操作系统课程设计--银行家算法
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。
操作系统 银行家算法
操作系统银行家算法1. 简介1.1 定义：银行家算法是一种用于避免死锁的资源分配策略，通过判断当前状态是否安全来决定是否为进程提供所需资源。
1.2 目的：保证系统能够按照合理顺序进行并发执行，并防止出现死锁情况。
2. 死锁概述在多道程序环境下，当两个或更多进程因竞争有限数量的资源而无限等待时就会产生死锁。
常见原因包括互斥、占有和不可剥夺性以及循环等待条件。
3. 资源管理模型操作系统中使用了三类数据结构：- 可利用向量(Avlable)：表示每种类型可被分配给各个进程实例数目；- 最大需求矩阵(Maximum)：记录每个进程对某类资源最大需要量；- 分配矩阵(Allocation) ：描述已经成功地将某些单位从总体汇集转移到具体过渡态；4. 进展与请求检查流程（Safety Algorithm）当一个新任务到达后，在满足以下所有条件之前不能接受它: a）如果存在这样一个i使得Request[i] > Need[i]，则拒绝请求；b）如果存在这样一个i使得Request[i] > Avlable，则不接受该进程的资源申请。
5. 安全状态检查流程（Safety Algorithm）当新任务到达后，在满足以下所有条件之前不能接受它:a) 如果有某个j, 且Work[j]<Need_i[j], 则将p加入集合T中;b) 若对于每个p∈ T 都有Allocation[p]+ Work >= Need_p ，将p从T移到Finish，并释放其占用的全部资源。
6. 算法实现步骤1）初始化：定义Avlable、Max和Allocation矩阵以及Need数组；2）判断是否安全：使用银行家算法进行系统当前状态下是否会发生死锁的判断；3）处理用户请求：- 检查用户请求所需资源量与可利用向量(Avlable)比较，如大于可利用向量或者超过最大需求(Maximum)，则拒绝分配给该进程；- 分配成功时更新相关数据结构(如Avlable、Allocation等);4）回收已完成进程所占据的资源并重新计算各项指标值。
(完整word版)操作系统课程设计银行家算法
操作系统课程设计报告题目：银行家算法院（系)：专业：班级：学生:学号:指导教师：2010年12月操作系统课程设计报告题目:银行家算法院（系）：专业:班级：学生:学号：指导教师：2010年12月银行家算法摘要本次的课程设计内容是银行家算法，在操作系统当中，由于竞争非剥夺性资源和进程推进的不当，对系统的安全造成威胁，所以，银行家算法就是为了避免对系统产生死锁而存在的.银行家算法包括对请求资源的试分配和对安全性的考量,当系统的安全性不能够满足的时候，则对系统进行保护。
在编写银行家算法的时候需要定义Need（需求矩阵），Allocation（分配矩阵），Max（最大需求矩阵）以及Available（可利用资源量）。
在实现一系列的功能的时候使用的数组的结构，便于进行矩阵的加减运算，可以提高程序的运行效率.通过编写可以基本上实现银行家算法所要达到的基本目的，在输入正确的情况下能够输出正确的安全序列,在不安全的情况下可以做出提醒，并且恢复原有输入数据。
关键字：银行家算法最大需求矩阵分配矩阵需求矩阵可利用资源量目录摘要 (i)1 绪论 (1)2需求分析.................................................................。
(2)2.1 问题描述.........................................................。
. (2)2.2 产生条件..........................................................。
(2)2.3 运行环境.........................................................。
. (2)2.4 程序功能.........................................................。
操作系统课程设计报告 银行家算法
操作系统课程设计报告题目：银行家算法操作系统课程设计报告题目：银行家算法摘要在多道操作系统中，可以利用多个进程并发执行来改善系统资源利用率，提高系统的吞吐量，但也可能发生人们不想看到的危险——死锁。
为了解决这个问题，人们引入了多种机制处理死锁问题。
本文主要介绍了操作系统如何运用银行家算法和安全性算法避免死锁的产生。
同时运用Java编程语言模拟计算机内部资源分配的过程。
让读者对银行家算法有更深刻的认识。
关键字：死锁银行家算法安全性算法资源分配IAbstractIn much road OS, improve the systematic handling capacity, but also may people happened not thinking of dangerous dead lock seeing that to come to improve system resource utilization ratio being able to make use of many course concurrency to carry out. Have led into various mechanism for problem , people resolving this handle lock fast problem. The main body of a book has been introduced mainly how to apply the banker algorithm and the security algorithm to avoid lock fast creation. Wield