银行家算法及安全算法
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。
操作系统实验二：银行家算法
操作系统实验⼆：银⾏家算法实验⼆银⾏家算法⼀、实验⽬的1、了解什么是操作系统安全状态和不安全状态；2、了解如何避免系统死锁；3、理解银⾏家算法是⼀种最有代表性的避免死锁的算法，掌握其实现原理及实现过程。
⼆、实验内容根据银⾏家算法的基本思想，编写和调试⼀个实现动态资源分配的模拟程序，并能够有效避免死锁的发⽣。
三、实验原理进程申请资源时，系统通过⼀定的算法判断本次申请是否不可能产⽣死锁（处于安全状态）。
若可能产⽣死锁（处于不安全状态），则暂不进⾏本次资源分配，以避免死锁。
算法有著名的银⾏家算法。
1、什么是系统的安全状态和不安全状态？所谓安全状态，是指如果系统中存在某种进程序列＜P1，P2，…，Pn＞，系统按该序列为每个进程分配其所需要的资源，直⾄最⼤需求，则最终能使每个进程都可顺利完成，称该进程序列＜P1，P2，…，Pn，＞为安全序列。
如果不存在这样的安全序列，则称系统处于不安全状态。
2、银⾏家算法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设计的银⾏家算法为：（1）进程⾸次申请资源的分配：如果系统现存资源可以满⾜该进程的最⼤需求量，则按当前的申请量分配资源，否则推迟分配。
（2）进程在执⾏中继续申请资源的分配：若该进程已占⽤的资源与本次申请的资源之和不超过对资源的最⼤需求量，且现存资源能满⾜该进程尚需的最⼤资源量，则按当前申请量分配资源，否则推迟分配。
（3）⾄少⼀个进程能完成：在任何时刻保证⾄少有⼀个进程能得到所需的全部资源⽽执⾏到结束。
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iebo.pptx
12
Allocation
CNhaepetedr 3 处理机调度与死锁
P0
010
743
P1
200
122
P2
302
600
P3
211
011
P4
002
431
Work P1 3 3 2 P3 5 3 2 P0 7 4 3
Need 122 011 743
Allocation Work+Allocation Finish
100 012 300 010 210
Available r1 r2 r3
120
26
练习
试问： 1) 该状态是否安全？ 2) 如果进程P2提出请求Request(0，1，0)，系统
能否将资源分配给它？ 3) 如果系统立即满足P2的上述请求，则系统是否
立即进入死锁状态？
27
Need 122 011 743 600
Allocation Work+Allocation Finish
2 0 0 5 3 2 true
2 1 1 7 4 3 true
010 302
7 5 3 true 10 5 5 true
14
Allocation
CNhaepetedr 3 处理机调度与死锁
P0
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银行家算法实例
④ 执行安全性算法： a. Work :＝Available＝(2, 3, 0)； Finish[ i ]:＝false；
b. 在进程集合中找到 Need1＝(0, 2, 0) ≤Work；
c. 则设 P1可顺利执行完成，从而有： Work :＝Work＋Allocation1 ＝(2, 3, 0)＋(3, 0, 2)＝(5, 3, 2) Finish[ 1 ]:＝true
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。
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。
银行家算法计算安全序列
银行家算法计算安全序列
银行家算法是一种用于判断系统资源分配是否安全的算法，用于避免死锁的发生。
安全序列是指系统能够按照一定的顺序满足所有进程的资源需求，同时避免死锁的发生。
下面是银行家算法计算安全序列的基本步骤：
1. 初始化：设置一个长度为n的数组work，代表可用资源的
数量，初始值为系统中每个资源的可用数量。
设置一个长度为
n的数组finish，用于记录每个进程是否已经得到了全部所需
资源，初始值均为false。
2. 循环检测：循环遍历进程，检查当前进程是否满足以下条件： - finish[i]为false（即当前进程未得到所需资源）
- 当前进程所需的资源量小于等于work（即系统有足够的资
源供当前进程使用）
如果满足以上条件，则将当前进程加入安全序列，并更新work的值，即work = work + allocation[i]。
将finish[i]设为true，表示当前进程已经得到了所需资源。
继续循环直到所有进程都满足以上条件或者没有进程满足以
上条件为止。
3. 检查安全性：检查是否存在一个安全序列，即所有进程都已经得到了所需的资源。
如果存在安全序列，则系统是安全的；否则，系统是不安全的。
通过以上步骤，可以计算出一个安全序列，用于判断系统资源分配是否安全。
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。
(word完整版)实验二银行家算法
实验二银行家算法一、目的: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。
要求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，并采用银行家算法，有效地防止和避免死锁的发生。
