银行家算法课程设计报告
银行家算法实验报告总结
银行家算法实验报告总结一、实验目的与背景银行家算法是一种用于避免死锁和保证系统稳定运行的算法。
通过模拟银行贷款行为的策略，银行家算法可以有效地避免系统的资源枯竭，从而保证系统的正常运行。
在本实验中，我们通过使用银行家算法对实际的系统进行模拟，验证其有效性。
二、算法原理与流程银行家算法的主要原理是：将系统中的所有资源按照类型进行分类，并对每种资源设置一个最大值和最小值，分别表示该资源的最大需求量和最小剩余量。
同时，对于每个进程，需要定义其最大需求量、已分配资源和需求量，并根据这些信息来决定是否分配资源。
具体流程如下：初始化：将所有资源的最大值和最小值进行初始化，并给每个进程分配一个唯一的标识符。
请求资源：每个进程在执行过程中，如果需要更多的资源，则向系统发送请求。
分配资源：系统根据银行家算法的原理，将资源分配给满足条件的进程。
更新资源：系统更新已分配给进程的资源，并检查是否满足每个进程的最大需求量。
重复执行：如果存在多个进程需要资源，则重复执行步骤2-4，直到所有进程都满足其最大需求量或系统中的资源不足以为更多的进程分配资源为止。
三、实验数据与结果在本实验中，我们使用了10个进程，每个进程的需求量和已分配资源均随机生成。
实验结果表明，在满足了每个进程的最大需求量后，系统中仍有剩余资源，证明了银行家算法可以有效地避免资源的浪费。
四、结果分析通过对实验结果进行分析，我们发现银行家算法可以有效地保证系统的稳定性，避免出现死锁和资源枯竭等问题。
同时，该算法需要较少的系统开销，因为只需要对每个进程的请求进行处理和更新，不需要进行额外的检查和管理。
五、性能对比分析为了进一步验证银行家算法的性能，我们将其与其他常见的资源管理算法进行了比较。
在同等条件下，与其他算法相比，银行家算法具有更高的系统吞吐量和更低的响应时间。
银行家算法在系统吞吐量和响应时间方面均优于其他常见算法，而在死锁发生率上，银行家算法则表现出了更高的稳定性。
银行家算法实验报告
银行家算法实验报告银行家算法实验报告引言：在计算机科学领域中，银行家算法是一种用于避免死锁的资源分配算法。
它是由荷兰计算机科学家艾兹赫尔·迪科斯彻在1965年提出的。
银行家算法通过合理的资源分配和安全性检查，确保系统中的进程能够安全地执行，避免了资源竞争和死锁的发生。
本篇文章将详细介绍银行家算法的原理、实验设计和结果分析。
一、银行家算法的原理银行家算法基于资源的最大需求和可用性进行资源分配。
它将系统中的资源分为若干类别，并为每个类别分配一个初始数量。
当进程请求资源时，银行家算法会检查该请求是否能够满足，如果满足则分配资源，否则将进程置于等待状态。
算法的核心思想是避免分配资源后导致系统无法满足其他进程的资源需求，从而避免死锁的发生。
二、实验设计为了验证银行家算法的有效性，我们设计了一个模拟实验。
实验中，我们创建了一个包含多个进程和资源的系统，并模拟了进程对资源的请求和释放。
每个进程都有自己的资源需求和最大需求量，系统中的资源总量也是有限的。
首先，我们初始化系统的资源数量和每个进程的最大需求量。
然后，模拟进程的请求和释放过程。
当一个进程请求资源时，银行家算法会检查该请求是否能够满足，如果满足则分配资源，否则将进程置于等待状态。
当一个进程释放资源时，系统将回收该资源并重新分配给其他进程。
实验的关键是设计合理的资源分配策略和进程请求顺序，以模拟不同的场景。
我们通过调整进程的最大需求量和资源数量，观察系统的运行情况和死锁的发生情况。
三、实验结果分析通过多次实验，我们得出了以下结论：1. 资源数量的合理分配对避免死锁非常重要。
如果资源数量过少，无法满足进程的最大需求量，系统容易发生死锁。
如果资源数量过多，系统的资源利用率低，效率低下。
因此，需要根据系统的实际需求合理分配资源数量。
2. 进程的最大需求量与资源数量的关系也是影响死锁的重要因素。
当进程的最大需求量超过系统资源数量的一半时，系统容易发生死锁。
银行家算法课程设计
银行家算法课程设计1 银行家算法课程设计银行家算法（Banker's algorithm）是一种算法，用于保证系统中的进程能够访问临界资源，即保证系统的安全性和可行性。
银行家算法是一种基于资源分配图的安全性算法，它利用图形表示来检查系统状态，检查系统是否处在安全状态，并在资源分配时避免死锁。
银行家算法在许多计算机科学领域，如计算机系统分析，系统设计，系统编程，操作系统，数据库管理系统，计算机网络，复印设备管理系统等被广泛使用，因为它可以有效地开发高可用性系统，以及可靠的系统安全策略，用于解决资源分配的多个进程之间的相互问题。
因此，银行家算法在操作系统理论中具有重要的地位，是进行操作系统机制设计和实现时必不可少的一门课程设计，它具有较强的实际性和创造性，重要考点包括：理论基础介绍，实际运用，算法设计和实现，以及探究特定的资源调度问题，实现过程指导，进程同步互斥的实现，实验室相关实践，最后结论总结。
在设计银行家算法课程期间，在理论介绍和实际验证等不同阶段，需要按照教学大纲要求，结合教学案例，开展深入的针对性训练，增强学生数学解决问题、分析问题、建立数学模型和验证数学模型的思维能力。
同时，在引导学生完成银行家算法编程实践的各个阶段中，教师及时给予学生有效的反馈和指导，为学生的综合素质的发展提供必要的支持，保证学习效果。
银行家算法课程设计不仅要求学生有丰富的实践能力和创新能力，更重要的是，学生通过学习、实践，能够构建一个可靠的基于数学模型思想的资源分配和安全性模型，以及利用高效算法实现资源分配与安全性策略，从而获得实战技能。