Java programming language analog computer inside resource assignment process at the same time. Let reader have deeper cognition to banker algorithm.Key words: Algorithmic algorithmic security of dead lock banker resource assignmentII目录中文摘要 (I)英文摘要 (II)1绪论 (1)2需求分析 (2)3概要设计 (3)4详细设计 (4)5测试与分析 (6)6总结 (11)7参考文献 (12)附录 (13)1绪论银行家算法诞生的背景：操作系统作为裸机上安装的第一层软件，起着控制和管理计算机内部软硬件资源，合理组织计算机工作流程，提高计算机工作效率，用户和计算机硬件接口的重要作用。
操作系统课程设计任务书
操作系统集中上机实验1：银行家算法一、目的和要求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。
二、实验内容1.设计进程对各类资源最大申请表示及初值确定。
2.设定系统提供资源初始状况。
3.设定每次某个进程对各类资源的申请表示。
4.编制程序，依据银行家算法，决定其申请是否得到满足。
三、算法描述银行家可以把一定数量的资金供多个用户周转使用，为保证资金的安全银行家规定：1.当一个用户对资金的最大需求量不超过银行家现有的资金就要接纳该用户；2.用户可以分期贷款,但贷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用户的沿需贷数时,对用户的贷款可推迟支付,但总能使用户在有限的时间里得到贷款；4.当用户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。
实验2：时间片轮转法基本思想：将CPU的处理时间划分成一个个时间片，就绪队列中的诸进程轮流运行一个时间片，当时间片结束时，就强迫运行进程让出CPU,该进程进入就绪队列，等待下一次调度，同时,进程调度又去选择就绪队列中的一个进程,分配给它一个时间片，以投入运行。
在轮转法中，时间片长度的选择非常重要,将宜接影响系统开销和响应时间。
如果时间片长度很小，则调度程序剥夺处理机的次数频繁,加重系统开销；反之，如果时间片长度选择过长，比方说一个时间片就能保证就绪队列中所有进程都执行完毕，则轮转法就退化成先进先出算法。
实验3-4：抢占式(或非抢占式)优先级调度算法基本思想：该算法的基本思想是进程优先级高者优先调度，是一种常用的进程调度算法。
该算法的关键是如何确定优先数。
通常确定优先数的方法有两种，即静态法和动态法。
(1)静态优先权是在创建进程时确定的，其运行特征是优先数确定之后在整个进行运行期间不再改变。
确定静态优先权的依据有进程的类型、进程所使用的资源、进程的估计运行时间等因素。
操作系统课程设计银行家算法参考
3 课程设计三银行家算法（参考1）1设计目的（1）了解多道程序系统中，多个进程并发执行的资源分配。
（2）掌握死锁产生的原因、产生死锁的必要条件和处理死锁的基本方法。
（3）掌握预防死锁的方法，系统安全状态的基本概念。
（4）掌握银行家算法，了解资源在进程并发执行中的资源分配策略。
（5）理解避免死锁在当前计算机系统不常使用的原因。
2．算法描述Dijkstra(1965年)提出了一种能够避免死锁的调度方法，称为银行家算法，它的模型基于一个小城镇的银行家，现将该算法描述如下：假定一个银行家拥有资金，数量为Σ，被N个客户共享。
银行家对客户提出下列约束条件：（1）每个客户必须预先说明自已所要求的最大资金量；（2）每个客户每次提出部分资金量申请各获得分配；（3）如果银行满足了客户对资金的最大需求量，那么，客户在资金动作后，应在有限时间内全部归还银行。
只要每个客户遵守上述约束，银行家将保证做到：若一个客户所要求的最大资金量不超过Σ，则银行一定接纳该客户，并可处理他的资金需求；银行在收到一个客户的资金申请时，可能因资金不足而让客户等待，但保证在有限时间内让客户获得资金。
在银行家算法中，客户可看做进程，资金可看做资源，银行家可看做操作系统。
3. 环境操作系统Windows XP SP2,开发工具VC++6.0或者BCB6.0。
4 功能模块说明1.银行家所能够提供的资源typedef struct node{int a;int b;int c;int remain_a;int remain_b;int remain_c;}bank;2.进程所占用的资源typedef struct node1{char name[20];int a;int b;int c;int need_a;int need_b;int need_c;}process;main()函数：完成对系统运行环境的初始化，定义了简单的选择菜单，调用各功能函数。
操作系统课程设计----模拟银行家算法避免死锁
模拟通过银行家算法避免死锁一、银行家算法产生的背景及目的1：在多道程序系统中，虽然借助于多个进程的并发执行来改善系统的利用率，提高系统的吞吐量，但可能发生一种危险—死锁。
死锁就是多个进程在运行过程中因争夺资源而造成的一种僵局，当进程处于这种僵局状态时，如无外力作用，他们将无法再向前进行，如再把信号量作为同步工具时，多个Wait 和Signal操作顺序不当，会产生进程死锁。
然而产生死锁的必要条件有互斥条件，请求和保持条件，不剥夺条件和环路等待条件。
在预防死锁的几种方法中，都施加了较强的限制条件，在避免死锁的方法中，所施加的条件较弱，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，只要能使系统都处于安全状态，便可避免死锁。
2：实验目的：让学生独立的使用编程语言编写和调试一个系统分配资源的简单模拟程序，了解死锁产生的原因及条件。
