银行家算法
银行家算法参考书目
银行家算法参考书目（原创实用版）目录1.银行家算法的概念和背景2.银行家算法的参考书目3.银行家算法的应用领域4.银行家算法的优缺点分析正文银行家算法（Banker"s Algorithm）是一种避免死锁（Deadlock）的资源分配策略，由荷兰计算机科学家艾兹赫尔·戴克斯特拉（Edsger W.Dijkstra）于 1960 年代提出。
该算法主要应用于操作系统、计算机网络和分布式系统等领域，旨在保证系统在多进程并发执行时不发生死锁现象，确保资源得到合理分配。
一、银行家算法的概念和背景在计算机科学中，死锁是指多个进程因竞争资源而陷入的无法进行的状态。
为了避免死锁，银行家算法应运而生。
它通过设置一种资源分配策略，动态地监控和调整进程对资源的请求，从而确保系统始终处于安全状态。
二、银行家算法的参考书目1.《操作系统概念》（Operating System Concepts）：该书是由 Abraham Silberschatz、Peter B.Galvin 和 Greg Gagne 共同撰写的经典教材，详细介绍了银行家算法的原理和应用。
2.《计算机网络》（Computer Networking: A Top-Down Approach）：James F.Kurose 和 Keith W.Ross 编写的这本教材中也有关于银行家算法的讨论，有助于从网络的角度理解该算法。
3.《分布式系统原理与范型》（Distributed Systems: Principles and Paradigms）：George Coulouris、Jean Dollimore、Tim Kindberg 和Gordon Blair 所著的这本书从分布式系统的角度深入讲解了银行家算法的原理和应用。
三、银行家算法的应用领域银行家算法主要应用于以下领域：1.操作系统：在操作系统中，银行家算法可以有效地避免多进程并发执行时出现的死锁现象，确保系统资源的合理分配。
银行家算法总结
银行家算法总结银行家算法是一种经典的避免死锁的算法，在操作系统中得到了广泛的应用。
本文将对银行家算法进行总结，介绍其原理和应用。
## 1. 银行家算法简介银行家算法是一种资源分配和安全性检查的算法，用于避免在多个进程竞争有限资源时产生死锁。
它通过预先分配资源，检查每个进程请求资源后是否会导致系统进入不安全状态，从而避免死锁的发生。
## 2. 银行家算法原理银行家算法基于以下前提条件和原理：- 每个进程对资源的最大需求量是固定的，并在程序开始时规定。
- 系统中的资源被分为多类，每类资源的数目也是固定的。
- 每个进程在请求资源时需要指定所需资源的数量。
- 当进程请求资源时，系统会先检查此次请求是否安全，如果安全则分配资源，否则将此次请求置于等待状态。
银行家算法的原理可以归纳为以下几个步骤：1. 初始化阶段：系统初始化可分配资源和进程的最大需求量，并记录当前已分配资源和已请求资源的情况。
2. 请求资源阶段：当进程请求资源时，系统首先判断此次请求是否会导致系统进入不安全状态。
3. 安全检查阶段：系统通过安全性检查算法，判断当前系统状态下是否有足够的资源分配给进程，避免产生死锁。
4. 分配资源阶段：如果系统通过安全检查，则分配资源给进程，并将进程从等待状态转换为运行状态。
5. 进程释放资源：当进程完成任务后，释放已分配的资源。
6. 终止进程阶段：在释放资源后，检查是否有其他进程的请求可以被满足，如果满足则继续分配资源。
## 3. 银行家算法应用场景银行家算法主要应用于多进程共享有限资源的场景，如操作系统、数据库管理系统等。
以下是一些常见的应用场景：1. 操作系统资源管理：在多任务操作系统中，为了确保资源的高效利用，避免死锁的发生，可以使用银行家算法进行资源分配和调度。
2. 分布式系统：在分布式系统中，各个节点之间可能存在资源争用的情况。
使用银行家算法可以保证资源的分配和调度是安全的，避免死锁和资源竞争。
3. 并发编程：在并发编程中，多个线程可能会竞争同一资源。
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。
简述银行家算法
简述银行家算法银行家算法，也称为银行家安全算法，是一种用于避免系统资源的死锁现象的算法。
在操作系统中，当多个进程需要同时访问同一组资源并且它们的访问不可分割时，就会产生死锁现象。
在这种情况下，所有的进程都会被阻塞，无法进行任何工作。
银行家算法通过对系统资源的分配和管理，可以避免死锁现象的发生。
它主要包括以下几个步骤：1. 初始化系统：在系统启动时，需要确定每种类型的资源的数量和可用数量，并记录每个进程需要的最大资源数和已经分配的资源数。
2. 进行资源请求：当一个进程需要资源时，会向系统发送一个资源请求。
该请求指定了进程需要的资源类型和数量。
如果系统中有足够的资源可以分配给该进程，那么分配成功并将资源分配给该进程。
3. 检查资源分配是否安全：在分配资源之前，需要检查分配后系统是否处于安全状态。
安全状态是指在分配后，所有进程都能够完成它们的工作并释放所有资源。
如果系统处于安全状态，则分配资源并通知进程可以执行它们的任务。
4. 回收资源：当进程完成任务后，会释放它所占用的所有资源并通知系统。
系统会将这些资源重新分配给其他进程。
在银行家算法中，对于每个进程，都会维护一个资源请求向量和一个安全向量。
资源请求向量包含了进程当前所需要的资源数量，安全向量包含了系统中未分配的资源数量。
当系统收到一个资源请求时，会将该请求向量加入到系统资源向量中，并检查是否存在一个安全序列，该安全序列满足所有进程都可以完成它们的任务并释放它们所占用的所有资源。
