计算机操作系统银行家算法实验报告
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)。
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。
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)。
操作系统_银行家算法报告
实验四:银行家算法的实现一.实验目的(1)加深了解有关资源申请、避免死锁等概念。
(2)体会和了解死锁和避免死锁的具体实施方法。
二.实验属性该实验为设计性实验。
三.实验仪器设备及器材普通PC386以上微机四.实验要求本实验要求2学时完成。
本实验要求完成如下任务:(1)设计进程对各类资源最大申请表示及初值的确定。
(2)设定系统提供资源的初始状况。
(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,决定其资源申请是否得到满足。
(5)显示资源申请和分配时的变化情况。
五、实验设计及其思路数据结构:Available[m] 用来表示可利用资源的数目初始值是该类全部可用资源的数目。
MAX[n][m] 用来定义n个进程中的每一个进程对m类资源的最大需求Allocation[i][j] 用来表示i个进程中的每一个进程对j类资源已经拥有的数值Need[i][j] 用来表示i个进程中的每一个进程对j类资源还需要的数值在此程序中通过输入输出流从txt文档中读取数据进入以上数据数组中通过控控制台向request[i][j]数组输入值 此数组用来表示进程i 向j 资源请求申请资源个数 银行家算法流程图开始进程发出资源请求(request )所需要资源小于目前最大值Request<=need所需要资源小于可利用值Request<=avilable把资源分配给此进程并改变相关数值安全性算法 返回值是Y否出错(该系统无法执行此类进程)该进程暂时无法获得此资源 需等待还原相关数据是否分配成功结束是是否安全性算法流程图六 输出结果向其中输入三组数据1 p1发出请求向量request (1,0,2) 正确结果为分配资源2 p4发出请求向量request (3,3,0) 正确结果会产生安全问题要等待3 p0发出请求向量request (0,2,0)正确结果产生安全隐患需等待开始定义可以用的资源数目work 还有是否能在有限的资源条件下完成线程的标志finish ,并给他们所有的线程都可以顺利完成count 等于进程总数 尽可能多的找到满足(finish==false 和need<=work 这两个条件的线程)并对资源做相应的更改更改次数用count 计录 返回 N返回Y 结束是 否七、代码#include<iostream.h>#include<fstream.h>#include<stdio.h>int *avilable;//表示现在可利用的各类资源的数目int **max1;//用二维数组存储各给线程最多能够申请到个资源的数目int **allocation;//用二维数组存储目前各个线程已占用各类资源的数量int **need;//用二维数组存储目前每个进程还需要各类资源的数量方能完成工作int*xiancheng;//用来存储安全序列int m,n;//m用来记录资源的总数,n用来计算进程的总数void show();//用来向控制台输出allocation,needmax1,avilable的数据int correct();//安全性算法void createavilable();//为目前可利用资源赋初值void createmax();//为每一个进程对各类资源的最大需求赋初值void createallocation();//为目前各个进程已经申请到的资源赋初值void createneed();//为完成该进程所需要的各类资源数量赋初值int banker();//银行家算法int main(){ int choice=1;createavilable();createmax();createallocation();createneed();while(choice!=0){banker();cout<<"请输入你的选择(1继续,2重来 0 退出)"<<endl;cin>>choice;if(choice==1) show();if(choice==2){createavilable();createmax();createallocation();createneed(); }}return 0;}void createavilable(){ifstream inFile;int i;i=0;inFile.open("avilable.txt");//从txt文件中读取数据为其赋值inFile>>m;inFile.get();avilable=new int[m];cout<<"avilable:"<<endl;cout<<"a"<<'\t'<<"b"<<'\t'<<"c"<<endl;while(inFile){inFile>>avilable[i];cout<<avilable[i]<<'\t';//显示到控制台上char c;inFile.get(c);//用来准确定读取时位真正的结束位置i++;}cout<<endl;}void createmax(){ifstream inFile1;inFile1.open("max.txt");inFile1>>n;inFile1.get();max1=new int*[n];//实现为二维数组动态分配内存for(int k=0;k<n;k++)max1[k]=new int[m];cout<<"max:"<<endl;cout<<'\t'<<"a"<<'\t'<<"b"<<'\t'<<"c"<<endl;for(int