采用银行家算法及时避免死锁的产生，进一步理解课堂上老师讲的相关知识点。
银行家算法是从当前状态出发，逐个按安全序列检查各客户中谁能完成其工作，然后假定其完成工作且归还全部贷款，再进而检查下一个能完成工作的客户。
如果所有客户都能完成工作，则找到一个安全序列，银行家才是安全的。
二：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m个元素的数组，其中的每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的改变。
如果Available[j]=k，z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，表示第i个进程需要第Rj类资源的最大数目k个.3: 分配矩阵Allocation,也是n*m的矩阵，若Allocation[i,j]=k,表示第i个进程已分配Rj类资源的数目为k个。
操作系统实验项目银行家算法
实验四、银行家算法（一）目的和要求银行家算法是由Dijkstra设计的最具有代表性的避免死锁的算法。
本实验要求用高级语言编写一个银行家的模拟算法。
通过本实验可以对预防死锁和银行家算法有更深刻的认识。
（二）实验内容1、设置数据结构包括可利用资源向量（Availiable）,最大需求矩阵（Max）,分配矩阵（Allocation）,需求矩阵（Need）2、设计安全性算法设置工作向量Work 表示系统可提供进程继续运行可利用资源数目，Finish 表示系统是否有足够的资源分配给进程（三）实验环境1、pc2、vc++（四）、程序源代码：/*子函数声明*/int Isprocessallover(); //判断系统中的进程是否全部运行完毕void Systemstatus(); //显示当前系统中的资源及进程情况int Banker(int ,int *); //银行家算法void Allow(int ,int *); //若进程申请不导致死锁，用此函数分配资源void Forbidenseason(int ); //若发生死锁，则显示原因/*全局变量*/int Availiable[3]={3,3,2}; //初始状态，系统可用资源量int Max[5][3]={{7,5,3},{3,2,2},{9,0,2},{2,2,2},{4,3,3}};//各进程对各资源的最大需求量int Allocation[5][3]={{0,1,0},{2,0,0},{3,0,2},{2,1,1},{0,0,2}};//初始状态，各进程占有资源量int Need[5][3]={{7,4,3},{1,2,2},{6,0,0},{0,1,1},{4,3,1}};//初始状态时，各进程运行完毕，还需要的资源量int over[5]={0,0,0,0,0}; //标记对应进程是否得到所有资源并运行完毕#include <iostream.h>/*主函数*/void main(){int process=0; //发出请求的进程int decide=0; //银行家算法的返回值int Request[3]={0,0,0}; //申请的资源量数组int sourcenum=0; //申请的各资源量/*判断系统中进程是否全部运行完毕*/step1: if(Isprocessallover()==1){cout<<"系统中全部进程运行完毕！";return;}/*显示系统当前状态*/Systemstatus();/*人机交互界面*/step2: cout<<"\n输入发出请求的进程（输入“0”退出系统）: ";cin>>process;if(process==0){cout<<"放弃申请,退出系统！";return;}if(process<1||process>5||over[process-1]==1){cout<<"系统无此进程！\n";goto step2;}cout<<"此进程申请各资源（A，B，C）数目：\n";for(int h=0;h<3;h++){cout<<char(65+h)<<"资源:";cin>>sourcenum;Request[h]=sourcenum;}/*用银行家算法判断是否能够进行分配*/decide=Banker(process,Request);if (decide==0){/*将此进程申请资源分配给它*/Allow(process,Request);goto step1;}else{/*不能分配，显示原因*/Forbidenseason(decide);goto step2;}}/*子函数Isprocessallover( )的实现*/int Isprocessallover(){int processnum=0;for(int i=0;i<5;i++){/*判断每个进程是否运行完毕*/if(over[i]==1)processnum++;}if(processnum==5)/*系统中全部进程运行完毕*/return 1;elsereturn 0;}/*子函数Systemstatus( )的实现*/void Systemstatus(){cout<<"此刻系统中存在的进程：\n";for(int i=0;i<5;i++){if(over[i]!