如果存在这样的安全序列，则分配资源并通知进程可以执行它们的任务；如果不存在，则拒绝资源请求并等待其他进程的资源释放。
通过使用银行家算法，可以避免系统中的死锁现象，保证所有进程都可以完成它们的任务。
这种算法被广泛应用于操作系统和其他复杂的软件系统中，是保障系统安全性的重要工具。
银行家算法
银行家算法一、需要分析计算机系统中有很多资源，在躲到程序设计环境中，若干程序往往要共享这些资源，而一个进程所需要的资源不止这一个，这样，系统系统就会发生死锁现象。
然而系统死锁不仅仅浪费大量系统资源，甚至导致整个系统崩溃，带来灾难性后果。
而银行家算法是最具代表性的避免死锁的方法，如果在进程中能够找到一个安全序列，则系统按照此序列分配资源，系统就不会产生死锁现象。
二、概要设计1.初始化由用户输入数据，分别对运行的进程数总数、总的资源类数、总资源数、各进程所需的最大资源数，已分配的资源数量赋值。
2, 银行家算法在避免死锁的方法中，施加的限制条件比较弱，有可能获得令人满意的系统性能。
在该方法中把系统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，便可避免死锁发生。
银行家算法的基本思想是分配资源之前，判断系统是否处于安全。
若是才分配。
它是最具有代表性的避免死锁的算法。
设进程j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[j] [i]<=NEED[j] [i],则转至（2）；否则出错。
（2）如果REQUEST[j] [i]<=A V AILABLE[j] [i],则转（3）；否则出错（3）系统试探分配资源，修改相关数据。
实现银行家算法要有若干数据结构，他们表示资源分配系统的状态。
令n 表示系统中进程数目，m表示资源分配总数。
1）A V AILAIBLE是一个长度为m的向量，他表示每类资源可用数量。
2）Max是一个n*m矩阵，他表示每个进程对资源的最大请求。
3）Allocation是一个n*m矩阵。
他表示当前给每个进程的资源数目。
4）Need是n*m矩阵，他表示每个进程还缺多少资源三、详细设计1、主函数main（）要求在主函数中输入运行的进程数、总资源类数、总资源数、各进程所需的最大资源数量，已分配的资源数量并对这些数据进行有效分析，不符合的数据要重新输入。
银行家算法总结
银行家算法总结一、银行家算法银行家算法（Banker’s Algorithm），又称银行家管理算法，是一种专门用于系统资源管理的算法，用于解决操作系统中多个用户对多类资源的竞争请求，从而保证合理地分配公共资源，解决资源分配问题，其目的是为了保证单个进程的安全运行，同时保证系统的安全运行。
二、银行家算法的定义银行家算法是一种用于解决多个用户对多类资源的竞争请求的算法，也称作资源分配算法或资源管理算法，它可以确定是否有足够的资源可供一个或多个进程安全运行，如果有足够的资源可供运行，则可以分配该资源，否则系统将进入不满足安全状态。
三、银行家算法的特点（1）安全性：银行家算法可以确定是否有足够的资源可以满足所有进程的最大要求，使系统处于安全态；（2）在安全态下，银行家算法能够有效地检查一个进程是否可以获得资源，并且可以确定该状态下的最优解；（3）银行家算法可以有效检查一个系统是否处于安全态，它可以检查任意多个资源种类的一组资源分配是否安全；（4）银行家算法可以防止死锁的发生，可以有效地确保非抢占式多处理机系统的安全运行；（5）银行家算法设计简单，容易实现，并十分快速；（6）银行家算法不是最优的，它只是一种有效的搜索算法，其实现效率较低；四、银行家算法的使用1、资源分配问题银行家算法可以用于操作系统中的多个用户对多类资源的竞争请求，以此保证资源的合理分配，从而解决资源分配问题。
它可以有效地检查一个进程是否可以获得资源，同时可以确定该状态下的最优解。
2、进程安全性银行家算法可以用于检查一个系统是否处于安全态，并检查任意多个资源种类的一组资源分配是否安全，可以保证系统的安全运行，从而保证单个进程的安全性。
3、防止死锁银行家算法可以防止死锁的发生，这是由于它可以确定是否有足够的资源可以满足所有进程的最大要求，使系统处于安全态，从而阻止死锁发生。
银行家算法——精选推荐
银⾏家算法在操作系统的运⾏当中，多个进程由于对于临界资源的竞争或者进程推进的顺序不对可能会产⽣死锁现象。
⼀、产⽣死锁的四个条件1、互斥条件2、保持和请求条件3、不剥夺条件4、环路等待条件⼆、处理死锁的基本⽅法1、预防死锁（不会发⽣死锁）2、避免死锁（）3、监测死锁4、解除死锁（死锁已经发⽣之后的补救措施）三、预防死锁去掉产⽣死锁的后三个条件，这样死锁不会产⽣四、避免死锁死锁可能会产⽣，但是我们要去避免它。
这⾥需要介绍银⾏家算法。
1、所谓银⾏家算法是是指，系统在为进程分配资源之前，⾸先计算此次资源分配的安全性，如果是安全的，则进⾏分配；如果这次分配会导致进⼊不安全状态，不进⾏分配。
所谓的安装状态是指存在⼀个进程序列，如果按照这个顺序为各个进程分配资源，则所有的进程都能顺利运⾏完成，这是我们说系统是安全的，这个序列叫做安全序列。
2、银⾏家算具体过程这⾥⾸先是⼏个符号定义可⽤资源向量available i,i=1,2,3,...,N资源需求矩阵need j i,i=1,2,3,...,N.j=1,2,3,...,K,表⽰第j个进程对第i种资源的最多还需要多少资源，也就是系统最多还可以分给这个进程多少个资源i。
资源分配矩阵allocation j i,i=1,2,3,...,N.j=1,2,3,...,K,表⽰第j个进程⽬前所占有的第i种资源的数量。
