
- 分配资源给进程i。
- 执行资源分配后的安全性检查,即临时修改Work和Allocation。
- 如果系统处于安全状态,则转到步骤2;否则,继续进行步骤5。
- 如果所有进程都获得了所需的资源,则系统处于安全状态;否则,系统处于不安全状态。
计算机操作系统的银行家算法
计算机操作系统的银行家算法一、需求分析1、进程的状态有:就绪,等待和完成。
当系统不能满足进程的资源请求时,进程出于等待状态。
资源需求总量表示进程运行过程中对资源的总的需求量。
已占资源量表示进程目前已经得到但还为归还的资源量。
因此,进程在以后还需要的剩余资源量等于资源需要总量减去已占资源量。
陷入每个进程的资源需求总量不应超过系统拥有的资源总量。
2、银行家算法分配资源的原则是:当某个进程提出资源请求时,假定先分配资源给它,然后查找各进程的剩余请求,检查系统的剩余资源量是否由于进程的分配而导致系统死锁。
若能,则让进程等待,否则,让进程的假分配变为真分配。
1查找各进程的剩余请求,检查系统的剩余资源量是否能满足其中一进程,如果能,则转B。
2将资源分配给所选的进程,这样,该进程已获得资源最大请求,最终能运行完成。
标记这个进程为终止进程,并将其占有的全部资源归还给系统。
重复第1步2步,直到所有进程都标记为终止进程,或知道一个死锁发生。
若所有进程都标记为终止进程,则系统的初始状态是安全的,否则为不安全的。
若安全,则正式将资源分配给它,否则,假定的分配作废,让其等待。
二、系统结构设计1、设计分析当某个进程对某类资源提出请求时,假定先分配资源给它,然后查找各进程的剩余请求,检查系统的剩余资源量是否由于进程的分配而导致系统死锁。
若能,则让进程等待,否则,让进程的假分配变为真分配。
2、数据结构1可利用资源向量Available。
这是一个含有m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利用资源的数目,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利用资源的数目,其数值随该类资源的分配和回首而动态的改变,如果Available=K,则代表Rj 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。
操作系统第二次银行家算法
软件学院上机实验报告课程名称:操作系统原理实验项目:实验二银行家算法实验室:耘慧402 姓名:王欣鸿学号: 1320010724专业班级:软件13-7班实验时间: 2015-12-12一、实验目的及要求1.进一步理解利用银行家算法避免死锁的问题;2.在了解和掌握银行家算法的基础上,编制银行家算法通用程序,将调试结果显示在计算机屏幕上,再检测和笔算的一致性;3.理解和掌握安全序列、安全性算法。
二、实验性质验证性三、实验学时4学时四、实验环境Linux系统开发环境五、实验内容及步骤内容:1. 了解和理解死锁;2. 理解利用银行家算法避免死锁的原理;3. 会使用某种编程语言。
步骤:1.安全状态指系统能按照某种顺序如<P1,P2,…,Pn>(称为<P1,P2,…,Pn>序列为安全序列),为每个进程分配所需的资源,直至最大需求,使得每个进程都能顺利完成。
2. 银行家算法假设在进程并发执行时进程i提出请求j类资源k个后,表示为Requesti[j]=k。
系统按下述步骤进行安全检查:(1)如果Requesti≤Needi则继续以下检查,否则显示需求申请超出最大需求值的错误。
(2)如果Requesti≤Available则继续以下检查,否则显示系统无足够资源,Pi阻塞等待。
(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。
3.安全性算法(1)设置两个向量:① 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;② Finish: 它表示系统是否有足够的资源分配给进程,使之运行完成。
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实验2 银行家算法(2学时)
一、实验目的
理解银行家算法,掌握进程安全性检查的方法及资源分配的方法。
二、实验内容
编写程序实现银行家算法,并验证程序的正确性。
三、实验要求
编制模拟银行家算法的程序,并以下面给出的例子验证所编写的程序的正确性。
例子:某系统有A、B、C、D 4类资源共5个进程(P0、P1、P2、P3、P4)共享,各进程对资源的需求和分配情况如下表所示。
已占资源最大需求数进程
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
现在系统中A、B、C、D 4类资源分别还剩1、5、2、0个,请按银行家算法回答下列问题:
(1)现在系统是否处于安全状态?