只有通过丰富的数学建模思维能力和运算逻辑能力，才能逐步形成真正的技术依据，开发可靠的系统安全策略，更好地保障操作系统的安全性。
银行家算法报告
银行家算法报告实验题目：银行家算法实验目的：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。
实验内容：1、实验要求：本设计通过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，并采用适当的算法，有效的防止和避免死锁的发生。
2、实验设计分析：（1）用键盘输入的方式对系统资源赋初始值，并录入各种资源的数量和进程的数量以及资源的分配情况。
然后可以做一下几种更改：①增加资源②删除资源③修改资源④分配资源⑤增加作业（2）最主要的是进行分配资源的算法设计，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：①如果request[n]>need[i,n],则报错返回②如果request[n]>available,则进程i进入等待资源状态，返回③如果request[n]≤need[i,n]，且request[n]≤available，即进程i 的申请已获得批准，则修改系统状态：available=available-requestAllocation=allocation+requestNeed=Need-request④系统执行安全性检查，看是否可以找到一个安全序列，如安全则分配成立，否则试探性分配作废，系统恢复原状，进程等待。
（3）安全性检查：设置两个工作向量work=available；finish[m]=false,从进程集合中找到一个满足下述条件的进程：finish[i]=false；need<=work；如果找到，执行③，否则执行④。
设进程获得资源，可顺利执行直至完成，从而释放资源Work=work+allocationFinish=true然后转回②。
如果所有的进程finish[m]=true，则表示安全，否则系统不安全。
3、程序流程图：初始化：银行家算法流程图：安全性流程图：实验结果：心得体会：这次实验的程序设计的数据结构基本上采用了一维数组和二维数组来存储，比如最大需求量Max[][]、已分配资源数allocation[][]，仍需求资源数need[][]、以及系统可利用的资源数、申请各类资源等数组。
银行家算法操作系统实验报告
竭诚为您提供优质文档/双击可除银行家算法操作系统实验报告篇一：计算机操作系统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 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）。
实验二：银行家算法实验报告书
淮海工学院计算机工程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：学号：姓名：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#include<string.h>#include<stdio.h>#define M 5 //定义进程数#define N 3 //定义资源数 s#define False 0#define True 1int Max[5][3]={{7,5,3},{3,2,2},{9,0,2},{2,2,2},{4,3,3}}; //每个进程对每类资源的最大需求int Allocation[5][3]={{0,1,0},{2,0,0},{3,0,2},{2,1,1},{0,0,2}};// 系统已分配资源int Avaliable[3]={3,3,2}; //系统可利用资源int Need[5][3]={{7,4,3},{1,2,2},{6,0,0},{0,1,1},{4,3,1}};//还需要资源int Request[3];void showdata()//显示资源矩阵{int i,j;printf("系统目前可利用的资源数量:\n A,B,C\n"); printf("resouce: ");for (j=0;j<N;j++)printf("%d,",Avaliable[j]);//输出分配资源printf("\n");printf("各进程的资源需求:\n");for (i=0;i<M;i++){printf("pr%d: ",i);for (j=0;j<N;j++){printf("%d,",Max[i][j]);//输出最大需求资源数}printf("\n");}printf("各进程得到资源:\n");for (i=0;i<M;i++){printf("pr%d: ",i);for(j=0;j<N;j++)printf("%d,",Allocation[i][j]);//输出已分配资源数printf("\n");}printf("各进程还需求资源:\n");for (i=0;i<M;i++){printf("pr%d: ",i);for(j=0;j<N;j++)printf("%d,",Need[i][j]);//输出还需要资源数printf("\n");}}void release(int i)//判断是否安全，若不安全则释放第j类资源{int j;for (j=0;j<N;j++){Avaliable[j]=Avaliable[j]+Request[j];Allocation[i][j]=Allocation[i][j]-Request[j];Need[i][j]=Need[i][j]+Request[j];}}void