i=0;i<n;i++){ cout<<"p"<<i<<'\t';for(int j=0;j<m;j++){ if(inFile1) inFile1>>max1[i][j];cout<<max1[i][j]<<'\t';}cout<<endl;}}void createallocation(){ifstream inFile1;inFile1.open("allocation.txt");allocation=new int*[n];for(int k=0;k<n;k++)allocation[k]=new int[m];cout<<"allocation:"<<endl;cout<<'\t'<<"a"<<'\t'<<"b"<<'\t'<<"c"<<endl;for(int i=0;i<n;i++){ cout<<"p"<<i<<'\t';for(int j=0;j<m;j++){ if(inFile1) inFile1>>allocation[i][j]; cout<<allocation[i][j]<<'\t';}cout<<endl;}}void createneed(){need=new int*[n];for(int k=0;k<n;k++)need[k]=new int[m];cout<<"need:"<<endl;cout<<'\t'<<"a"<<'\t'<<"b"<<'\t'<<"c"<<endl;for(int i=0;i<n;i++){ cout<<"p"<<i<<'\t';for(int j=0;j<m;j++){ need[i][j]=max1[i][j]-allocation[i][j];//根据max allocation和need的关系为need赋值cout<<need[i][j]<<'\t';}cout<<endl;}}int correct(){int *work;//工作向量bool *finish,flag;//finish用来表示进程是否可以在特定的资源下完成工作,flag用来标记循环是否结束int i, k,count1,count;work=new int[m];xiancheng=new int[m];for( i=0;i<m;i++)work[i]=avilable[i];finish=new bool[n];//初值都为falsefor(k=0;k<n;k++)finish[k]=false;count=0;do{for(i=0;i<n;i++){flag=false;count1=0;for(k=0;k<m;k++)if(need[i][k]<=work[k]) count1++;//判断i个进程对各类资源的需要是小于该类资源的工作数量并记录小于的个数else break;if(count1==m&&finish[i]==false)//判断对每类资源来说都是所需小于工作数量并且该类线程并没有完成任务{ for(k=0;k<m;k++){work[k]=work[k]+allocation[i][k];finish[i]=true;flag=true;}xiancheng[count]=i;count++;}}}while(flag==true);//可能多的找到满足(finish==false和need<=work 这两个条件的线程)并对资源做相应的更改更改次数用count计录cout<<count<<endl;if(count==n)return 1;elsereturn 0;}int banker(){int *request,i,j,count;request=new int[m];//资源请求i=count=0;cout<<"哪个进程请求资源"<<endl;cin>>j;cout<<"请依次输入a,b,c资源的请求数"<<endl;while(i<m) {cin>>request[i]; i++;}for(i=0;i<m;i++)if(request[i]<=need[j][i]) count++;else break;if(count!=m) //判断所需要资源小于目前最大值Request<=need {cout<<"此操系统不能完成这个进程"<<endl;return 0;}count=0;for(i=0;i<m;i++)if(request[i]<=avilable[i]) count++;else break;if(count!=m)//所需要资源小于可利用值Request<=avilable {cout<<"现在可利用资源不能满足需要,需要等候"<<endl; return 0;}for(i=0;i<m;i++){avilable[i]=avilable[i]-request[i];allocation[j][i]=allocation[j][i]+request[i];need[j][i]=need[j][i]-request[i];}if(correct()==1)//安全性算法{cout<<"可以将资源分配给"<<"p"<<j<<"进程,其中安全序列可以是:"<<endl;for(i=0;i<n;i++)cout<<"p"<<xiancheng[i]<<'\t';cout<<endl;}else{cout<<"因为会造成系统不安全,所以不分配资源给"<<"p"<<j<<"进程"<<endl;for(i=0;i<m;i++){avilable[i]=avilable[i]+request[i];allocation[j][i]=allocation[j][i]-request[i];need[j][i]=need[j][i]+request[i];}}return 0;}void show(){ int