最⼤需求矩阵max j i,i=1,2,3,...,N.j=1,2,3,...,K,表⽰第j个进程对第i种资源的最多的需要资源总量。
上⾯的矩阵有下⾯的关系allocation+need=max所以在下⾯的算法当中实际上并没有⽤到max矩阵假设现在有个进程发出了资源请求request i，i表⽰第i个进程step 1、判断request i是否⼩于need i，如果是转⼊step 2，否则，exit，因为进程在说谎step 2、判断request i是否⼩于available，如果是则进⼊step 3，否则将进程挂起，因为没有⾜够资源step 3、⾸先假设满⾜进程i的资源请求available=available−requestneed=need−requestallocation=allocation+requeststep 4、进⾏安全性监测找到⼀个进程它的need⼩于available，则表明可以⾸先运⾏这个进程，这个进程运⾏完之后，会释放资源，所以增加available。
总结银行家算法的算法思想
总结银行家算法的算法思想银行家算法（Banker's algorithm）是一种用于避免死锁的资源分配算法。
它是由荷兰计算机科学家埃德赫尔特·迪科斯彻在1965年提出的，其核心思想是通过判断系统状态是否安全来避免资源分配导致的死锁。
银行家算法的基本思想是在进行资源分配之前，通过模拟执行来判断系统是否会进入不安全状态。
具体来说，该算法需要维护一些数据结构，包括进程的最大需求矩阵、已分配资源矩阵、可用资源矩阵和需求资源矩阵。
通过这些矩阵的计算和比较，可以判断出系统是否能够分配资源，并避免死锁情况的出现。
银行家算法的算法过程如下：1. 初始化：将进程的最大需求矩阵、已分配资源矩阵、可用资源矩阵和需求资源矩阵进行初始化。
2. 安全性检查：通过循环遍历每个进程，判断当前系统状态是否安全。
具体的判断标准是，判断每个进程的需求资源矩阵是否小于等于可用资源矩阵，若满足条件，则代表该进程可以执行，否则代表该进程无法执行。
3. 执行分配：如果当前系统状态安全，则将资源分配给进程执行，并更新已分配资源矩阵和可用资源矩阵。
4. 释放资源：当进程执行完毕后，释放已占有资源，并更新已分配资源矩阵和可用资源矩阵。
银行家算法的核心思想是通过安全性检查来避免死锁的发生。
在进行资源分配之前，系统会先进行模拟执行，判断系统状态是否安全。
如果系统是安全的，则资源会分配给进程执行；否则，资源不会分配，并保持当前状态。
这样可以防止资源的过度分配和不合理分配，进而减少死锁的发生。
银行家算法的优点是避免了资源的浪费和不合理分配，保证了系统的高效运行。
同时，该算法也能够避免死锁的产生，提高了系统的稳定性和可靠性。
然而，银行家算法也存在一些局限性。
首先，该算法要求进程提前声明对资源的最大需求，而实际情况下，有些进程可能无法准确地预先声明自己的资源需求。
其次，该算法需要维护多个矩阵，增加了算法的复杂性和计算量。
最后，银行家算法只是一种静态的资源分配算法，无法适应动态变化的系统需求。
银行家算法基本步骤
银行家算法基本步骤银行家算法是一种用于避免死锁的算法，它可以判断系统中是否存在安全序列，从而决定是否分配资源。
本文将详细介绍银行家算法的基本步骤。
一、银行家算法概述银行家算法是由荷兰计算机科学家埃德加·迪科斯彻（Edsger Dijkstra）于1965年提出的。
它是一种避免死锁的算法，主要用于操作系统中进程管理和资源分配。
银行家算法通过计算当前系统中可用资源和各进程所需资源，来判断是否存在安全序列，从而决定是否分配资源。
二、银行家算法基本概念1. 资源：指系统中可供进程使用的资源，如内存、CPU等。
2. 进程：指正在运行的程序，在操作系统中被视为一个独立的实体。
3. 最大需求矩阵：指每个进程所需要的最大资源数量矩阵。
4. 分配矩阵：指当前已经分配给每个进程的资源数量矩阵。
5. 需求矩阵：指每个进程还需要的资源数量矩阵。
6. 可利用资源向量：指当前系统中可供使用的各类资源数量。
7. 安全序列：指一组进程的执行顺序，使得每个进程都能够获得它所需要的资源，从而顺利完成任务。
三、银行家算法基本步骤1. 初始化：在系统启动时，需要对各类资源数量进行初始化，并建立最大需求矩阵、分配矩阵和需求矩阵。
2. 请求资源：当一个进程请求资源时，需要判断该请求是否合法。
如果该请求的资源数量小于等于当前系统中可用的相应资源数量，并且加上该进程已经分配到的资源数量不超过该进程所需的最大资源数量，则该请求是合法的。
3. 分配资源：如果一个请求是合法的，则可以将相应的资源分配给该进程，并更新分配矩阵和需求矩阵。
同时，也需要更新可利用资源向量。
4. 判断安全性：在每次分配资源后，都需要判断当前系统是否存在安全序列。
具体做法是通过模拟各个进程对各类资源的请求和释放过程，来判断是否存在一组安全序列。
如果存在安全序列，则说明当前系统是安全的；否则就不能再分配资源了。
5. 回收资源：当一个进程完成任务后，需要释放已经占用的所有资源，并更新可利用资源向量、分配矩阵和需求矩阵。
银行家算法
银行家算法一、基本思想：银行家算法是最具有代表性的避免死锁的算法，在本实验中是用C语言实现的。
具体做法是：银行家算法中的数据结构：1、定义一个含有m 个元素的Available数组，每一个元素表示一类可利用的资源数，其值随该类资源的分配和回收而动态的改变。
2、定义一个最大需求矩阵Max，它是一个二维数组，表示每个进程对某类资源的最大需求。
3、定义一个分配矩阵Allocation，它也是一个二维数组，表示系统中每一个进程已经得到的每一类资源的数目。