distribute(int i)//若符合条件则对第j类资源进行分配{int j;for (j=0;j<M;j++){Avaliable[j]=Avaliable[j]-Request[j];Allocation[i][j]=Allocation[i][j]+Request[j];Need[i][j]=Need[i][j]-Request[j];}}void safeAlgorithm()//安全性算法{int Work[3],Finish[M]={0},result[M],run;/* work：表示系统可提供给进程继续运行的所需的各类资源数目finish：表示系统是否有足够的资源分配给进程result用来存放依次执行成功的线程*/int i,j,k=0,m,demand;for(i=0;i<3;i++){Work[i]=Avaliable[i]; //开始的时候work=available}for(i=0;i<M;i++){demand=0;for(j=0;j<N;j++){if (Finish[i]==False&&Need[i][j]<=Work[j]){ demand++;if(demand==3)//只有ABC三类资源都满足才把相应的线程记入数组result中{for(m=0;m<N;m++)Work[m]=Work[m]+Allocation[i][m];//重新分配第i 类线程的当前可利用资源Finish[i]=True;result[k]=i;i=-1;k++;}}elseif(Finish[i]==False){if(i==M-1){printf("系统不安全\n");//如果不成功，输出系统不安全run=False;}break;}}printf("系统资源分配成功!");//如果安全，输出成功printf("分配的序列:\n");for(i=0;i<M;i++)//输出运行进程数{printf("pr%d ",result[i]);}}void bankerAlgorithm()//利用银行家算法对申请资源对进行判定{int i,j,OK=1,run=True;printf("\n请输入第一个要求分配的资源进程号从(0 to 4):");scanf("%d",&i);//输入须申请的资源号printf("请输入进程 %d 申请的资源:\n",i);for(j=0;j<3;j++){printf("第 %d 个资源:",j+1);scanf("%d",&Request[j]);//输入需要申请的资源}for (j=0;j<N;j++){if(Request[j]>Need[i][j])//判断申请是否大于需求，若大于则出错{printf("进程%d 申请的资源大于它需要的资源",i);printf(" error!\n");OK=0;break;}else{if(Request[j]>Avaliable[j]) //判断申请是否大于当前资源，若大于则出错{printf("进程 %d 申请的资源大于当前可利用资源",i);printf(" error!\n");OK=0;break;}}}if(OK==1) //若都符合条件，则进行分配{distribute(i); //根据进程请求分配资源showdata(); //显示变换后的资源safeAlgorithm(); //通过安全算法判断该序列是否安if(run==False) //若不安全，则进行释放第I类资源release(i);}}}void main()//主函数{int choice;showdata();safeAlgorithm();do{ printf("\n输入接下来你要进行的操作1：分配资源 2:显示资源否则按任意键退出");scanf("%d",&choice);switch(choice){ case 1: bankerAlgorithm(); break;case 2: showdata(); break;default: break;}}while((choice==1)||(choice==2));}4 测试数据与实验结果（可以抓图粘贴）5 结果分析与实验体会（学生自己填写）2. 版面格式：（1）各级标题：黑体，小四，段前/段后：6磅（2）正文内容：宋体、五号，行间距1.25倍；（3）程序代码：宋体、五号，单倍行间距；（4）A4纸，上、下、左、右边距：2厘米注：蓝色字体部分为注释，正式报告中将其删除。
银行家算法实验报告绪论
一、实验背景在计算机系统中，资源分配和死锁问题是操作系统领域的重要研究课题。
在多进程环境下，进程之间会共享系统资源，如CPU、内存、磁盘等。
然而，当多个进程同时申请资源时，可能会出现死锁现象，导致系统瘫痪。
为了避免死锁，研究者提出了多种资源分配算法，其中最具代表性的就是银行家算法。
银行家算法最初由Edsger Dijkstra于1965年提出，旨在解决银行在贷款业务中可能出现的死锁问题。
该算法通过模拟银行家在贷款业务中的决策过程，对资源分配进行动态规划，以确保系统处于安全状态，从而避免死锁的发生。
二、实验目的本次实验旨在通过实现银行家算法，加深对资源分配、死锁和安全性概念的理解，并掌握以下内容：1. 了解资源分配的基本原理和死锁的概念。
2. 掌握银行家算法的原理和实现方法。
3. 能够运用银行家算法对系统资源进行动态分配，并确保系统处于安全状态。
4. 分析实验结果，验证银行家算法的有效性。
三、实验原理1. 资源分配资源分配是指操作系统将资源分配给进程的过程。
在多进程环境下，资源分配策略需要考虑以下因素：（1）资源的类型和数量。
（2）进程对资源的最大需求。
（3）进程当前已分配的资源。
