银行家算法及代码实现

void print() //输出函数 { int i,j; printf("\n"); printf("*************此时刻资源分配情况*********************\n"); printf("进程名/号 | Max | Allocation | Need |\n"); 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]);} for (j = 0; j < no2; j++) {printf(" %d ",need[i][j]);} printf("\n");
流程图
银行家算法流程图：见附录1
安全性算法流程图：见附录2
程序源代码：
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <conio.h> # define m 50

int no1; //进程数 int no2; //资源数 int r;
资源数


available[j]=available[j]-request[j]; allocation[i][j]+=request[j]; need[i][j]=need[i][j]-request[j]; //系统尝试把资源分配给请求的进程 }







int allocation[m][m],need[m][m],available[m],max[m][m];

char name1[m],name2[m];
//定义全局变量

void main() { void check(); void print(); int i,j,p=0,q=0; char c; int request[m],allocation1[m][m],need1[m][m],available1[m]; printf("**********************************************\n"); printf("* 银行家算法的设计与实现 *\n"); printf("**********************************************\n"); printf("请输入进程总数:\n"); scanf("%d",&no1); printf("请输入资源种类数:\n"); scanf("%d",&no2);
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; for(i=0;i<no1;i++) finish[i]=false; // 初始化进程均没得到足够资 源数并完成 for(i=0;i<no2;i++) work[i]=available[i];//work[i]表示可提供进程继续 运行的各类资源数 k=no1;


//输入已知的可用资源数



print(); //输出已知条件 check(); //检测T0时刻已知条件的安全状态 if(r==1) //如果安全则执行以下代码 { do{ q=0;




p=0; printf("\n请输入请求资源的进程号(0~4)：\n"); for(j=0;j<=10;j++) { scanf("%d",&i); if(i>=no1) { printf("输入错误，请重新输入：\n"); continue; } else break; } printf("\n请输入该进程所请求的资源数request[j]:\n"); for(j=0;j<no2;j++) scanf("%d",&request[j]);



printf("请输入Max矩阵:\n"); for(i=0;i<no1;i++) for(j=0;j<no2;j++) scanf("%d",&max[i][j]); //输入已知进程最大资源需求量 printf("请输入Allocation矩阵:\n"); for(i=0;i<no1;i++) for(j=0;j<no2;j++) scanf("%d",&allocation[i][j]); //输入已知的进程已分配的 资源数 for(i=0;i<no1;i++) for(j=0;j<no2;j++) need[i][j]=max[i][j]-allocation[i][j]; //根据输入的两个数组 计算出need矩阵的值 printf("请输入Available矩阵\n"); for(i=0;i<no2;i++) scanf("%d",&available[i]);


do{ for(i=0;i<no1;i++) { if(finish[i]==false) { f=1; for(j=0;j<no2;j++) if(need[i][j]>work[j]) f=0; if(f==1)//找到还没有完成且需求数小于可提供进程继续运行的资源数的进程 { finish[i]=true; a[v++]=i; //记录安全序列号 for(j=0;j<no2;j++) work[j]+=allocation[i][j]; //释放该进程已分配的资源 } } } k--; //每完成一个进程分配，未完成的进程数就减1
银行家算法所需要的数据结构




①可利用资源向量available, n个元素的数组, 每个元素代表一类可用资源的数目, available [ i ] = k 表示系统中有Rj 类资源k 个; ②最大需求矩阵 MAX, n3 m矩阵定义n 个进程时,m 类资源的最大 需求max ( i, j) = k 表示进程需要Rj类资源最大数目为k ; ③分配矩阵allocation, n3 m矩阵,表示n个 进程的每个进程已分配资源情况, alloction ( i, j) = k 表示进程i已分配Rj类资源k 个; ④需求矩阵 need, n3 m矩阵,表示各进程仍需要各类资源, need ( i, j) = k表示进程i仍需要资源Rj的数目为k. 由上述分析可知need i =max i - allocation i.


print(); check(); //检测分配后的安全性 if(r==0) //如果分配后系统不安全 { for(j=0;j<no2;j++) { available[j]=available1[j]; allocation[i][j]=allocation1[i][j]; need[i][j]=need1[i][j]; //还原已分配的资源数，仍需要的资源数和可用的资源数 } printf("返回分配前资源数\n"); print(); } } }printf("\n你还要继续分配吗？Y or N ?\n"); //判断是否继续进行资源分配 c=getche(); } while(c=='y'||c=='Y'); } }
银行家算法说明
小组成员：于鹏、张星、张旺 郝志超、杨泽平
张旺 制作，于鹏 修改完善
银行家算法原理




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。 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，先测试该进程本次申请的资源数是否超过了 该资源所剩余的总量。若超过则拒绝分配资源，若能满足则按当前的申 请量分配资源，否则也要推迟分配。






}
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ






while(k>0); f=1; for(i=0;i<no1;i++) //判断是否所有的进程都完成 { if(finish[i]==false) { f=0; break; } } if(f==0) //若有进程没完成，则为不安全状态 { printf("系统处在不安全状态！"); r=0; } else { printf("\n系统当前为安全状态，安全序列为：\n"); for(i=0;i<no1;i++) printf("p%d ",a[i]); //输出安全序列 } }
二．安全性检查算法（check()函数）




(1)设置两个向量： 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。 工作向量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；当有足够的资源 分配给进程时，再令Finish[i]=true。 (2)在进程中查找符合以下条件的进程： 条件1：Finish[i]=false； 条件2：need[i][j]<=Work[j] 若找到，则执行步骤(3)否则，执行步骤(4) (3)当进程获得资源后，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； goto step (2)； (4)如果所有的Finish[i]=true都满足，则表示系统处于安全状 态，否则，处于不安全状态。







for(j=0;j<no2;j++) if(request[j]>need[i][j]) p=1; //判断请求是否超过该进程所需要的资源数 if(p) printf("请求资源超过该进程资源需求量，请求失败！\n"); else { for(j=0;j<no2;j++) if(request[j]>available[j]) q=1; //判断请求是否超过可用资源数 if(q) printf("没有做够的资源分配，请求失败！\n"); else //请求满足条件 { for(j=0;j<no2;j++) { available1[j]=available[j]; allocation1[i][j]=allocation[i][j]; need1[i][j]=need[i][j]; //保存原已分配的资源数，仍需要的资源数和可用的
一．银行家算法
进程i发出请求资源申请， (1)如果Request [j]<=need[i,j],转向步骤(2),否则认为出错，因为他 所需要的资源数已经超过它所宣布的最大值。 (2)如果：Request i[j]<=available[i,j]，转向步骤(3)，否则表示尚无 足够资源，进程i需等待。 (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[i,j]= Available[i,j]- Request [j]； Allocation[i][j]= Allocation[i][j]+ Request [j]； need[i][j]= need[i][j]- Request [j]； (4)试分配后，执行安全性检查，调用check()函数检查此次资源分 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； 否则本次试探分配作废，恢复原来的资源分配状态，让该进程等待。 (5)用do{…}while 循环语句实现输入字符y/n判断是否继续进行资源 申请。