4、定义一个需求矩阵Need，它也是一个二维数组，表示每个进程尚需的各类资源数。
当某个进程发出资源请求，系统按下述步骤进行检查：1、如果请求向量小于需求矩阵，便执行下一步；否则认为出错，因为它所需要的资源已超过它所宣布的最大值。
2、如果请求向量小于可利用的资源数，便执行下一步；否则，资源不足，该进程需要等待。
3、系统试探着把资源分配给该进程，并修改下列数据结构中的数值：剩余资源数等于可用资源数减去需求向量；已分配的资源数等于为请求资源前分配给该进程的资源加上需求向量；需求矩阵等于未分配资源前的需求矩阵减去请求向量；4、系统执行安全性算法，检查此次分配后系统是否处于安全状态。
若安全，才将资源分配给该进程；否则，本次试探分配作废。
安全性算法:(1)设置两个工作向量Work=Available；Finish[M]=FALSE(2)从进程集合中找到一个满足下述条件的进程，Finish[i]=FALSENeed<=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= Work + AllocationFinish =True; 转向执行步骤(@)(4)如所有的进程Finish[M]=true，则表示安全；否则系统不安全。
二、源程序代码：#define M 10#include<stdio.h>int resource[M];max[M][M],allocation[M][M],need[M][M],available[M];int i,j,n,m,r;void testout() //算法安全性的检测{ int k,flag,v=0;int work[M],a[M];char finish[M];r=1;for(i=0;i<n; i++)finish[i]='F'; //初始化各进程均没得到足够资源for(j=0;j<m; j++)work[j]=available[j]; //用work[j]表示可提供进程继续运行的各类资源数k=n;while(k>0){for (i=0;i<n; i++){if (finish[i]=='F'){ flag=1;for (j=0;j<m; j++)if (need[i][j]>work[j])flag=0;if (flag==1) //找到还没完成的且需求数小于可提供进程继续运行的{ finish[i]='T'; //资源数的进程a[v++]=i; //记录安全序列for (j=0;j<m; j++)work[j]=work[j]+allocation[i][j]; //释放该进程已分配的资源}}}k--;}flag=1;for (i=0;i<n; i++) //判断是否所有的进程都完成if (finish[i]=='F')flag=0;if (flag==0) //若有进程没完成，则为不安全状态{printf("系统不安全. \n");r=0;}else //否则为安全状态{printf("系统是安全的.\n");printf(" 输出安全序列:\n");for (i=0;i<n;i++)printf ("%d ",a[i]); //输出安全序列printf("\n");printf("为各进程分配分配各类资源的方法：\n");for (i=0;i<n; i++){printf("%2d",i);printf(" ");for(j=0;j<m; j++)printf("%2d",allocation[i][j]);printf(" ");for(j=0;j<m; j++)printf("%2d",need[i][j]);printf("\n");}}}void print() //输出可用资源数目{printf("可用资源是: \n");for(j=0;j<m; j++)printf("%2d ",available[j]);printf("\n");}void main(){int p,q;int resource[M],request[M],allocation1[M][M],need1[M][M],available1[M];printf("输入进程总数:\n");scanf("%d", &n);printf("输入资源种类总数:\n");scanf("%d", &m);printf("输入各类资源总数：\n");for(j=0;j<m;j++)scanf("%2d",&resource[j]);printf("各类资源的总数：\n");for(j=0;j<m;j++)printf("资源%d: %d\n",j,resource[j]);printf("输入最大矩阵:\n");for(i=0;i<n; i++)for(j=0;j<m; j++)scanf("%2d",&max[i][j]);printf("输入已分配资源数:\n");for(i=0;i<n; i++)for(j=0;j<m; j++)scanf("%d", &allocation[i][j]);printf("输出还需要的资源数:\n");for (i=0;i<n; i++){for(j=0;j<m; j++){need[i][j]=max[i][j]-allocation[i][j];printf("%2d",need[i][j]);}printf("\n");}printf("\n输入可用资源数:\n");for (i=0;i<m; i++)scanf("%d", &available[i]);testout(); //检测已知的状态是否安全if (r==1) //如果状态安全则执行以下代码{while (1){ p=0;q=0;printf("\n输入请求资源的进程号: \n");scanf("%d", &i);printf("输入该进程所需的资源数:\n");for(j=0;j<m; j++)scanf("%d",&request[j]);for(j=0;j<m; j++)if(request[j]>need[i][j])p=1; //判断是否超过最大资源数if(p)printf("请求超过最大资源数!