二、内容：银行家算法是避免死锁的一种重要方法，本实验要求编写和调试一个简单的银行家算法程序。
用银行家算法实现资源分配。
三、编程思想：首先分析银行家算法的数据结构，分析可利用资源向量Available、最大需求矩阵Max、分配矩阵Allocation、需求矩阵Need 、进程申请资源的关系,由所学知识可知；Need［i，j]=Max［I，j]—Allocation[i,j］；当进程申请资源的时候；a)Request i>Need[i］。
这种情况表示该进程的资源需求已超过系统所宣布的最大值,出错。
b)Request i=Need［i］。
这种情况表示该进程现在对他所需的全部资源一次申请完成。
c)Request i〉Need［i］。
这种情况表示该进程现在对它所需资源再进行部分的申请,剩余的资源以后再次申请。
发出资源请求后;当进程pia)如果Request i<=Need[i]，转向步骤b，否则显示为出错，因为所需的资源数超过事先要求的最大值。
b)Request i<=Available，便转向步骤三，否则则表示尚无足够资源,p i需等待。
c)假如系统将资源分配给p i 则:Available=Available—RequestiAllocation[i]=Allocation[i]+RequestiNeed［i]=Need[i］-Request安全性算法检查(1)设置向量：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[]。
Finish［］，它表示系统是否有足够的资源分配给每个进程，使之运行完成。
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。
银行家算法讲题
银行家算法讲题
银行家算法通过以下步骤来确保系统的安全性
请求资源：当进程请求资源时 ，系统检查该请求是否会导致 不安全状态
安全状态判断：系统维护一个安全 序列，表示在给定资源数量下，能 够满足所有进程的请求。如果当前 状态是安全状态，则可以分配资源
分配资源：根据安全序列，系统 依次满足进程的资源请求，并更 新进程的资源分配状态和系统的 可用资源
银行家算法讲题
银行家算法讲题
目录
银行家算法讲题
银行家算法是一种避免死锁并确保系统在分配资源时始终处于安 全状态的算法。该算法的名称源于银行家的经营策略，即确保银 行在贷款给客户时始终保持足够的资金，以避免因资金不足而无 法满足客户的还款需求 在操作系统中，资源是有限的，而进程可能同时请求多个资源。 如果分配资源时不加限制，可能导致死锁或饥饿。死锁是指两个 或多个进程互相等待对方释放资源，导致它们都无法继续执行。 饥饿则是指某个进程长时间得不到足够的资源，无法完成其任务
完成进程：当所有进程都已满 足其资源请求时，系统进入完 成状态
银行家算法讲题 通过遵循银行家算法，操作系统 能够在资源有限的情况下避免死 锁和饥饿，确保系统的稳定性和 效率。该算法是避免死锁的一种 有效方法，广泛应用于现代操作
系统的设计和实现中
Hale Waihona Puke -恳请各位导师批评指正
感谢您的聆听
汇报人：XXXX
指导老师：XXX
深入解析银行家算法
内容摘要
会去改变自己的生活，只要我们努力和创新，就能够实现自己的梦想和目标。
银行家算法起源于20世纪60年代，由美国学者Dijkstra提出。当时，由于计 算机系统资源有限，如何合理地分配资源成为了一个重要的问题。Dijkstra通过 研究银行借贷系统的运作原理，提出了银行家算法这一概念。
一、背景
该算法以银行借贷系统为原型，对计算机系统中资源分配和进程执行进行管 理，以确保系统稳定运行。
四、剖析
4、如果超过最大限制，则不分配资源；否则，分配资源； 5、每个进程在执行过程中需要释放所占用的资源，并更新资源使用情况；
四、剖析
6、在系统运行过程中，不断进行资源分配和释放，以确保系统稳定运行。
五、展望
五、展望
随着计算机技术的不断发展，银行家算法的应用前景也越来越广阔。在未来， 银行家算法将在更多领域得到应用，例如云计算、人工智能、物联网等。在这些 领域中，银行家算法可以用于优化资源分配和提高系统的稳定性。同时，随着分 布式系统和并
内容摘要
《穷人的银行家》是一本非常有意义的书籍，它讲述了如何通过小额贷款项 目帮助贫困人群改变自己的生活的故事。这本书让我认识到贫困不是一个无法解 决的问题，而是一个可以通过努力和创新得到缓解的问题。我也意识到社会变革 需要领导者和组
内容摘要
织者的积极参与和推动，以及每个人都有能力和意愿去改变自己的生活。
三、银行家算法的优点
三、银行家算法的优点
银行家算法具有以下优点： 1、避免死锁：通过预判和避免可能导致死锁的资源分配，银行家算法可以避 免死锁的发生。
银行家算法（安全序列）
银⾏家算法（安全序列）银⾏家算法银⾏家算法（Banker's Algorithm）是⼀个避免死锁（Deadlock）的著名算法，是由艾兹格·迪杰斯特拉在1965年为T.H.E系统设计的⼀种避免死锁产⽣的算法。
它以银⾏借贷系统的分配策略为基础，判断并保证系统的安全运⾏。
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。
不安全状态不⼀定导致死锁。
数据结构1）可利⽤资源向量Available是个含有m个元素的数组，其中的每⼀个元素代表⼀类可利⽤的资源数⽬。
如果Available[j]=K，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，则表⽰进程i需要Rj类资源的最⼤数⽬为K。