(2)如果现在进程P1提出需求(0、4、2、0)个资源的请求,系
统能否满足它的请求?
程序代码(java)
package wcm2;
public class BankerAlgorithm
{
int[][] phave={{0,0,1,2},{1,0,0,0},{1,3,5,4},{0,6,3,2},{0,0,1,4}};
int[][] pneed={{0,0,1,2},{1,7,5,0},{2,3,5,6},{0,6,5,2},{0,6,5,6}};
int[] work={1,5,2,0};
int[] self=new int[5];
public void ehange(int p,int a,int b,int c,int d)
{
System.out.println("假如把资源:"+a+b+c+d+" 给进程p"+p);
int[] m={a,b,c,d};
for(int i=0;i<m.length;i++)// 把资源给进程
{
if(m[i]<=work[i])
{
phave[p][i]=m[i]+phave[p][i];
work[i]=work[i]-m[i];
}
else
{
char ch=(char)('A'+i);
System.out.println("资源"+ch+"不够!");
}
}
if(this.safety())
{
System.out.println("可以把资源给p"+p);
this.showInfoSelf();
}
else
{
System.out.print("该状态是非安全态,");
System.out.println("不可以把资源给p"+p);
}
this.back(p, m);
}
public boolean safety() //5个进程是否都在安全态下
{
boolean b=false;
int count=0;
boolean[] bool={true,true,true,true,true};
this.showWork1();
for(int k=0;k<5;k++)
{
for(int i=0;i<5;i++)
{
if(bool[i]==true)
{
if(pare(i))
{
bool[i]=false;
this.self[count]=i;
//this.showWork2(count); 按进程名显示
this.showWork2(i); //按安全序列显示
count++;
}
}
}
}
if(count==5)
{
b=true;
}
this.backWork(); //恢复被改变的woek
return b;
}
public boolean compare(int p) //改变p进程能运行完后的Work值{
boolean bool=false;
int count=0;
for(int i=0;i<4;i++)
{
if(pneed[p][i]-phave[p][i]<=work[i])
{
count++;
}
}
if(count==4)
{
bool=true;
this.chengeWork(p);
}
return bool;
}
public void chengeWork(int p) //改变Work值
{
for(int i=0;i<4;i++)
{
work[i]=work[i]+phave[p][i];
}
}
public void showWork1() //打印
{
System.out.println("进程"+" 已占资源"+" 最大需求数"+" W O R K ");
System.out.println(" "+" ABCD "+" ABCD "+" A B C D");
}
public void showWork2(int i) //打印
{
System.out.print("p"+i+" ");
for(int j=0;j<4;j++)
{
System.out.print(phave[i][j]);
}
System.out.print(" ");
for(int j=0;j<4;j++)
{
System.out.print(pneed[i][j]);
}
System.out.print(" ");
for(int j=0;j<4;j++)
{
if(work[j]<10)
{
System.out.print(" "+work[j]+" ");
}
else
{
System.out.print(" "+work[j]);
}
}
System.out.println();
}
public void showInfoSelf()
{
System.out.print("安全序列为:");
for(int i=0;i<5;i++)
{
System.out.print(this.self[i]);
}
System.out.println();
}
public void back(int p,int[] m)// 把资源还给work
{
for(int i=0;i<m.length;i++)
{
if(m[i]<=work[i])
{
phave[p][i]=phave[p][i]-m[i];
}
}
this.backWork();
}
public void backWork()
{
work[0]=1;
work[1]=5;
work[2]=2;
work[3]=0;
}
}
package wcm2;
public class Test
{
public static void main(String[] args)
{
BankerAlgorithm BA=new BankerAlgorithm();
if(BA.safety()==true)
{
System.out.println("该状态是安全态");
BA.showInfoSelf();
}
else
{
System.out.println("该状态是非安全态");
}
System.out.println();
BA.ehange(1, 0, 4, 2, 0); //进程,ABCD }
}。