\n");else{for(j=0;j<m; j++)if(request[j]>available[j])q=1; //判断是否超过可用资源数if(q)printf("没有足够的可用资源!\n");else{for(j=0;j<m; j++){ available1[j]=available[j]; //保存原已分配的资源数，需要的资源数，和可用的资源数allocation1[i][j]=allocation[i][j];need1[i][j]=need[i][j];available[j]=available[j]-request[j]; //系统尝试把资源分配给请求的进程allocation[i][j]=allocation[i][j]+request[j];need[i][j]=need[i][j]-request[j];}print(); //输出可用资源数testout(); //进行安全检测if(r==0) //分配后状态不安全{for (j=0;j<m; j++){ available[j]=available1[j]; //还原分配前的已分配的资源数，仍需要的资源数和可用的资源数allocation[i][j]=allocation1[i][j];need[i][j]=need1[i][j];}printf(" 不安全，请返回!\n");print();}}}}}}三、实验结果截图：。
银行家算法的资源利用率分析
银行家算法的资源利用率分析银行家算法（Banker's Algorithm）是一种资源分配算法，用于确保在多个进程同时请求资源时，系统能够避免死锁的发生。
它通过预先判断进程所需的资源是否能够被满足，来决定是否能够分配资源给该进程。
本文将深入探讨银行家算法的资源利用率分析，并分享对该算法的见解。
1. 算法背景及原理解析银行家算法最早由E. W. Dijkstra在1965年提出，它针对系统资源的请求和释放情况进行管理，以避免出现死锁。
在实际应用中，操作系统通过使用银行家算法来分配进程所需的资源，从而保证系统的稳定性和安全性。
银行家算法的基本原理是基于资源的安全性来进行资源的分配。
它通过判断系统是否处于安全状态，即是否存在一种资源分配的序列，使得所有进程都能够完成并释放资源，而不会发生死锁。
2. 资源利用率的分析银行家算法的目标之一是实现资源的高效利用。
通过对资源的分配和释放进行控制，可以使系统的资源利用率达到最佳状态。
资源利用率的分析可以从以下几个方面来进行：2.1 资源分配策略银行家算法采用的资源分配策略是基于安全性和资源的可用性。
系统在分配资源时需要检查分配给某个进程后是否仍然能够保持安全状态，如果安全则允许分配，否则需要等待。
这样可以保证资源的合理利用，避免出现死锁和资源浪费的情况。
2.2 资源释放机制当进程完成任务后，银行家算法需要及时释放已占用的资源，以便其他进程能够继续使用。
资源释放的及时性可以提高资源的利用率，并且避免资源被长时间占用而导致其他进程无法执行的情况。
2.3 资源回收与再利用银行家算法还可以通过回收已释放的资源，并将其重新分配给其他进程，以提高资源的再利用率。
这样可以减少资源的浪费，使得系统资源得到更加充分地利用。
3. 观点与理解银行家算法在资源管理和分配方面具有重要的意义。
它通过合理分配和利用系统资源，确保系统的稳定性和安全性，避免了死锁的发生。
这对于大规模的多用户系统尤为重要，能够有效提高系统性能和资源利用率。
深入解析银行家算法
深入解析银行家算法银行家算法是一种用于多进程系统的资源分配和调度算法，目的是确保系统中的各个进程能够安全地访问所需的资源，且不会发生死锁（Deadlock）的情况。
本文将深入解析银行家算法的工作原理和应用。
1. 背景和定义:银行家算法最初由Dijkstra提出，用于解决多进程系统中资源分配的问题。
它基于银行家和客户的关系类比，将系统中的资源视为银行家的资金，将进程视为客户。
银行家必须合理分配资金，以避免资金不足导致系统中的进程无法完成任务。
2. 原理:银行家算法运用了安全性检查（safety check）和资源分配策略。
安全性检查是通过模拟资源分配的情况，判断系统是否处于安全状态，即不存在死锁，可以继续分配资源。
资源分配策略是根据安全性检查的结果，将资源分配给请求资源的进程，确保系统安全性。
3. 数据结构:银行家算法使用以下数据结构：进程的最大需求矩阵(Maximum)，系统已分配资源矩阵(Allocation)，系统可用资源向量(Available)，进程的尚需资源矩阵(Need)。
这些数据结构可以反映每个进程对每种资源的需求量、已分配量和尚需量。
4. 算法流程:银行家算法的流程如下：- 系统初始化：将每个进程的最大需求矩阵、已分配资源矩阵和系统可用资源向量初始化。
- 请求资源：当某个进程请求资源时，首先检查该请求是否超出了其最大需求量和系统可用资源量，如果超出则拒绝请求；否则进入下一步。
- 模拟分配：假设分配资源给该进程，更新进程的已分配资源矩阵和系统可用资源向量。
- 安全性检查：检查系统是否处于安全状态，即不存在死锁。
该检查基于银行家算法的安全性条件，即每个进程的尚需资源量可以得到满足。