i,j;cout<<"avilable:"<<endl;cout<<"a"<<'\t'<<"b"<<'\t'<<"c"<<endl;for( i=0;i<m;i++)cout<<avilable[i]<<'\t';cout<<endl;cout<<"max:"<<endl;cout<<'\t'<<"a"<<'\t'<<"b"<<'\t'<<"c"<<endl;for( i=0;i<n;i++){ cout<<"p"<<i<<'\t';for( j=0;j<m;j++){cout<<max1[i][j]<<'\t';}cout<<endl;}cout<<"allocation:"<<endl;cout<<'\t'<<"a"<<'\t'<<"b"<<'\t'<<"c"<<endl; for(i=0;i<n;i++){ cout<<"p"<<i<<'\t'; for( j=0;j<m;j++){cout<<allocation[i][j]<<'\t';}cout<<endl;}cout<<"need:"<<endl;cout<<'\t'<<"a"<<'\t'<<"b"<<'\t'<<"c"<<endl; for( i=0;i<n;i++){cout<<"p"<<i<<'\t';for( j=0;j<m;j++){cout<<need[i][j]<<'\t';}cout<<endl;}}。
(完整word版)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〈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).(4)如果所有进程的Finish[i]=true,则表示系统处于安全状态;否则,系统处于不安全状态。
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。
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。
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。
银行家算法实验报告
操作系统实验报告1银行计算法的实现班级:计算机科学与技术082班级姓名:学号:老师:霍林实验目的:计算机科学与技术专业学生学习完《计算机操作系统》课程后,进行的一次全面的综合训练,其目的在于加深催操作系统基础理论和基本知识的理解,加强学生的动手能力.银行家算法是避免死锁的一种重要方法。
通过编写一个模拟动态资源分配的银行家算法程序,进一步深入理解死锁、产生死锁的必要条件、安全状态等重要概念,并掌握避免死锁的具体实施方法实验环境:Windos XP系统,java编程实验分析:1.实验背景银行家算法又称“资源分配拒绝”法,其基本思想是,系统中的所有进程放入进程集合,在安全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较,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清除。
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表明本次申请可行,系统处于安全状态,可以实施本次分配,否则,只要进程集合非空,系统便处于不安全状态,本次不能分配给他。
请进程等待2.算法描述1)如果Request[i] 是进程Pi的请求向量,如果Request[i,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,系统按下述步骤进行检查:如果Requesti[j]<= Need[i,j],便转向步骤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Requesti[j]<=Available[j],便转向步骤3,否则,表示尚无足够资源,进程Pi须等待。
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。
实验报告_银行家算法
1. 题目分析1.1 设计目的●理解死锁产生的原因和必要条件●了解避免死锁的几种基本方法●掌握银行家算法及安全性算法1.2 设计内容设计内容包括银行家算法和安全性算法,以及用VC界面实现输出1.3 相关知识概述银行家算法是一种最有代表性的避免死锁的算法。
要解释银行家算法,必须先解释操作系统安全状态和不安全状态。
安全状态:如果存在一个由系统中所有进程构成的安全序列P1,…,Pn,则系统处于安全状态。
安全状态一定是没有死锁发生。
不安全状态:不存在一个安全序列。
不安全状态一定导致死锁。
安全序列:一个进程序列{P1,…,Pn}是安全的,如果对于每一个进程Pi(1≤i≤n),它以后尚需要的资源量不超过系统当前剩余资源量与所有进程Pj (j < i )当前占有资源量之和。
2. 概要设计2.1主要数据结构描述static int MAX[5][3]; //最大需求矩阵static int AVAILABLE[3]; //可利用资源矩阵static int ALLOCATION[5][3]; //分配矩阵static int NEED[5][3]; //需求矩阵因为数组成员MAX,AVAILABLE, ALLOCATION, NEED的值每次调用一次银行家算法,如果分配成功,都会改变,所以将他们设定为静态成员变量。
int Request[3]; //请求向量int Work[3]; //工作向量bool FINISH[5];//标记系统是否有足够的资源分配给进程2.2 流程图(1)银行家算法流程图单击“执行银行家算法”按钮时会调用OnButton1()函数,相当于银行家算法注:只要不按“退出”按钮退出程序,数组MAX,A V AILABLE, ALLOCATION, NEED中会保留上一次执行完后变化的值,不停的单击“进行银行家算法”按钮,程序会在上一次执行完后的基础上反复的执行银行家算法。