=1)cout<<"P"<<i+1<<" ";}cout<<endl;cout<<"此刻系统可利用资源（单位：个）：\n";cout<<"A B C\n";for(int a=0;a<3;a++){cout<<Availiable[a]<<" ";}cout<<endl;cout<<"此刻各进程已占有资源如下（单位：个）: \n"<<" A B C\n";for(int b=0;b<5;b++){if(over[b]==1)continue;cout<<"P"<<b+1<<" ";for(int c=0;c<3;c++)cout<<Allocation[b][c]<<" ";cout<<endl;}cout<<"各进程运行完毕还需各资源如下（单位：个）:\n"<<" A B C\n";for(int f=0;f<5;f++){if(over[f]==1)continue;cout<<"P"<<f+1<<" ";for(int g=0;g<3;g++)cout<<Need[f][g]<<" ";cout<<endl;}}/*子函数Banker(int ,int &)的实现*/int Banker(int p,int *R){int num=0; //标记各资源是否能满足各进程需要int Finish[5]={0,0,0,0,0}; //标记各进程是否安全运行完毕int work[5]={0,0,0,0,0}; //用于安全检查int AvailiableTest[3]; //用于试分配int AllocationTest[5][3]; //同上int NeedTest[5][3]; //同上/*判断申请的资源是否大于系统可提供的资源总量*/for(int j=0;j<3;j++){if(*(R+j)>Availiable[j])/*返回拒绝分配原因*/return 1;}/*判断该进程申请资源量是否大于初始时其申明的需求量*/for(int i=0;i<3;i++){if(*(R+i)>Need[p-1][i])/*返回拒绝原因*/return 2;}/*为检查分配的各数据结构赋初值*/for(int t=0;t<3;t++){AvailiableTest[t]=Availiable[t];}for(int u=0;u<5;u++){for(int v=0;v<3;v++){AllocationTest[u][v]=Allocation[u][v];}}for(int w=0;w<5;w++){for(int x=0;x<3;x++){NeedTest[w][x]=Need[w][x];}}/*进行试分配*/for(int k=0;k<3;k++)//修改NeedTest[]{AvailiableTest[k]-=*(R+k);AllocationTest[p-1][k]+=*(R+k);NeedTest[p-1][k]-=*(R+k);}/*检测进程申请得到满足后，系统是否处于安全状态*/ for(int l=0;l<3;l++){work[l]=AvailiableTest[l];}for(int m=1;m<=5;m++){for(int n=0;n<5;n++){num=0;/*寻找用此刻系统中没有运行完的进程*/if(Finish[n]==0&&over[n]!=1){for(int p=0;p<3;p++){if(NeedTest[n][p]<=work[p])num++;}if(num==3){for(int q=0;q<3;q++){work[q]=work[q]+AllocationTest[n][q];}Finish[n]=1;}}}}for(int r=0;r<5;r++){if(Finish[r]==0&&over[r]!=1)/*返回拒绝分配原因*/return 3;}return 0;}/*子函数Allow(int ,int &)的实现*/void Allow(int p,int *R){cout<<"可以满足申请！";static int overnum;/*对进程所需的资源进行分配*/for(int t=0;t<3;t++){Availiable[t]=Availiable[t]-*(R+t);Allocation[p-1][t]=Allocation[p-1][t]+*(R+t);Need[p-1][t]=Need[p-1][t]-*(R+t);}/*分配后判断其是否运行完毕*/overnum=0;for(int v=0;v<3;v++){if(Need[p-1][v]==0)overnum++;}if(overnum==3){/*此进程运行完毕，释放其占有的全部资源*/for(int q=0;q<3;q++)Availiable[q]=Availiable[q]+Allocation[p-1][q];/*标记该进程运行完毕*/over[p-1]=1;cout<<"进程P"<<p<<"所需资源全部满足，此进程运行完毕！\n";}}/*子函数Forbidenseason(int )的实现*/void Forbidenseason(int d){cout<<"不能满足申请，此进程挂起，原因为：\n";switch (d){case 1:cout<<"申请的资源量大于系统可提供的资源量！";break;case 2:cout<<"申请的资源中有某种资源大于其声明的需求量！";break;case 3:cout<<"若满足申请，系统将进入不安全状态，可能导致死锁！";}}。
操作系统课程设计(银行家算法设计)
《 操作系统 》课程设计报告系 别： 信息科学与技术系专业班级：学生姓名：指导教师：（课程设计时间：2010年7月5日——2010年7月9日）目 录一、课程设计目的和意义 (3)二、课程设计题目描述及算法 (3)三、课程设计报告内容 (3)1.算法描述 (3)2.数据结构 (4)3.主要函数说明 (4)4.算法流程图 (5)5.运行结果及说明 (7)6.附录清单及分析 (8)四、总结 (14)一、课程设计目的和意义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二、课程设计题目描述及算法题目：银行家算法设计设计要求：编制银行家算法通用程序，并检测所给状态的系统安全性。
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]，则转(2)；否则，出错。
(2)如果Request[N]<=AVAILABLE，则转(3)；否则，出错。