- 分配或回滚：如果安全性检查通过，则进程得到资源分配，否则回滚分配过程，恢复之前的状态。
5. 应用场景:银行家算法广泛应用于操作系统中，尤其是在多任务和多进程环境下。
它可以帮助确定是否可以分配资源给某个进程，以避免资源竞争和死锁的问题。
银行家算法总结
银行家算法总结银行家算法是一种用于避免死锁的资源分配算法，它通过动态地检查资源的分配情况来避免可能导致死锁发生的资源请求。
本文将对银行家算法进行详细的总结，包括算法原理、应用场景、实现步骤以及优缺点等方面。
1. 算法原理银行家算法基于资源分配图模型，通过对系统资源的动态分配进行控制，来预防和避免死锁的发生。
它根据系统目前的资源分配情况，判断是否可以满足进程的资源请求，如果可以满足则分配资源，否则进程需要等待。
2. 应用场景银行家算法可以应用于各种资源有限的系统，如操作系统、数据库管理系统等。
它特别适用于多进程并发运行的环境，可以有效地避免死锁的发生，保证系统的稳定性和可用性。
3. 实现步骤银行家算法的实现步骤主要包括以下几个方面：(1) 定义系统资源及其总量：包括各种类型的资源和它们的总量。
(2) 定义各进程的最大需求量：根据系统资源的分配情况和各进程的最大需求量，确定每个进程需要的资源数量。
(3) 定义各进程的已分配资源量：根据当前的资源分配情况，记录每个进程已分配的资源数量。
(4) 定义各进程的需求资源量：根据当前的资源请求情况，记录每个进程的资源需求数量。
(5) 通过银行家算法进行资源分配：根据系统目前的资源分配情况和进程的资源请求情况，判断是否可以为进程分配资源，如果可以则分配资源，并更新系统资源和进程的已分配资源量；如果不可以则进程需要等待资源。
4. 优缺点银行家算法的主要优点是能够避免死锁的发生，确保系统的稳定性和可用性。
它通过对资源的动态分配进行控制，有效地防止了资源的浪费和滥用。
另外，银行家算法还具有较高的灵活性和适应性，可以适应不同规模和复杂度的系统。
然而，银行家算法也存在一些缺点。
首先，它对系统资源的使用情况进行了全局监控，需要实时监测各个进程的资源请求和分配情况，因此会增加系统的开销和复杂度。
其次，银行家算法在一定程度上限制了系统的并发性和吞吐量，可能会导致系统的性能降低。
银行家算法参考书目
银行家算法参考书目（实用版）目录1.银行家算法的概念2.银行家算法的应用场景3.银行家算法的优缺点4.银行家算法的参考书目正文1.银行家算法的概念银行家算法（Banker"s Algorithm）是一种避免死锁（Deadlock）的资源分配策略。
该算法主要应用于操作系统中，用于动态分配资源，以确保系统始终处于安全状态。
银行家算法的核心思想是设置一种资源的最大需求量，以此来避免进程在请求资源时导致的死锁现象。
2.银行家算法的应用场景银行家算法主要应用于以下场景：- 多进程/多任务系统：在多进程/多任务系统中，进程/任务之间可能存在资源竞争关系，银行家算法可用于解决这种竞争关系，防止死锁发生。
- 资源分配与回收：当系统中的资源需要动态分配和回收时，银行家算法可确保资源的安全分配与回收。
- 安全性要求较高的系统：在要求系统高安全性的场景下，如航空航天、医疗设备等领域，银行家算法可确保系统始终处于安全状态，防止死锁导致的系统崩溃。
3.银行家算法的优缺点优点：- 有效防止死锁：银行家算法可确保系统始终处于安全状态，有效避免死锁的发生。
- 资源利用率高：在资源充足的情况下，银行家算法可充分利用资源，提高系统的资源利用率。
缺点：- 资源浪费：当某些资源长期不被使用时，银行家算法可能会导致资源的浪费。
- 进程阻塞：银行家算法可能会导致进程在请求资源时阻塞，影响系统的响应速度。
4.银行家算法的参考书目以下是一些关于银行家算法的参考书目：- 《操作系统概念》（Operating System Concepts），作者：Abraham Silberschatz、Peter B.Galvin、Greg Gagne，出版社：机械工业出版社。
- 《现代操作系统》（Modern Operating System），作者：Andrew S.Tanenbaum，出版社：机械工业出版社。
- 《操作系统原理与实现》（Operating System Principles and Practice），作者：Thomas A.Bishop，出版社：机械工业出版社。
银行家算法描述
银行家算法描述
银行家算法是用于避免死锁的一种资源分配和回收策略。
它基于资源的安全状态，判断当前资源请求是否可以安全分配，从而避免死锁的发生。
银行家算法将资源分为两类：系统资源和进程资源。
系统资源分为固定数量的，如主存、设备等；而进程资源则是由进程动态请求和释放的。
算法的基本思想是：在进程请求资源之前，系统先判断给进程分配资源后，是否仍然能保持系统处于安全状态。
如果是，则允许分配资源；反之，则进程需要等待，直至系统资源处于满足安全状态为止。
具体步骤如下：
1. 初始化系统资源的状态：将每个系统资源的可用数量和每个进程已分配的资源数量记录下来。
2. 进程请求资源：当进程请求一定数量的资源时，系统先判断是否有足够的可用资源满足该请求，并且判断给进程分配资源后，是否仍然能保持系统安全状态。
3. 判断系统状态：系统根据当前的资源分配情况和当前可用资源数量，计算出一个安全序列。
如果存在一个安全序列，即证明当前的资源分配是安全的，进程可以被分配该资源并允许继续执行；反之，则进程需要等待。
4. 更新资源状态：如果进程被分配资源，则系统将更新系统资源状态，包括减少可用资源数量和增加相应进程已分配的资源
数量。
5. 执行进程：系统给进程分配资源后，进程可以执行相应操作。