(2)安全性算法流程图3. 详细设计3.1 主要算法描述当进程pi提出资源申请时,系统执行下列步骤:(1)若Request≤Need,转(2);否则错误返回(2)若Request≤Available,转(3);否则进程等待(3)假设系统分配了资源,则有:Available:=Available-Request;Allocation:=Allocation+Request;Need:=Need-Request若系统新状态是安全的,则分配完成若系统新状态是不安全的,则恢复原状态,进程等待安全性检查的步骤:(1) Work:=Available;Finish:=false;(2) 寻找满足条件的i:Finish=false;Need≤Work;如果不存在,则转(4)(3) Work:=Work+Allocation;Finish:=true;转(2)(4) 若对所有i,Finish=true,则系统处于安全状态,否则处于不安全状态3.2 程序界面设计4. 编码实现4.1 开发工具简介Visual C++集成开发环境下下实现的4.2 部分程序源码int CSisuoDlg::MAX[5][3]={{7,5,3},{3,2,2},{9,0,2},{2,2,2},{4,3,3}};int CSisuoDlg::AVAILABLE[3]={3,3,2};int CSisuoDlg::ALLOCATION[5][3]={{0,1,0},{2,0,0},{3,0,2},{2,1,1},{0,0,2}}; int CSisuoDlg::NEED[5][3]={{7,4,3},{1,2,2},{6,0,0},{0,1,1},{4,3,1}};int CSisuoDlg::safe(){int i,j,k,l=0;int Work[3];bool FINISH[5];int p[5];for(i=0;i<3;i++)Work[i]=AVAILABLE[i];for(i=0;i<5;i++){ FINISH[i]=false;}for(i=0;i<5;i++){if(FINISH[i]==true){ continue;}else{for(j=0;j<3;j++){if(NEED[i][j]>Work[j]){break;}}if(j==3)//找到满足要求的进程{FINISH[i]=true;for(k=0;k<3;k++){Work[k]+=ALLOCATION[i][k];}p[l++]=i;//记录安全序列i=-1;//每次都是从头开始找}else{continue;}}if(l==5){show+="经安全性检查,系统安全,本次分配成功。
操作系统实验之银行家算法
操作系统实验之银行家算法操作系统实验——银行家算法一、实验目的1、理解银行家算法。
2、掌握进程安全性检查的方法与资源分配的方法。
二、实验内容与基本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。
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:1、现在系统是否处于安全状态?2、如果现在进程P1提出需要0、4、2、0个资源的请求,系统能否满足它的请求?三、实验报告内容1、银行家算法和安全性检查算法原理银行家算法:银行家算法最初级原为银行系统设计,以确保银行在发放现金贷款时,不会发生不能满足所有客户需要的情况。
在OS设计中,也可以用它来避免死锁。
为实现银行家算法,每个新进程在进入系统时它必须申明在运行过程中,可能需要的每种资源类型的最大单元数目,其数目不应超过系统所拥有的资源总量。
当某一进程请求时,系统会自动判断请求量是否小于进程最大所需,同时判断请求量是否小于当前系统资源剩余量。
若两项均满足,则系统试分配资源并执行安全性检查算法。
安全性检查算法 :安全性检查算法用于检查系统进行资源分配后是否安全,若安全系统才可以执行此次分配;若不安全,则系统不执行此次分配。
安全性检查算法原理为:在系统试分配资源后,算法从现有进程列表寻找出一个可执行的进程进行执行,执行完成后回收进程占用资源;进而寻找下一个可执行进程。
当进程需求量大于系统可分配量时,进程无法执行。
当所有进程均可执行,则产生一个安全执行序列,系统资源分配成功。
若进程无法全部执行,即无法找到一条安全序列,则说明系统在分配资源后会不安全,所以此次分配失败。
2、程序流程图3、程序及注释#include////////////////////////////////////////////////////////////////////////// //全局变量定义int Available[100]; //可利用资源数组int Max[50][100]; //最大需求矩阵int Allocation[50][100]; //分配矩阵int Need[50][100]; //需求矩阵int Request[50][100]; //M个进程还需要N类资源的资源量int Finish[50];int p[50];int m,n; //M个进程,N类资源///////////////////////////////////////////////////////////////////////// //安全性算法int Safe{int i,j,l=0;int Work[100]; //可利用资源数组for i=0;iWork[i]=Available[i];for i=0;iFinish[i]=0;for i=0;i{if Finish[i]==1continue;else{for j=0;j{if Need[i][j]>Work[j]break;}if j==n{Finish[i]=1;forint k=0;kWork[k]+=Allocation[i][k]; p[l++]=i;i=-1;}else continue;}if l==m{cout<<"系统是安全的"<<'\n'; cout<<"系统安全序列是:\n"; for i=0;i{cout<if i!