(3)系统试探分配资源，修改相关数据：AVAILABLE=AVAILABLE-REQUESTALLOCATION=ALLOCATION+REQUESTNEED=NEED-REQUEST(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。
上述三个矩阵存在如下关系：Need[i,j]= Max[i，j]- Allocation[i，j]三、课程设计报告内容1.算法描述设Request[i] 是进程Pi的请求向量，如果Requesti[j]=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：，便转向步骤2；否则认为出错，因为它所需（1）如果Requesti[j]<=Need[i,j]要的资源数已超过它所宣布的最大值。
操作系统课程设计银行家算法
《操作系统--课程设计报告》银行家算法姓名：学号：专业：指导老师：目录一、设计目的 (1)二、设计要求 (1)三、设计内容和步骤 (1)四、算法描述 (6)五、实验结果 (12)六、实验心得 (12)一、设计目的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。
二、设计要求在了解和掌握银行家算法的基础上，能熟练的处理课本例题中所给状态的安全性问题，能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。
具体程序的功能要求：1．设定进程对各类资源最大申请表示及初值确定。
2．设定系统提供资源初始状况（已分配资源、可用资源）。
3．设定每次某个进程对各类资源的申请表示。
4．编制程序，依据银行家算法，决定其申请是否得到满足。
三、设计内容和步骤设计内容银行家算法的思路：先对用户提出的请求进行合法性检查，即检查请求的是不大于需要的，是否不大于可利用的。
若请求合法，则进行试分配。
最后对试分配后的状态调用安全性检查算法进行安全性检查。
若安全，则分配，否则，不分配，恢复原来状态，拒绝申请。
设计步骤1、为实现银行家算法，系统中需要设置若干数据结构，用来表示系统中各进程的资源分配及需求情况。
假定系统中有M个进程，N类资源。
进程数和资源数由程序中直接定义#define M 5 //总进程数#define N 3 //总资源数银行家算法中使用的数据结构如下：（1）可利用资源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资源的空闲资源数目，其初值是系统中所配置的该类资源的数目，其数值随该类资源的分配和回收而动态的改变。
如果Available[j]=k，表示系统中Rj类资源有k个。
（2）最大需求矩阵Max。
这是一个n*m的矩阵，它定义了系统中每一个进程对各类资源的最大需求数目。
如果Max[i，j]=k，表示进程Pi对Rj类资源的最大需求数为k个。
操作系统课程设计--银行家算法
cout<<name[i]<<" ";
cout<<endl;
for (j=0;j<N;j++){
for(i=0;i<M;i++){
a[j]+=Allocation[i][j];
}
Available[j]=b[j]-a[j];
}
for(i=0;i<N;i++)
cout<<Available[i]<<" ";//输出分配资源
int Allocation[50][50]={0};//系统已分配资源
int Need[50][50]={0};//进程需求资源
int Available[50]={0};//系统可用资源向量
int Request[50]={0};//进程请求资源向量
int Work[50]={0};//存放系统可提供进程继续运行所需各类资源数目
不同的算法可以实现相同的功能，这是我从本次实验中深深体会到的，因而在今后的学习中遇到问题我会尝试着用的不同的方法来解决，有时候换个角度可以很方便的解决问题
课程设计是我们对专业课程知识综合应用的实践训练，只有认真的进行课程设计，学会脚踏实地认真思考学习，课程设计是培养我们综合运用所学知识，发现、提出、分析和解决实际问题、锻炼实践能力的重要环节,是对我们实际能力的考察过程。
for(i=0;i<m;i++)
for(j=0;j<n;j++)
cin>>Max[i][j];
cout<<"请输入各进程的已分配("<<m<<"*"<<n<<"矩阵)[Allocation]:"<<endl;
操作系统课程设计银行家算法模拟实现
课程设计报告课程设计名称：银行家算法模拟实现系：学生姓名：班级：学号：成绩：指导教师：开课时间：学年学期题目要求：一．设计题目银行家算法模拟实现二．主要内容设计目的1、了解多道程序系统中，多个进程并发执行的资源分配。
2、掌握思索的产生原因、产生死锁的必要条件和处理死锁的基本方法。
3、掌握预防死锁的方法，系统安全状态的基本概念。
4、掌握银行家算法，了解资源在进程并发执行中的资源分配策略。
5、理解死锁避免在当前计算机系统不常使用的原因。
三．具体要求设计一个n个并发进程共享m个系统资源的系统，进程可动态申请资源和释放资源，系统按各进程的申请动态的分配资源。
要求采用银行家算法实现。
四．进度安排五．成绩评定考核方法：根据学生平时表现、测试检查、课程设计报告、运行演示和学生回答问题相结合的形式作为考核依据，考察学生的动手能力，独立分析解决问题的能力和创新精神，并根据学生的学习态度综合考评。
平时表现（占30%），课程设计报告（占40%），课程答辩（占30%）。
成绩评定：成绩分“优秀”、“良好”、“中等”、“及格”、“不及格”五个级别。
“优秀”为100分到90分，“良好”为89分到80分，“中等”为79分到70分，“及格”为69分到60分，“不及格”为60分以下。
目录1.需求分析 (4)2.概要设计 (4)3.详细设计 (6)4.调试分析 (12)5.总结 (16)6.参考文献 (16)1.需求分析1、始化这组进程的最大资源请求和一次申请的资源序列。
把各进程已占用和需求资源情况记录在进程控制块中。