（4）系统可利用的资源。
2. 死锁死锁是指多个进程在执行过程中，因争夺资源而相互等待，导致系统无法继续执行的现象。
产生死锁的必要条件包括：（1）互斥条件：资源不能被多个进程同时占用。
（2）请求和保持条件：进程在等待资源时，仍保持已占有的资源。
（3）不剥夺条件：进程不能被强制剥夺已占有的资源。
（4）循环等待条件：存在一个进程序列，其中每个进程都在等待前一个进程所持有的资源。
3. 安全状态安全状态是指系统可以按照某种顺序为每个进程分配资源，使得所有进程都可以顺利完成的状态。
判断系统是否处于安全状态的方法如下：（1）计算每个进程的最大需求。
（2）计算系统可利用的资源。
（3）从最大需求中减去已分配的资源，得到剩余需求。
（4）判断剩余需求是否小于等于系统可利用的资源。
银行家算法课程设计小结
银行家算法课程设计小结银行家算法课程设计小结一、引言近年来，计算机科学和金融领域的交叉发展逐渐成为研究和实践的热点。
其中，银行家算法作为一种重要的操作系统算法，对于保障系统稳定性和安全性具有至关重要的作用。
在本篇文章中，我将对我所参与的银行家算法课程设计进行全面评估，并分享我对该算法的个人观点和理解。
二、银行家算法的深度评估在我所参与的银行家算法课程设计中，我对该算法的深度和广度进行了全面评估，并按照从简到繁、由浅入深的方式展开探讨，以帮助自己更深入地理解。
1. 算法原理（此处可以详细解释银行家算法的原理，如资源分配和安全性检查等）2. 算法应用在我们的课程设计中，我们使用银行家算法来解决并发环境中资源的分配和安全性问题。
通过模拟银行家的行为，我们可以判断在系统中是否存在死锁，并可以采取相应的措施来解决或避免死锁的发生。
3. 算法实现我们在课程设计中使用了Java语言来实现银行家算法。
通过编写相应的代码，我们可以模拟系统中的进程、资源和请求，并通过银行家算法来判断资源是否能够安全分配，并进行相应的操作。
4. 算法优化除了基本的银行家算法外，我们还对其进行了优化，以提高算法的效率和性能。
我们使用了数据结构中的图来表示资源的分配情况，以便更快速地进行资源安全性检查。
我们还通过并行计算技术，提高了算法的并发处理能力，使其更适用于现代高性能计算环境。
三、银行家算法的个人观点和理解在参与课程设计的过程中，我对银行家算法产生了较深的兴趣，并对其产生了一些个人观点和理解。
1. 安全性与效率的平衡银行家算法在资源分配和安全性之间取得了一种平衡。
它通过对系统中的资源需求和可用资源进行合理的分析，以保证系统的安全性，同时又尽可能地提高系统的效率。
这种平衡在实际应用中具有重要的意义，因为我们既需要确保系统的安全性，又需要满足用户的实时需求。
2. 银行家角色的启示银行家算法的设计灵感来自银行家的行为，这给了我一些启示。
银行家算法实验报告
银行家算法实验报告引言：在计算机科学领域，由于资源的有限性，进程资源分配问题一直备受关注。
而银行家算法被广泛应用于操作系统中，用于确保资源的安全分配。
本文旨在介绍银行家算法的原理和应用，并通过实验报告来验证该算法的有效性和可行性。
1. 银行家算法简介银行家算法是由美国学者Dijkstra提出的一种资源分配和避免死锁的算法。
其基本思想是通过银行家的原则来避免系统陷入死锁状态，保证资源分配的安全性和可行性。
银行家算法适用于具有多个进程和多个资源的并发系统中。
2. 银行家算法原理银行家算法基于两个重要的概念：安全性和可分配性。
安全性表示在系统当前状态下，是否存在一种资源分配序列可以使系统避免死锁状态。
可分配性表示系统是否能够满足进程对资源的请求。
银行家算法的实现需要以下几个关键步骤：(1) 初始化：对每个进程设置最大需求量、已分配资源量和需求资源量。
(2) 效验：判断系统当前状态下资源是否满足所有进程的需求，即判断系统是否处于安全状态。
(3) 分配：若系统处于安全状态，则根据某种资源分配策略，为进程分配资源。
(4) 请求：进程请求资源。
(5) 回收：进程释放资源。
3. 银行家算法的实验验证为了验证银行家算法的有效性和可行性，我们设置了一个简单的实验环境，模拟一个有限的资源系统，包含3个进程和3种不同类型的资源。
实验过程如下：(1) 初始化：对每个进程设置最大需求量、已分配资源量和需求资源量。
设置3个进程的最大需求量分别为{5, 4, 3}，已分配资源量分别为{1, 2, 2}，需求资源量分别为{3, 2, 0}。
(2) 效验：判断系统当前状态下资源是否满足所有进程的需求。
经过实验验证，我们发现系统当前状态下资源无法满足进程2的资源需求。
为了保证系统的安全性和避免死锁，根据银行家算法原理，我们将不满足资源需求的进程2暂停，并回滚到初始状态。
重新调整资源分配后，系统进入了安全状态。
(3) 分配：为进程1和进程3分配资源。
银行家算法报告
银行家算法报告课程设计报告题 目 银行家算法程序设计课 程 名 称 操作系统课程设计 院 部 名 称 信息技术学院 专 业 计算机科学与技术 班 级 。
学 生 姓 名 。
学 号 。
课程设计地点 。
课程设计学时 20 指 导 教 师 。
金陵科技学院教务处制 成绩引言Dijkstra (1965)提出了一种能够避免死锁的调度算法，称为银行家算法。
它的模型基于一个小城镇的银行家，他向一群客户分别承诺了一定的贷款额度，每个客户都有一个贷款额度，银行家知道不可能所有客户同时都需要最大贷款额，所以他只保留一定单位的资金来为客户服务，而不是满足所有客户贷款需求的最大单位。
这里将客户比作进程，贷款比作设备，银行家比作系统。
客户们各自做自己的生意，在某些时刻需要贷款。
在某一时刻，客户已获得的贷款和可用的最大数额贷款称为与资源分配相关的系统状态。