=l-1cout<<"-->";}cout<<'\n';return 1;}}}////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// /////银行家算法int main{int i,j,mi;cout<<"输入进程的数目:\n";cin>>m;cout<<"输入资源的种类:\n";cin>>n;cout<<"输入每个进程最多所需的各类资源数,按照"<for i=0;iforj=0;jcin>>Max[i][j];cout<<"输入每个进程已经分配的各类资源数,按照"<for i=0;i{forj=0;j{cin>>Allocation[i][j];Need[i][j]=Max[i][j]-Allocation[i][j];if Need[i][j]<0{cout<<"你输入的第"<j--;continue;}}}cout<<"请输入各个资源现有的数目:\n";for i=0;icin>>Available[i];Safe;while 1{cout<<"输入要申请的资源的进程号:第一个进程号为0,第二个进程号为1,依此类推\n";cin>>mi;cout<<"输入进程所请求的各个资源的数量\n";for i=0;icin>>Request[mi][i];for i=0;i{if Request[mi][i]>Need[mi][i]{cout<<"所请求资源数超过进程的需求量!\n";return 0;}if Request[mi][i]>Available[i]{cout<<"所请求资源数超过系统所有的资源数!\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 Safecout<<"同意分配请求\n";else{cout<<"SORRY╮╯▽╰╭……你的请求被拒绝…\n"; for i=0;iAvailable[i]+=Request[mi][i];Allocation[mi][i]-=Request[mi][i];Need[mi][i]+=Request[mi][i];}}for i=0;iFinish[i]=0;char Flag; //标志位cout<<"是否再次请求分配?是请按Y/y,否请按N/n"; while 1{cin>>Flag;if Flag=='Y'||Flag=='y'||Flag=='N'||Flag=='n' break;else{cout<<"请按要求重新输入:\n";continue;}}if Flag=='Y'||Flag=='y'continue;else break;}4、运行结果以及结论图示为题目所给定的条件下的程序运行结果。
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。
银行家算法实验报告
银行家算法实验报告 The pony was revised in January 2021计算机操作系统实验报告何美西一、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)。
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计算机操作系统实验报告
一、实验名称:银行家算法
二、实验目得:银行家算法就是避免死锁得一种重要方法,通过编写
一个简单得银行家算法程序,加深了解有关资源申请、避免死锁
等概念,并体会与了解死锁与避免死锁得具体实施方法。
三、问题分析与设计:
1、算法思路:先对用户提出得请求进行合法性检查,即检查请
求就是否大于需要得,就是否大于可利用得.若请求合法,则进
行预分配,对分配后得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,恢复到原来得状态,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,因为它所需要得资源数已超过
它所宣布得最大值。
(2)如果Request〈or=Available,则转向步骤(3);否则,表
示系统中尚无足够得资源,进程必须等待。
(3)系统试探把要求得资源分配给进程Pi,并修改下面数据结
构中得数值:
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,系统就是否处于安全状态。
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得各类资源数目,执行安全算法开始时,Work=Allocation;
②布尔向量Finish。
它表示系统就是否有足够得资源分配给进程,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得进程:
①Finish[i]=false
②Need<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,并释放出分配给它得资源,故应执行:
Work=Work+Allocation;
Finish[i]=true;
转向步骤(2).
(4)如果所有进程得Finish[i]=true,则表示系统处于安全状态;否则,系统处于不安全状态.