假定进程控制块的内容包括：进程名，状态，当前申请量，资源需求总量，已占资源量，能执行完标志。
其中，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。
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。
操作系统课程设计报告――银行家算法
操作系统课程设计报告――银行家算法中原工学院信息商务学院操作系统课程设计报告操作系统课程设计报告课程设计名称：银行家算法的模拟实现专业：计算机科与技术（软件工程方向）班级：软件***班学号：*** *学生姓名：锦超 9817 指导教师：杨**2021 年 6 月 26 日星期六中原工学院信息商务学院操作系统课程设计报告目录一、实验目的...........................................................................2 二、实验内容...........................................................................2 三、实验步骤...........................................................................3 （1）需求分析...............................................................................3 （2）概要设计...............................................................................3 （3）详细设计...............................................................................3 （4）调试分析..............................................................................11 （5）测试结果..............................................................................11 （6）使用说明：............................................................................15 四、实验总结...........................................................................15 五、附录：程序清单...............................................................15 六、参考资料. (26)- 1 -中原工学院信息商务学院操作系统课程设计报告银行家算法的模拟实现一、实验目的（ 1）了解进程产生死锁的原因，了解为什么要进行死锁的避免。
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。
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目录第一章功能需求描述 (2)1.1功能列表与说明 (2)1.2操作界面和操作方法 (2)第二章设计描述 (3)2.1任务分解说明 (3)2.2主要数据结构设计说明 (3)2.3主要函数接口设计说明 (3)第三章算法描述 (5)第四章开发过程描述 (14)4.1程序代码 (14)4.2设计中的问题和解决方法 (23)4.3测试用例和测试方法 (24)第五章设计心得体会 (32)计算机科学与技术学院课程设计任务书第一章功能需求描述1.1功能列表与说明（1）添加进程：规定现在操作系统中运行的进程数。
（2）添加资源：规定当前需要资源的种类数和各种类资源的数目。
（3）分配资源：给各进程分配资源。
（4）安全性检查：检查资源分配后是否会发生死锁，若发生则不这样进行分配。
（5）资源释放：当一个进程结束后释放其所占有的各类资源。
（6）得到安全序列：当资源分配能够保证各进程顺利结束，则得到进程的安全序列。
（7）删除资源：即取消某资源1.2操作界面和操作方法*************银行家算法演示****************请首先输入系统可供资源种类的数量:资源*的名称：资源的数量：请输入作业的数量：请输入各进程的最大需求量：请输入各进程已经申请的资源量：系统目前可用资源：系统是否安全？分配的序列：********银行家算法演示***********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0：离开在如上的操作界面中分别按照提示进行输入，按回车键表示当前输入完毕，然后进行下个步骤的输入或者得到最终结果。
第二章设计描述2.1任务分解说明银行家算法的实现过程主要分为以下几个部分：为实现银行家算法，系统中必须设置若干数据结构。
其中有allocation，记录已经分配的系统资源；max，记录每个进程的资源最大需求；available，记录剩余资源；need用来记录现在每个进程需要多少资源，need=max-allocation；request 请求资源；temp，记录路径，即输出的顺序；finish，用来实现循环，以判断是否安全，这也就是安全性检查。