3）分配矩阵Allocation这也是⼀个n×m的矩阵，它定义了系统中每⼀类资源当前已分配给每⼀进程的资源数。
如果Allocation[i,j]=K，则表⽰进程i当前已分得Rj类资源的数⽬为K。
4）需求矩阵Need。
这也是⼀个n×m的矩阵，⽤以表⽰每⼀个进程尚需的各类资源数。
如果Need[i,j]=K，则表⽰进程i还需要Rj类资源K个，⽅能完成其任务。
Need[i,j]=Max[i,j]-Allocation[i,j]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。
银行家算法
银行家算法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。
不安全状态不一定导致死锁。
那么什么是安全序列呢？安全序列：一个进程序列是安全的，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。
银行家算法：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。
算法：n：系统中进程的总数m：资源类总数Available: ARRAY[1..m] of integer;Max: ARRAY[1..n,1..m] of integer;Allocation: ARRAY[1..n,1..m] of integer;Need: ARRAY[1..n,1..m] of integer;Request: ARRAY[1..n,1..m] of integer;符号说明：Available 可用剩余资源Max 最大需求Allocation 已分配资源Need 需求资源Request 请求资源当进程pi提出资源申请时，系统执行下列步骤：(“=”为赋值符号，“==”为等号)step（1）若Request<=Need, goto step（2）；否则错误返回step（2）若Request<=Available, goto step（3）；否则进程等待step（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，进程等待为进行安全性检查，定义数据结构：Work:ARRAY[1..m] of integer;Finish:ARRAY[1..n] of Boolean;安全性检查的步骤：step (1):Work=Available;Finish=false;step (2) 寻找满足条件的i：a.Finish==false;b.Need<=Work;如果不存在，goto step(4)step(3)Work=Work+Allocation;Finish=true;goto step(2)step (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/* 银行家算法，操作系统概念(OS concepts Six Edition)reedit by Johnny hagen，SCAU，run at vc6.0*/#include "malloc.h"#include "stdio.h"#include "stdlib.h"#define alloclen sizeof(struct allocation)#define maxlen sizeof(struct max)#define avalen sizeof(struct available)#define needlen sizeof(struct need)#define finilen sizeof(struct finish)#define pathlen sizeof(struct path)struct allocation{int value;struct allocation *next;};struct max{int value;struct max *next;};struct available /*可用资源数*/{int value;struct available *next;};struct need /*需求资源数*/{int value;struct need *next;};struct path{int value;struct path *next;};struct finish{int stat;struct finish *next;};int main(){int row,colum,status=0,i,j,t,temp,processtest;struct allocation *allochead,*alloc1,*alloc2,*alloctemp;struct max *maxhead,*maxium1,*maxium2,*maxtemp;struct available*avahead,*available1,*available2,*workhead,*work1,*work2,*worktemp,*workt emp1;struct need *needhead,*need1,*need2,*needtemp;struct finish *finihead,*finish1,*finish2,*finishtemp;struct path *pathhead,*path1,*path2;printf("\n请输入系统资源的种类数:");scanf("%d",&colum);printf("请输入现时内存中的进程数:");scanf("%d",&row);printf("请输入已分配资源矩阵:\n");for(i=0;i<row;i++){for (j=0;j<colum;j++){printf("请输入已分配给进程p%d 的%c 种系统资源:",i,'A'+j); if(status==0){allochead=alloc1=alloc2=(struct allocation*)malloc(alloclen); alloc1->next=alloc2->next=NULL;scanf("%d",&allochead->value);status++;}else{alloc2=(struct allocation *)malloc(alloclen);scanf("%d,%d",&alloc2->value);if(status==1){allochead->next=alloc2;status++;}alloc1->next=alloc2;alloc1=alloc2;}}}alloc2->next=NULL;status=0;printf("请输入最大需求矩阵:\n");for(i=0;i<row;i++){for (j=0;j<colum;j++){printf("请输入进程p%d 种类%c 系统资源最大需求:",i,'A'+j);if(status==0){maxhead=maxium1=maxium2=(struct max*)malloc(maxlen); maxium1->next=maxium2->next=NULL;scanf("%d",&maxium1->value);status++;}else{maxium2=(struct max *)malloc(maxlen);scanf("%d,%d",&maxium2->value);if(status==1){maxhead->next=maxium2;status++;}maxium1->next=maxium2;maxium1=maxium2;}}}maxium2->next=NULL;status=0;printf("请输入现时系统剩余的资源矩阵:\n");for (j=0;j<colum;j++){printf("种类%c 的系统资源剩余:",'A'+j);if(status==0){avahead=available1=available2=(struct available*)malloc(avalen); workhead=work1=work2=(struct available*)malloc(avalen); available1->next=available2->next=NULL;work1->next=work2->next=NULL;scanf("%d",&available1->value);work1->value=available1->value;status++;}else{available2=(struct available*)malloc(avalen);work2=(struct available*)malloc(avalen);scanf("%d,%d",&available2->value);work2->value=available2->value;if(status==1){avahead->next=available2;workhead->next=work2;status++;}available1->next=available2;available1=available2;work1->next=work2;work1=work2;}}available2->next=NULL;work2->next=NULL;status=0;alloctemp=allochead;maxtemp=maxhead;for(i=0;i<row;i++)for (j=0;j<colum;j++){if(status==0){needhead=need1=need2=(struct need*)malloc(needlen); need1->next=need2->next=NULL;need1->value=maxtemp->value-alloctemp->value; status++;}elseneed2=(struct need *)malloc(needlen);need2->value=(maxtemp->value)-(alloctemp->value); if(status==1){needhead->next=need2;status++;}need1->next=need2;need1=need2;}maxtemp=maxtemp->next;alloctemp=alloctemp->next;}need2->next=NULL;status=0;for(i=0;i<row;i++){if(status==0){finihead=finish1=finish2=(struct finish*)malloc(finilen); finish1->next=finish2->next=NULL;finish1->stat=0;status++;}else{finish2=(struct finish*)malloc(finilen);finish2->stat=0;if(status==1){finihead->next=finish2;status++;}finish1->next=finish2;finish1=finish2;}finish2->next=NULL; /*Initialization