一个状态被称为是安全的，其条件是存在一个状态序列能够使所有的客户均得到其所需的贷款。
如果忽然所有的客户都申请，希望得到最大贷款额，而银行家无法满足其中任何一个的要求，则发生死锁。
不安全状态并不一定导致死锁，因为客户未必需要其最大贷款额度，但银行家不敢抱这种侥幸心理。
银行家算法就是对每一个请求进行检查，检查如果满足它是否会导致不安全状态。
若是，则不满足该请求；否则便满足。
检查状态是否安全的方法是看他是否有足够的资源满足一个距最大需求最近的客户。
如果可以，则这笔投资认为是能够收回的，然后接着检查下一个距最大需求最近的客户，如此反复下去。
如果所有投资最终都被收回，则该状态是安全的，最初的请求可以批准。
在预防死锁的几种方法之中，都施加了较强的限制条件；而在避免死锁的方法中，所施加的限制条件较弱，有可能获得令人满意的系统性能。
在该方法中把系统状态分为安全状态和不安全状态，便可避免死锁的发生。
而最具代表性的避免死锁的算法，便是Dijkstra的银行家算法。
利用银行家算法，我们可以来检测CPU为进程分配资源的情况，决定CPU是否响应某进程的的请求并为其分配资源，从而很好避免了死锁1、课程设计的目的和要求目的：银行家算法是避免死锁的一种重要方法，本设计要求用C语言（或高级语言）编写和调试一个简单的银行家算法程序。
实验三银行家算法实验报告
实验三银行家算法实验报告一、实验目的银行家算法是一种用于避免死锁的算法，本次实验旨在通过编程实现银行家算法，并通过模拟银行家算法的运行过程来加深对该算法的理解。
二、实验过程及结果1. 系统设计为了模拟银行家算法的运行过程，需要设计一个包含多个进程和资源的系统。
每个进程都有一定的最大需求资源数和已分配资源数。
系统中还有一定数量的可用资源，进程可以请求资源和释放资源。
2. 算法实现在程序中实现银行家算法需要以下几个关键的函数：（1）银行家算法的主函数：实现进程的请求资源和释放资源操作，并在此过程中判断是否产生死锁；（2）安全检查函数：用于判断系统状态是否安全，即是否存在一个安全序列，如果存在则表示系统处于安全状态，否则表示系统处于不安全状态；（3）资源请求函数：用于进程请求资源的操作，根据银行家算法的要求进行判断；（4）资源释放函数：用于进程释放资源的操作。
3. 算法运行通过对编写的程序进行多次运行测试，模拟不同进程对资源的请求和释放，观察系统是否能够始终处于安全状态。
在每次运行中，记录并输出系统的安全序列和进程的状态等信息。
4. 实验结果分析通过实验运行结果的分析，可以得出以下结论：（1）银行家算法能够有效地避免死锁的发生；（2）系统中资源的分配和释放过程需要合理，否则可能导致系统陷入死锁；（3）资源的分配策略对系统的安全状态有重要影响。
三、实验总结通过本次实验，深入了解了银行家算法的原理和实现过程，并通过编程实践加深了对该算法的理解。
银行家算法是一种重要的死锁避免算法，能够保证系统处于安全状态下运行，并且能够合理地分配系统资源，避免系统陷入死锁。
四、参考文献[1] 《操作系统概念》,Abraham Silberschatz，Peter B. Galvin，Greg Gagne，电子工业出版社，2014年五、附录（示例代码省略）以上是本次实验的实验报告，通过实验我们深入了解了银行家算法，了解了它在操作系统中的应用和重要性。
银行家算法-课程设计
银行家算法-课程设计1. 简介银行家算法（Banker’s Algorithm）是一种用于避免死锁的资源分配算法。
它最初由艾兹格·迪杰斯特拉（Edsger Dijkstra）于1965年提出，用于解决并发系统中的资源管理问题。
银行家算法可以预防死锁，即在执行过程中不会出现资源分配无法进行的情况。
在本次课程设计中，我们将深入研究银行家算法的原理和实现，并尝试在一个模拟的并发系统中应用该算法。
2. 算法原理银行家算法基于资源的可用性进行计算，以确保在给定的时刻，系统能够满足所有进程的资源需求，从而避免死锁的发生。
该算法通过以下几个关键步骤实现：2.1 系统资源初始化在系统启动之初，需要预先分配每种资源的总数和已被分配的数量。
这些信息将用于处理进程的资源请求和释放。
2.2 进程资源请求判断当一个进程提出资源请求时，银行家算法会判断是否能够满足该请求。
算法会检查当前的系统资源状态和进程的资源需求，以判断是否有足够的资源可供分配。
2.3 资源分配和回收如果银行家算法判断当前资源状态可以满足进程的资源请求，该算法将分配资源给该进程，并更新系统资源状态。
如果无法满足资源请求，进程将进入等待状态，直到系统有足够的资源可供分配。
2.4 进程资源回收和死锁检测当一个进程完成任务或者释放资源时，银行家算法会回收该进程所占用的资源，并检测是否可能发生死锁现象。
通过回收资源并重新分配，银行家算法可以避免死锁的发生。
3. 实现设计在本次课程设计中，我们将使用Python语言来实现银行家算法的模拟。
主要分为以下几个步骤：3.1 系统资源初始化首先，我们需要定义系统中每种资源的总量和已被分配数量。
这些数据可以使用一个二维矩阵来表示，其中每一行代表一种资源，每一列代表对应资源的数量。
3.2 进程资源请求判断当一个进程提出资源请求时，我们需要判断是否能够满足该请求。
可以通过比较进程的资源需求和系统资源状态来判断。
如果某个资源的需求量小于等于系统中该资源的可用数量，说明可以满足该请求。
银行家算法课程设计实验报告
银行家算法课程设计实验报告摘要：本文主要介绍了一种新的实验方法——银行家算法课程设计实验，针对算法教学的实验设计，特别是在银行家算法这一领域，运用Visual C++ 语言，给出了一种实验实现及其相应的实验报告。