在完成后，进程释放相应的资源。
6. 回收资源：当进程释放资源后，系统将更新系统资源状态，包括增加可用资源数量和减少相应进程已分配的资源数量。
7. 返回步骤2，循环执行，直至完成。
通过以上步骤，银行家算法可以避免死锁的发生，保证系统资源的安全分配和回收。
银行家算法总结
银行家算法总结
一、银行家算法的概念
银行家算法（Banker Algorithm）也被称为安全性算法，它是一种分配资源的算法，可以用来解决系统中的资源分配安全性问题。
它用于模拟处理器资源的分配，使得多个正在执行的进程可以使用更有效和安全的资源调度。
二、银行家算法的原理
银行家算法的原理是基于安全状态，它强调每个进程在新分配的资源上都处于安全状态，否则就不能分配资源，以避免系统出现死锁的情况，因此，在银行家算法中，每个可能的状态都要进行检查，以查看它是否会导致系统失去安全性。
银行家算法使用两个表来实现资源分配安全性：
Max表，用于存储每个进程最多可以拥有的最大资源数量；
Taking表，用于存储每个进程目前正在占有的资源数量。
在运行银行家算法之前，首先必须填写Max表和Taking表，Max 表中每一项必须大于等于0，而Taking表中每项必须小于等于Max 表中对应项的值，因此，只要Max>Taking≥0，就表示系统处于安全状态。
银行家算法概述
银行家算法概述银行家算法是一种用于避免死锁的算法，它最初是由荷兰计算机科学家艾兹赫尔·戴克斯特拉在1965年提出的。
银行家算法的主要作用是通过预测资源分配情况，来判断是否存在死锁，并且在不产生死锁的前提下，尽可能地满足进程对资源的需求。
一、什么是死锁？死锁指的是两个或多个进程互相等待对方所持有的资源，导致所有进程都无法继续执行下去。
这种情况下，系统将无法正常运行，并且需要通过强制终止某些进程来解除死锁。
二、银行家算法原理银行家算法主要基于以下三个概念：1.资源：指系统中可供分配的资源，如内存、CPU时间等。
2.进程：指正在运行或等待运行的程序实体。
3.请求：指进程向系统申请获取某种资源。
在使用银行家算法时，首先需要确定每个进程所需要的各类资源数目和当前系统中可用的资源数目。
然后，在每次有新请求时，系统会检查该请求是否能够被满足。
如果该请求能够被满足，系统会尝试为该进程分配资源，并且更新当前系统中可用的资源数目。
如果该请求无法被满足，系统会将该进程置于等待状态。
三、银行家算法的应用银行家算法主要应用于操作系统中，用于避免死锁的发生。
在实际应用中，银行家算法通常被用于以下场景：1.多用户操作系统：在多用户操作系统中，多个用户同时使用计算机资源，因此需要使用银行家算法来确保所有用户都能够得到所需的资源。
2.分布式系统：在分布式系统中，不同节点之间需要共享资源，并且可能会出现死锁情况。
因此需要使用银行家算法来避免死锁的发生。
3.数据库管理系统：在数据库管理系统中，不同的事务可能会竞争相同的资源。
因此需要使用银行家算法来避免死锁情况。
四、银行家算法优缺点优点：1.能够有效地避免死锁的发生。
2.能够尽可能地满足进程对资源的需求。
3.可以根据当前可用资源数目进行动态调整。
缺点：1.需要预先知道每个进程所需的各类资源数目和当前可用的资源数目。
2.无法处理资源的动态分配和释放情况。
3.可能会出现资源浪费的情况。
简述自己对银行家算法的理解
银行家算法（Banker's Algorithm）是一种资源分配和避免死锁的算法，用于管理操作系统中多个进程对有限资源的请求。
它最初由艾德加·戴杰克斯特拉（Edsger Dijkstra）在1973年提出。
银行家算法基于银行家与客户之间的关系进行模拟。
在这个模型中，系统被视为一个银行，进程被视为客户，资源被视为银行的资产。
每个进程在开始时会向系统声明它所需的最大资源数量。
银行家算法通过以下方式来避免死锁和分配资源：
分配前的安全性检查：在为进程分配资源之前，银行家算法会进行安全性检查，以确保分配不会导致系统陷入死锁状态。
它会检查系统是否有足够的可用资源以满足进程的需求。
资源分配：只有当分配资源不会导致系统进入不安全状态时，银行家算法才会为进程分配资源。
它会根据进程所声明的最大资源需求、当前已分配的资源以及系统中可用的资源来进行合理的分配。
进程释放资源：当进程完成其任务时，银行家算法会要求进程释放已分配的资源，以便重新分配给其他进程。
银行家算法的目标是确保资源分配的安全性和避免系统陷入死锁状态。
通过预先评估资源的分配情况，它可以防止进程因争夺资源而发生死锁，并确保系统的稳定运行。
需要注意的是，银行家算法的实现需要系统跟踪和管理资源的状态，以及对进程的资源请求进行监控和控制。
它是一种重要的资源管理工具，广泛应用于操作系统和并发编程领域，以确保系统的可靠性和稳定性。
银行家算法
银行家算法银行家算法是一种用来避免操作系统死锁出现的有效算法，所以在引入银行家算法的解释之前，有必要简单介绍下死锁的概念。
死锁：是指两个或两个以上的进程在执行过程中，由于竞争资源或者由于彼此通信而造成的一种阻塞的现象，若无外力作用，它们都将无法推进下去。
此时称系统处于死锁状态或系统产生了死锁，这些永远在互相等待的进程称为死锁进程。
死锁的发生必须具备以下四个必要条件：1）互斥条件：指进程对所分配到的资源进行排它性使用，即在一段时间内某资源只由一个进程占用。
如果此时还有其它进程请求资源，则请求者只能等待，直至占有资源的进程用毕释放。
2）请求和保持条件：指进程已经保持至少一个资源，但又提出了新的资源请求，而该资源已被其它进程占有，此时请求进程阻塞，但又对自己已获得的其它资源保持不放。