compleated*/status=0;processtest=0;for(temp=0;temp<row;temp++){alloctemp=allochead;needtemp=needhead;finishtemp=finihead;worktemp=workhead;for(i=0;i<row;i++){worktemp1=worktemp;if(finishtemp->stat==0){for(j=0;j<colum;j++,needtemp=needtemp->next,worktemp=worktemp->next) if(needtemp->value<=worktemp->value)processtest++;if(processtest==colum){for(j=0;j<colum;j++){worktemp1->value+=alloctemp->value;worktemp1=worktemp1->next;alloctemp=alloctemp->next;}if(status==0){pathhead=path1=path2=(struct path*)malloc(pathlen);path1->next=path2->next=NULL;path1->value=i;status++;}else{path2=(struct path*)malloc(pathlen);path2->value=i;if(status==1){pathhead->next=path2;status++;}path1->next=path2;path1=path2;}finishtemp->stat=1;}else{for(t=0;t<colum;t++)alloctemp=alloctemp->next; finishtemp->stat=0;}}elsefor(t=0;t<colum;t++){needtemp=needtemp->next; alloctemp=alloctemp->next;}processtest=0;worktemp=workhead;finishtemp=finishtemp->next;}}path2->next=NULL;finishtemp=finihead;for(temp=0;temp<row;temp++) {if(finishtemp->stat==0){printf("\n系统处于非安全状态!\n"); exit(0);}finishtemp=finishtemp->next;}printf("\n系统处于安全状态.\n"); printf("\n安全序列为: \n");do{printf("p%d ",pathhead->value); }while(pathhead=pathhead->next); printf("\n");return 0;}。
银行家算法实验报告
操作系统课程设计报告题目：银行家算法院系班级姓名学号指导教师银行家算法实验报告一、概述编写算法，实现银行家算法、安全性算法、死锁检测算法判断系统安全状态、判断进程的资源请求是否可以被满足、判定系统是否为死锁状态。
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。
二、设计的基本概念和原理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）。
银行家算法
银行家算法一、实验目的死锁会引起计算机工作僵死，因此操作系统中必须防止。
本实验的目的在于让学生独立的使用高级语言编写和调试一个系统动态分配资源的简单模拟程序，了解死锁产生的条件和原因，并采用银行家算法有效地防止死锁的发生，以加深对课堂上所讲授的知识的理解。
二、实验要求设计有n个进程共享m个系统资源的系统，进程可动态的申请和释放资源，系统按各进程的申请动态的分配资源。
系统能显示各个进程申请和释放资源，以及系统动态分配资源的过程，便于用户观察和分析；三、数据结构1. 可利用资源向量Available ，它是一个含有m个元素的数组，其中的每一个元素代表一类可利用的资源的数目，其初始值是系统中所配置的该类全部可用资源数目。
其数值随该类资源的分配和回收而动态地改变。
如果Available（j）=k，标是系统中现有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，表示进程i需要Rj类资源的最大数目为k。
3. 分配矩阵Allocation，这是一个n×m的矩阵，它定义了系统中的每类资源当前一分配到每一个进程的资源数。
如果Allocation（i，j）=k，表示进程i当前已经分到Rj类资源的数目为k。
Allocation i表示进程i的分配向量，有矩阵Allocation的第i行构成。
4.需求矩阵Need，这是一个n×m的矩阵，用以表示每个进程还需要的各类资源的数目。
如果Need（i，j）=k，表示进程i还需要Rj类资源k个，才能完成其任务。
Need i表示进程i 的需求向量，由矩阵Need的第i行构成。
上述三个矩阵间存在关系：Need（i，j）=Max（i，j）-Allocation（i，j）；四、银行家算法Request i是进程Pi 的请求向量。
Request i（j）=k表示进程Pi请求分配Rj类资源k个。