实验的通过对 Visual C++ 的开发环境及语法的掌握，实验证明了银行家算法的可行性和实际应用的安全性。
关键词：银行家算法；Visual C++；实验设计；实验报告1. 绪论随着网络技术的不断发展和深化，如今网络系统的仿真实验，尤其是银行家算法的仿真实验的需求量日益增大，该实验将把网络系统设计中的概念、原理以及运用的方法用于系统的实际应用，更直观地表达出网络实验中的概念。
本实验希望通过对 Visual C++语言的开发环境及语法的掌握，实现银行家算法在计算机系统中的运用，实现这种算法的可行性和实际应用的安全性，从而使网络系统仿真实验更加简单有效的实现。
2. 实验目的（1）熟悉 Visual C++ 语言的开发环境及语法；（2）了解银行家算法基本原理及其实现；（3）验证银行家算法的可行性及实际应用的安全性；（4）为网络系统仿真实验提供一种新的实验方法。
3. 实验内容（1）Visual C++编程环境的熟悉；（2）实现银行家算法的仿真实验；（3）验证银行家算法的可行性和实际应用的安全性；（4）实验报告的编写。
4. 实验环境实验环境主要包括实验平台、操作系统、语言编程工具和文本编辑器。
实验平台：实验所使用的计算机硬件平台为：Intel 酷睿i5-8400 处理器、 DDR4 8G 内存及 GTX 1050TI 4G 显卡；操作系统：实验所使用的操作系统为 Windows 10 家庭版；语言编程工具：实验所使用的语言编程工具为 Visual Studio 2017；文本编辑器：实验所使用的文本编辑器为 Notepad。
5. 实验过程实验过程主要包括 Visual C++ 编程环境的熟悉、银行家算法的仿真实现及实验报告的编写。
银行家算法课程设计小结
银行家算法课程设计小结【实用版】目录一、银行家算法概述二、银行家算法的关键概念三、银行家算法的实现过程四、银行家算法的优缺点五、总结正文一、银行家算法概述银行家算法是一种避免死锁的资源分配策略，主要应用于操作系统中。
它的目的是在系统中分配资源时，确保资源的安全性，防止系统进入不安全状态并产生死锁现象。
在银行家算法中，系统会根据进程的需求和当前资源状况，动态地分配资源，以保证每个进程都能顺利完成任务。
二、银行家算法的关键概念1.安全状态：在系统中，如果所有进程可以按照一定的顺序排列，使得每个进程所需的剩余资源量都不超过系统当前剩余资源与该进程已占用资源之和，则称系统处于安全状态。
2.不安全状态：如果系统中存在一个进程无法获得其所需的资源，或者某个进程提出的资源需求会导致系统资源不足，从而使得系统无法满足其他进程的需求，则称系统处于不安全状态。
3.资源分配：银行家算法的核心思想是，在分配资源之前，首先要判断分配后的系统状态是否安全。
如果分配后系统处于安全状态，则进行资源分配；否则，让进程等待。
三、银行家算法的实现过程银行家算法的实现主要包括以下几个步骤：1.初始化数据结构：系统需要维护一张资源表，记录每类资源的剩余量。
同时，每个进程也需要记录其最大需求量和已占用资源量。
2.进程发起资源请求：进程在执行过程中，会根据需要发起资源请求。
请求的资源量不能超过该进程的最大需求量。
3.判断系统状态：系统会根据当前资源状况和进程请求的资源量，判断系统是否处于安全状态。
如果系统处于安全状态，则进行资源分配；否则，让进程等待。
4.资源分配：如果系统处于安全状态，系统会按照进程请求的资源量进行分配。
分配后，需要更新资源表和进程的已占用资源量。
5.进程释放资源：当进程完成任务后，会释放所占用的资源。
系统需要根据进程释放的资源量，更新资源表。
四、银行家算法的优缺点1.优点：银行家算法可以有效避免死锁现象的发生，保证系统的安全性。
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中南大学软件技术课程设计报告课程名称：模拟银行家算法原理班级：学号：姓名：指导老师：2009年5月2日一设计目的模拟实现银行家算法，用银行家算法实现资源分配。
二问题描述在死锁的避免中，银行家算法把系统状态分为安全状态和不安全状态，只要能使系统始终处于安全状态，便可以避免发生死锁。
所谓安全状态，是指系统能按某种顺序为每个进程分配所需资源，直到最大需求，使每一个进程都可以顺利完成，即可找到一个安全资源分配序列。
模拟实现这个工作过程。
三设计思路我们可以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。
操作系统按照银行家制定的规则为进程分配资源，当进程首次申请资源时，要测试该进程对资源的最大需求量，如果系统现存的资源可以满足它的最大需求量则按当前的申请量分配资源，否则就推迟分配。
当进程在执行中继续申请资源时，先测试该进程已占用的资源数与本次申请的资源数之和是否超过了该进程对资源的最大需求量。
若超过则拒绝分配资源，若没有超过则再测试系统现存的资源能否满足该进程尚需的最大资源量，若能满足则按当前的申请量分配资源，否则也要推迟分配。
四详细设计1、初始化由用户输入数据，分别对可利用资源向量矩阵AVAILABLE、最大需求矩阵MAX、分配矩阵ALLOCATION、需求矩阵NEED赋值。
2、银行家算法在避免死锁的方法中，所施加的限制条件较弱，有可能获得令人满意的系统性能。
在该方法中把系统的状态分为安全状态和不安全状态，只要能使系统始终都处于安全状态，便可以避免发生死锁。
银行家算法的基本思想是分配资源之前,判断系统是否是安全的;若是,才分配。
设进程cusneed提出请求REQUEST [i]，则银行家算法按如下规则进行判断。