2.2主要数据结构设计说明#define False 0#define True 1int Max[100][100]={0};//各进程所需各类资源的最大需求int Avaliable[100]={0};//系统可用资源char name[100]={0};//资源的名称int Allocation[100][100]={0};//系统已分配资源int Need[100][100]={0};//还需要资源int Request[100]={0};//请求资源向量int temp[100]={0};//存放安全序列int Work[100]={0};//存放系统可提供资源int M=100;//作业的最大数为100int N=100;//资源的最大数为100void showdata()//显示资源矩阵采用了二维数组来创建的数据结构。
2.3主要函数接口设计说明（1）void showdata() 显示资源矩阵（2）int changdata(int i) 进行资源分配（3）int safe() 安全性算法（4）void share() 利用银行家算法对申请资源对进行判定（5）void addresources() 添加资源（6）void delresources() 删除资源（7）void changeresources() 修改资源函数（8）void addprocess() 添加作业第三章算法描述1、主函数流程图图3-1 主函数流程图2、显示资源矩阵showdata函数流程图图3-2 showdata函数流程图3、资源分配changedata函数流程图图3-3 changedata函数流程图4、安全性检查safe函数流程图图3-4 safe函数流程图5、利用银行家算法对进程申请资源进行判定share函数流程图图3-5 share函数流程图6、添加资源的addresources函数流程图图3-6 addresources函数流程图7、删除资源delresources函数流程图图3-7 delresources函数流程图8、修改资源changeresources函数流程图图3-8 changeresources函数流程图9、添加进程作业addprocess函数流程图图3-9 addprocess函数流程图第四章开发过程描述4.1程序代码#include<iostream.h>#include<string.h>#include<stdio.h>#define False 0#define True 1int Max[100][100]={0};//各进程所需各类资源的最大需求int Avaliable[100]={0};//系统可用资源char name[100]={0};//资源的名称int Allocation[100][100]={0};//系统已分配资源int Need[100][100]={0};//还需要资源int Request[100]={0};//请求资源向量int temp[100]={0};//存放安全序列int Work[100]={0};//存放系统可提供资源int M=100;//作业的最大数为100int N=100;//资源的最大数为100void showdata()//显示资源矩阵{int i,j;cout<<"系统目前可用的资源[Avaliable]:"<<endl;for(i=0;i<N;i++)cout<<name[i]<<" ";cout<<endl;for (j=0;j<N;j++)cout<<Avaliable[j]<<" ";//输出分配资源cout<<endl;cout<<" Max Allocation Need"<<endl;cout<<"进程名 ";for(j=0;j<3;j++){for(i=0;i<N;i++)cout<<name[i]<<" ";cout<<" ";}cout<<endl;for(i=0;i<M;i++){cout<<" "<<i<<" ";for(j=0;j<N;j++)cout<<Max[i][j]<<" ";cout<<" ";for(j=0;j<N;j++)cout<<Allocation[i][j]<<" ";cout<<" ";for(j=0;j<N;j++)cout<<Need[i][j]<<" ";cout<<endl;}}int changdata(int i)//进行资源分配{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];}return 1;}int safe()//安全性算法{int i,k=0,m,apply,Finish[100]={0};int j;int flag=0;Work[0]=Avaliable[0];Work[1]=Avaliable[1];Work[2]=Avaliable[2];for(i=0;i<M;i++){apply=0;for(j=0;j<N;j++){if (Finish[i]==False&&Need[i][j]<=Work[j]){ apply++;if(apply==N){for(m=0;m<N;m++)Work[m]=Work[m]+Allocation[i][m];//变分配数 Finish[i]=True;temp[k]=i;i=-1;k++;flag++;}}}}for(i=0;i<M;i++){if(Finish[i]==False){cout<<"系统不安全"<<endl;//不成功系统不安全return -1;}cout<<"系统是安全的!"<<endl;//如果安全，输出成功cout<<"分配的序列:";for(i=0;i<M;i++){//输出运行进程数组cout<<temp[i];if(i<M-1) cout<<"->";}cout<<endl;return 0;}void share()//利用银行家算法对申请资源对进行判定{char ch;int i=0,j=0;ch='y';cout<<"请输入要求分配的资源进程号(0-"<<M-1<<"):";cin>>i;//输入须申请的资源号cout<<"请输入进程 "<<i<<" 申请的资源:"<<endl;for(j=0;j<N;j++){cout<<name[j]<<":";cin>>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 {cout<<"进程 "<<i<<"申请的资源大于它需要的资源";cout<<" 分配不合理，不予分配！"