3）不抢占条件：指进程已获得的资源，在未使用完之前，不能被剥夺，只能在使用完时由自己释放。
4）循环等待条件：指在发生死锁时，必然存在一个进程——资源的环形链，即进程集合{P0，P1，P2，···，Pn}中的P0正在等待一个P1占用的资源；P1正在等待P2占用的资源，……，Pn正在等待已被P0占用的资源。
避免死锁算法中最有代表性的算法就是Dijkstra E.W 于1968年提出的银行家算法，银行家算法是避免死锁的一种重要方法，防止死锁的机构只能确保上述四个条件之一不出现，则系统就不会发生死锁。
为实现银行家算法，系统必须设置若干数据结构，同时要解释银行家算法，必须先解释操作系统安全状态和不安全状态。
安全序列:是指一个进程序列{P1，…，Pn}是安全的，即对于每一个进程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。
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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<<" 你输入的第 "<<i+1<<"个进程所拥有的第 "<<j+1<<" 个资源错误，请重新输入 :\n"; j--;
{ for (j=0;j<n;j++)
{ if (Need[i][j]>Work[j]) break;
} if (j==n)
{ Finish[i]=1;
for(int k=0;k<n;k++) Work[k]+=Allocation[i][k];
p[l++]=i; i=-1;
} else continue;
cout<<" 输入进程所请求的各个资源的数量 \n";
for (i=0;i<n;i++)
cin>>Request[mi][i];
for (i=0;i<n;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;
continue;
}
}
}
cout<<" 请输入各个资源现有的数目 :\n";
for (i=0;i<n;i++)
cin>>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;
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，
} 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;
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];
intm,n; //M 个进程 ,N 类资源
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////
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用于检查系统进行资源分配后是否安全， 配；若不安全，则系统不执行此次分配。
若安全系统才可以执行此次分
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
} if (l==m)
{ cout<<" 系统是安全的 "<<'\n'; cout<<" 系统安全序列是 :\n"; for (i=0;i<l;i++)
{ cout<<p[i]; if (i!=l-1) cout<<"-->";
} cout<<'\n'; return 1;
} } } ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// // 银行家算法 int main() { inti,j,mi; cout<<" 输入进程的数目 :\n"; cin>>m; cout<<" 输入资源的种类 :\n"; cin>>n;
2356
P3
0632
0652
P4
0014
0656
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：
// 安全性算法 int Safe()
{
inti,j,l=0;
int Work[100]; // 可利用资源数组
for (i=0;i<n;i++)
Work[i]=Available[i];
for (i=0;i<m;i++)
Finish[i]=0;
for (i=0;i<m;i++)
{ if (Finish[i]==1) continue; else
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 <iostream.h>
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// 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
操作系统实验三银行家算法 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。
进程
已占资源
最大需求数
资源种类
ABCD
ABCD
P0
0012
0012
P1
1000
1750
P2
1354
cout<<" 输入每个进程最多所需的各类资源数 for (i=0;i<m;i++)
,按照 "<<m<<"x"<<n<<" 矩阵输入 \n";
for(j=0;j<n;j++)
cin>>Max[i][j];
cout<<" 输入每个进程已经分配的各类资源数 ,按照 "<<m<<"x"<<n<<" 矩阵输入 \n";