(1)如果REQUEST [cusneed] [i]<= NEED[cusneed][i]，则转(2)；否则，出错。
(2)如果REQUEST [cusneed] [i]<= AVAILABLE[cusneed][i]，则转(3)；否则，出错。
(3)系统试探分配资源，修改相关数据：AVAILABLE[i]-=REQUEST[cusneed][i];ALLOCATION[cusneed][i]+=REQUEST[cusneed][i];NEED[cusneed][i]-=REQUEST[cusneed][i];(4)系统执行安全性检查，如安全，则分配成立；否则试探险性分配作废，系统恢复原状，进程等待。
(5)对于某一进程i，若对所有的j，有NEED[i][j]=0，则表此进程资源分配完毕，应将占用资源释放。
3、安全性检查算法(1)设置两个工作向量Work=AVAILABLE;FINISH(2)从进程集合中找到一个满足下述条件的进程，FINISH==false;NEED<=Work;如找到，执行(3)；否则，执行(4)(3)设进程获得资源，可顺利执行，直至完成，从而释放资源。
Work+=ALLOCATION;Finish=true;GOTO 2(4)如所有的进程Finish= true，则表示安全；否则系统不安全。
4、流程图四源程序：#include <iostream>#include <windows.h>#include <time.h>//#include <stdio.h>//#include<conio.h>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*/int SUMMIT[MAXRESOURCE]={0} ; /*各种资源总量*/int NEEDc[MAXRESOURCE]={0}; /*辅助向量*/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();bool Safe();void Bank();void main(){//textbackground(0); /* 设置屏幕背景色 */Init();Safe();Bank();}void Init() /*初始化算法*/{int i,j;cout<<" "<<endl;cout<<" 银行家算法模拟"<<endl;cout<<"~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~"<<endl;cout<<" 通信0602 唐敏 0401060223 "<<endl;cout<<"~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~"<< endl;cout<<" "<<endl;cout<<" 算法简介："<<endl;cout<<" 在避免死锁的方法中，所施加的限制条件较弱，有可能获得令人满意"<<endl;cout<<" 的系统性能。
在该方法中把系统的状态分为安全状态和不安全状态，只要"<<endl;cout<<" 能使系统始终都处于安全状态，便可以避免发生死锁"<<endl;cout<<" 银行家算法的基本思想是分配资源之前,判断系统是否是安全的;若是"<<endl;cout<<" ,才分配。
它是最具有代表性的避免死锁的算法。
"<<endl;cout<<" "<<endl;cout<<"~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~"<< endl;cout<<"~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~"<< endl;cout<<" "<<endl;cout<<" 请稍候...6秒后跳入主界面" <<endl; Sleep(6000);system("cls");cout<<" "<<endl;cout <<" 运行界面"<<endl;cout<<">>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>> >>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>"<<endl;cout<<"请输入进程的数目:"<<endl;cin>>m;cout<<"请输入资源的种类:"<<endl;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;}}}for(j=0;j<n;j++) //已分配各资源总数{for(i=0;i<m;i++)NEEDc[j]=ALLOCATION[i][j]+NEEDc[j];}// for(i=0;i<n;i++) //此四行用于检验// {// cout<<""<<NEEDc[i]<<" ";// }cout<<"请输入各个资源现有的数目:"<<endl;for(i=0;i<n;i++){cin>>AVAILABLE[i];}for(i=0;i<n;i++) //总资源数{SUMMIT[i]=AVAILABLE[i]+ NEEDc[i];}// for(i=0;i<n;i++) //检验用// cout<<""<<SUMMIT[i]<<" ";// cout<<" "<<endl;cout<<"~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~"<<endl;cout<<"初始化后状态显示:"<<endl;cout<<"每个进程最多所需的各资源数"<<endl;for(i=0;i<m;i++){for(j=0;j<n;j++)cout<<""<<MAX[i][j]<<" ";if(j=n-1)cout<<" "<<endl;}cout<<"每个进程已分配的各资源数"<<endl;for(i=0;i<m;i++){for(j=0;j<n;j++)cout<<""<<ALLOCATION[i][j]<<" ";if(j=n-1)cout<<" "<<endl;}cout<<"各个资源现有的数目:"<<endl;for(i=0;i<n;i++)cout<<""<<AVAILABLE[i]<<" ";cout<<" "<<endl;cout<<"~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ ~~~~~~~~~~~~~~~~~~"<<endl;}void Bank() /*银行家算法*/{int i,j,cusneed;char again;int sum=0; /*监测某一进程资源是否分配完毕*/ int add=0;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<<"您输入的本个请求数超过进程的需求量!请重新输入!"<<endl;i--;continue;}if(REQUEST[cusneed][i]>AVAILABLE[i]){cout<<"您输入的本个请求数超过系统有的资源数!请重新输入!"<<endl;i--;continue;}}for(i=0;i<n;i++) //资源分配{AVAILABLE[i]-=REQUEST[cusneed][i];ALLOCATION[cusneed][i]+=REQUEST[cusneed][i];NEED[cusneed][i]-=REQUEST[cusneed][i];}if(Safe()){cout<<"~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ ~~~~~~~~~~~~~~~~~~"<<endl;cout<<"同意分配请求!"<<endl;cout<<"此次分配后状态显示:"<<endl;cout<<"当前每个进程最多尚需的各资源数"<<endl;for(i=0;i<m;i++){for(j=0;j<n;j++)cout<<""<<NEED[i][j]<<" ";if(j=n-1)cout<<" "<<endl;}cout<<"当前每个进程已分配过的各资源数"<<endl;for(i=0;i<m;i++){for(j=0;j<n;j++)cout<<""<<ALLOCATION[i][j]<<" ";if(j=n-1)cout<<" "<<endl;}for(i=0;i<m;i++)for(j=0;j<n;j++)add=NEED[i][j]+add; //是否已分配完毕if(add!=0){for(i=0;i<n;i++)sum=NEED[cusneed][i]+sum;cout<<"sum值:"<<sum<<""<<endl;//cout<<""<<sum<<" ";cout<<" "<<endl;if (sum==0){ for(i=0;i<n;i++)AVAILABLE[i]= ALLOCATION[cusneed][i]+AVAILABLE[i];}sum=0;cout<<"各个资源现有的数目:"<<endl;for(i=0;i<n;i++)cout<<""<<AVAILABLE[i]<<" ";cout<<" "<<endl;add=0;}// cout<<""<<add<<" "endl;else{cout<<"各个资源现有的数目:"<<endl;for(i=0;i<n;i++)cout<<""<<SUMMIT[i]<<" ";cout<<" "<<endl;}cout<<"~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ ~~~~~~~~~~~~~~~~~~"<<endl;}else{cout<<"您的请求被拒绝!"<<endl; //撤消资源分配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; //跳出while}}bool Safe() /*安全性算法*/{int i,j,k,l=0;int Work[MAXRESOURCE]; /*工作数组*/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; //FINISH在此被赋值,表进程i可顺利进行for(k=0;k<n;k++) //并假设已执行完成{Work[k]+=ALLOCATION[i][k];}p[l++]=i;i=-1; //再从i=0开始判断 }else{continue;}}if(l==m) //所有进程都可完成 {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) //最后一项不输-->{cout<<"-->";}}cout<<""<<endl;return true;}}cout<<"系统是不安全的"<<endl;return false;}五运行调试及结果说明初始化时若已分配资源多于最多所需资源则会报错，需重新输入（如上图所示）初始化后状态显示资源分配时请求量超过需求量或现有资源数同样会报错（如上图）特殊情况：若申请资源数既不大于资源需求量，又不大于现有资源数，但仍有可能导致死锁，如上图所示。