<<endl;ch='n';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cout<<"进程"<<i<<"申请的资源大于系统现在可利用的资源";cout<<" 分配出错，不予分配!"<<endl;ch='n';break;}}}if(ch=='y') {changdata(i);//根据进程需求量变换资源showdata();//根据进程需求量显示变换后的资源safe();//根据进程需求量进行银行家算法判断}}void addresources(){//添加资源int n,flag;cout<<"请输入需要添加资源种类的数量:";cin>>n;flag=N;N=N+n;for(int i=0;i<n;i++){cout<<"名称:";cin>>name[flag];cout<<"数量:";cin>>Avaliable[flag++];}showdata();safe();}void delresources(){//删除资源char ming;int i,flag=1;cout<<"请输入需要删除的资源名称：";do{cin>>ming;for(i=0;i<N;i++)if(ming==name[i]){flag=0;break;}if(i==N)cout<<"该资源名称不存在，请重新输入：";}while(flag);for(int j=i;j<N-1;j++){name[j]=name[j+1];Avaliable[j]=Avaliable[j+1];}N=N-1;showdata();safe();}void changeresources(){//修改资源函数cout<<"系统目前可用的资源[Avaliable]:"<<endl;for(int i=0;i<N;i++)cout<<name[i]<<":"<<Avaliable[i]<<endl;cout<<"输入系统可用资源[Avaliable]:"<<endl;cin>>Avaliable[0]>>Avaliable[1]>>Avaliable[2];cout<<"经修改后的系统可用资源为"<<endl;for (int k=0;k<N;k++)cout<<name[k]<<":"<<Avaliable[k]<<endl;showdata();safe();}void addprocess(){//添加作业int flag=M;M=M+1;cout<<"请输入该作业的最打需求量[Max]"<<endl;for(int i=0;i<N;i++){cout<<name[i]<<":";cin>>Max[flag][i];Need[flag][i]=Max[flag][i]-Allocation[flag][i];}showdata();safe();}int main()//主函数{int i,j,number,choice,m,n,flag;char ming;cout<<"*****************银行家算法的实现*****************"<<endl; cout<<"请首先输入系统可供资源种类的数量:";cin>>n;N=n;for(i=0;i<n;i++){cout<<"资源"<<i+1<<"的名称:";cin>>ming;name[i]=ming;cout<<"资源的数量:";cin>>number;Avaliable[i]=number;}cout<<endl;cout<<"请输入作业的数量:";cin>>m;M=m;cout<<"请输入各进程的最大需求量("<<m<<"*"<<n<<"矩阵)[Max]:"<<endl;for(i=0;i<m;i++)for(j=0;j<n;j++)cin>>Max[i][j];do{flag=0;cout<<"请输入各进程已经申请的资源量("<<m<<"*"<<n<<"矩阵)[Allocation]:"<<endl;for(i=0;i<m;i++)for(j=0;j<n;j++){cin>>Allocation[i][j];if(Allocation[i][j]>Max[i][j])flag=1;Need[i][j]=Max[i][j]-Allocation[i][j];}if(flag)cout<<"申请的资源大于最大需求量，请重新输入!\n";}while(flag);showdata();//显示各种资源safe();//用银行家算法判定系统是否安全while(choice){cout<<"**************银行家算法演示***************"<<endl;cout<<" 1:增加资源 "<<endl;cout<<" 2:删除资源 "<<endl;cout<<" 3:修改资源 "<<endl;cout<<" 4:分配资源 "<<endl;cout<<" 5:增加作业 "<<endl;cout<<" 0:离开 "<<endl;cout<<"*******************************************"<<endl;cout<<"请选择功能号：";cin>>choice;switch(choice){case 1: addresources();break;case 2: delresources();break;case 3: changeresources();break;case 4: share();break;case 5: addprocess();break;case 0: choice=0;break;default: cout<<"请正确选择功能号(0-5)!"<<endl;break;}}return 1;}4.2设计中的问题和解决方法在测试时，出现了很多漏掉标点符号的错误，比较典型的一个就是在中文输入法下输入了标点符号，导致出错。