四、程序源代码:
#include〈stdio、h>
#define W 5//最大进程数W=5
#define R 3//最大资源总数=3
int Available[3];//可利用资源向量
int Max[5][3];//最大需求矩阵
int Allocation[5][3]; //分配矩阵
intNeed[5][3];//需求矩阵
int Request[3];//进程请求向量
void dispose()
{
printf(”请输入可利用资源向量Available(格式:a,b,c)\n”);
scanf("%d,%d,%d”,&Available[0],&Available[1],&Available[2]);
printf(”请输入最大需求数Max(格式:a,b,c)\n");
for(int j=0;j<5;j++)
{
printf("进程%d:\n”,j);
ﻩscanf("%d,%d,%d",&Max[j][0],&Max[j][1],&Max[j][2]);
}
printf("请输入分配数Allocation(格式:a,b,c)\n");
for(j=0;j〈5;j++)
{
printf("进程%d\n”,j);
scanf(”%d,%d,%d",&Allocation[j][0],&Allocati on[j][1],&Allocation[j][2]);
}//输入Max[5][3],Available[5][3],Allocation[5][3]
for(j=0;j〈5;j++)
for(int i=0;i〈3;i++)
Need[j][i]=Max[j][i]—Allocation[j][i];//求出Need[5][3]
}
main()
{
ﻩprintf(”银行家算法 \n");
dispose();
printf("安全性检查\n");
int Work[3];//系统可提供进程继续运行所需得各类资源数
char Finish[5];//表示系统就是否有足够得资源分配
for(int i=0;i<5;i++)
Finish[i]='f';
for(intk=0;k<3;k++)
Work[k]=Available[k];
int q[5];
for(int x=0;x〈50;x++)
{
printf(”请输入一个序列:\n”);
scanf("%d,%d,%d,%d,%d",&q[0],&q[1],&q[2],&q[3],&q[4]);
for(i=0;i<5;i++)
{
if((Need[q[i]][0]〈=Work[0])&&(Need[q[i]][1]〈=Work[1])&&(Need[q[i]][2]<=Work[2]))//比较Need[i][j]与Work[j]
{
ﻩ for(k=0;k<3;k++)
Work[k]=Work[k]+Allocation[q[i]][k];
ﻩ Finish[i]='t';
ﻩ}
}
if((Finish[0]=='t’)&&(Finish[1]==’t')&&(Fin ish[2]=='t')&&(Finish[3]=='t')&&(Fin ish[4]=='t'))//通过Finish[i]判断系统就是否安全
ﻩbreak;
else
ﻩprintf("此序列不就是安全序列,请重新输入一个序列!\n");
ﻩif(x==49)
ﻩreturn 0;
}
printf("这个系统安全!\n");
int a;
printf("请输入Request进程:\n”);
scanf(”%d”,&a);
printf("该进程Request(a,b,c)\n");
scanf("%d,%d,%d",&Request[0],&Request[1],&Request[2]);//输入请求量Request[3]
if((Request[0]<=Need[a][0])&&(Request[1]<=Need[a][1])&&(Request[2]〈=Need[a][2]))//判断Request[i]<=Need[a][i]
{
if((Request[0]<=Need[a][0])&&(Request[0]<=Need[a][1])&&(Request[0]〈=Need[a][2]))//判断Request[i]<=Available[a][i]
ﻩ{
ﻩfor(int k=0;k<3;k++)
{
ﻩAvailable[k]=Available[k]—Request[k];
ﻩAllocation[a][k]=Allocation[a][k]+Reques t[k];
ﻩNeed[a][k]=Need[a][k]—Request[k];
ﻩﻩﻩ//如果上述判断成功,则修改相应得Available[k],Allocation [a][k],Need[a][k]
ﻩﻩ}
ﻩprintf("资源分配成功!\n”);
ﻩ}
ﻩelse
{
ﻩprintf(”资源分配失败!\n");
return 0;
ﻩ}
}
else
{
printf("资源分配失败!\n");
ﻩreturn 0;
}
}
程序截图:
五、实验总结
多个进程同时运行时,系统根据各类系统资源得最大需求与各类系统得剩余资源为进程安排安全序列,使得系统能快速且安全地运行进程,不至发生死锁。
银行家算法就是避免死锁得主要方法,其思路在很多方面都非常值得我们来学习借鉴。