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实验名称：银行家算法实验时间：2015.04.20 实验目的：1：利用银行家算法避免死锁2:掌握银行家算法的基本原理3:掌握安全算法的基本原理实验仪器：PC vc6.0实验原理：1:银行家算法的基本原理■锲行家算法：进程Pj发出资源请求Requests2:安全算法的基本原理■安全性算法Work: -Available;Finish [ i …“ii);刁—我一满足下刘条件的进覆trinhh[ i ]^fal*c 且Ncc(l L <VX7ot k找型1—Finish( > J^true?Work:=Work+AllocatioHj;Finish [ i ]|:=true;实验内容：请使用银行家算法来避免死锁的产生程序代码：（供参考）#i nclude<iostream.h> #i ncludevstri ng.h>#in clude<stdio.h>#defi ne False 0#defi ne True 12:安全算法的基本原理int 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 AllocationNeed"<<endl;coutvv"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 cha ngdata(i nt 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){coutvv"系统不安全"<<e nd；//不成功系统不安全return -1;}}coutvv"系统是安全的!"<<endl;〃如果安全，输出成功coutvv"分配的序列："；for(i=0;ivM;i++){// 输出运行进程数组coutvvtemp[i];if(ivM-1) coutvv"->";coutvvendl;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';coutvv"请输入要求分配的资源进程号(0-"v<M-1vv"):";cin >>i;〃输入须申请的资源号coutvv"请输入进程"vvivv"申请的资源:"<<endl;for(j=0;j<N;j++) {coutvvname[j]vv":";ci n»Request[j];〃输入需要申请的资源}for (j=0;jvN;j++){if(Request[j]>Need[i][j])// 判断申请是否大于需求，若大于则出错{coutvv"进程"vvivv"申请的资源大于它需要的资源";coutvv" 分配不合理，不予分配！"vvendl;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coutvv"进程"vvivv"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') {cha ngdata(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;coutvv"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++){coutvv"名称:"；cin>>name[flag];coutvv"数量:";cin>>Avaliable[flag++]；}showdata();safe();}void delresources(){〃删除资源char ming;int i,flag=1;coutvv"请输入需要删除的资源名称: do{cin>>ming;for(i=0;ivN;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 cha ngeresources(){/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]; coutvv"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;coutvv"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 mai n()〃主函数{int i,j,number,choice,m,n,flag;char ming;<<endl;coutvv"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++){coutvv"资源"<<i+1<<"的名称:";cin>>ming; name[i]=ming; coutvv"资源的数量:";***************** 资源管理系统的设计与实现cin>>number;Avaliable[i]=number;}coutvvendl;coutvv"请输入作业的数量:" cin>>m;M=m;coutvv" 请输入各进程的最大需求量("vvmvv"*"vvnvv" 矩阵)[Max]:"vve ndl;for(i=0;ivm;i++)for(j=0;jvn;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)[Allocati on ]:"<<e ndl;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coutvv" 1:增加资源"vvendl;coutvv" 2:删除资源"vvendl;coutvv" 3:修改资源"vvendl;coutvv" 4:分配资源"vvendl;coutvv" 5:增加作业"vvendl;coutvv" 0:离开"vvendl; cout<<"<<endl;coutvv"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: coutvv"请正确选择功能号(0-5)!"<<endl;break;return 1;}。