(完整word版)操作系统银行家算法实验报告 (1)

银行家算法实验报告【实验目的】（1）根据设计题目的要求，充分地分析和理解题目，叙述系统的要求，明确程序要求实现的功能以及限制条件。

（2）明白自己需要用代码实现的功能，清楚编写每部分代码的目的，做到有的放矢，有条理不遗漏的用代码实现银行家算法。

【实验要求】（1）了解和理解死锁；（2）理解利用银行家算法避免死锁的原理；（3）会使用某种编程语言。

【实验原理】一、安全状态指系统能按照某种顺序如<P1,P2,…,Pn>(称为<P1,P2,…,Pn>序列为安全序列)，为每个进程分配所需的资源，直至最大需求，使得每个进程都能顺利完成。

二、银行家算法假设在进程并发执行时进程i提出请求j类资源k个后，表示为Requesti[j]=k。

系统按下述步骤进行安全检查：（1）如果Request i≤Need i则继续以下检查，否则显示需求申请超出最大需求值的错误。

（2）如果Request i≤Available则继续以下检查，否则显示系统无足够资源，Pi阻塞等待。

（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］-Request i[j］;Allocation［i,j］∶=Allocation［i,j］+Request i［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。

若安全，才正式将资源分配给进程Pi，以完成本次分配；否则，将本次的试探分配作废，恢复原来的资源分配状态，让进程Pi等待。

三、安全性算法（1）设置两个向量：①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，它含有m个元素，在执行安全算法开始时，Work∶=Available;② 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，再令Finish ［i］∶=true。

（2）从进程集合中找到一个能满足下述条件的进程：① Finish［i］=false;② Need［i,j］≤Work［j］；若找到，执行步骤(3)，否则，执行步骤(4)。

（3）当进程Pi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［i］+Allocation［i,j］;➢Finish［i］∶=true;➢go to step 2;（4）如果所有进程的Finish［i］=true都满足，则表示系统处于安全状态；否则，系统处于不安全状态。

【实验步骤】参考实验步骤如下：（1）参考图1-1所示流程图编写安全性算法。

（2）银行家算法流程图（3）编写统一的输出格式。

每次提出申请之后输出申请成功与否的结果。

如果成功还需要输出变化前后的各种数据，并且输出安全序列。

（4）参考图1-2所示流程图编写银行家算法。

（5）编写主函数来循环调用银行家算法。

【参考代码】部分参考代码如下：#include <iostream.h>#include <string.h>#define M 3 //资源的种类数#define N 5 //进程的个数void output(int iMax[N][M],int iAllocation[N][M],int iNeed[N][M],int iAvailable[M],char cName[N]); //统一的输出格式bool safety(int iAllocation[N][M],int iNeed[N][M],int iAvailable[M],char cName[N]);bool banker(int iAllocation[N][M],int iNeed[N][M],int iAvailable[M],char cName[N]);void main(){int i,j;//当前可用每类资源的资源数int iAvailable[M]={3,3,2};//系统中N个进程中的每一个进程对M类资源的最大需求int iMax[N][M]={{7,5,3},{3,2,2},{9,0,2},{2,2,2},{4,3,3}};//iNeed[N][M]每一个进程尚需的各类资源数//iAllocation[N][M]为系统中每一类资源当前已分配给每一进程的资源数int iNeed[N][M],iAllocation[N][M]={{0,1,1},{2,0,0},{3,0,2},{2,1,1},{0,0,2}};//进程名char cName[N]={'a','b','c','d','e'};bool bExitFlag=true; //退出标记char ch; //接收选择是否继续提出申请时传进来的值bool bSafe; //存放安全与否的标志//计算iNeed[N][M]的值for(i=0;i<N;i++)for(j=0;j<M;j++)iNeed[i][j]=iMax[i][j]-iAllocation[i][j];//输出初始值output(iMax,iAllocation,iNeed,iAvailable,cName);//判断当前状态是否安全bSafe=safety(iAllocation,iNeed,iAvailable,cName);//是否继续提出申请while(bExitFlag){cout<<"\n"<<"继续提出申请？\ny为是；n为否。

\n";cin>>ch;switch(ch){case 'y'://cout<<"调用银行家算法";bSafe=banker(iAllocation,iNeed,iAvailable,cName);if (bSafe) //安全，则输出变化后的数据output(iMax,iAllocation,iNeed,iAvailable,cName);break;case 'n':cout<<"退出。

\n";bExitFlag=false;break;default:cout<<"输入有误，请重新输入：\n";}}}//输出void output(int iMax[N][M],int iAllocation[N][M],int iNeed[N][M],int iAvailable[M],char cName[N]){int i,j;cout<<"\n\t Max \tAllocation\t Need \t Available"<<endl;cout<<"\tA B C\tA B C\tA B C\t A B C"<<endl;for(i=0;i<N;i++){cout<<cName[i]<<"\t";for(j=0;j<M;j++)cout<<iMax[i][j]<<" ";cout<<"\t";for(j=0;j<M;j++)cout<<iAllocation[i][j]<<" ";cout<<"\t";for(j=0;j<M;j++)cout<<iNeed[i][j]<<" ";cout<<"\t";cout<<" ";//Available只需要输出一次if (i==0)for(j=0;j<M;j++)cout<<iAvailable[j]<<" ";cout<<endl;}}//安全性算法，进行安全性检查；安全返回true，并且输出安全序列，不安全返回false，并输出不安全的提示；bool safety(int iAllocation[N][M],int iNeed[N][M],int iAvailable[M],char cName[N]) {int i,j,flag,x=0;char num[5];int Work[M];bool Finish[N]; //定义基本变量for(j=0;j<3;j++)Work[j]=iAvailable[j]; //将iAvailable的值赋给Work for(i=0;i<5;i++) //将Finish全部置为FalseFinish[i]=false;while(true) //执行无限循环，满足条件时跳出{flag=0; //每次循环开始时将记录本次循环中是否有使有满足条件iAllocation的标志置为0，若为0表示不存在，若不为0表示存在for(i=0;i<5;i++) //执行循环，看有没有满足条件的iAllocation{if(Finish[i]==false&&Work[0]>=iNeed[i][0]&&Work[1]>=iNeed[i][1]&&Work[ 2]>=iNeed[i][2]){for(j=0;j<3;j++){Work[j]+= iAllocation[i][j] ; //Work[j]+= Work[j]+iAllocation[i][j]}Finish[i]=true; //将Finish置trueflag++; //标志加1num[x++]=cName[i]; //将该序列名赋给数组num[]}}if(flag==0){cout<<"无安全序列"; //标志为0，证明已无满足条件iAllocation ，退出循环，返回falsereturn false;}if(Finish[0]==true&&Finish[1]==true&&Finish[2]==true&&Finish[3]==true&&Finish[4]==true) //若所有Finish置为true，输出安全数列，返回True{cout<<"\n";cout<<"安全序列为：";for(x=0;x<5;x++)cout<<num[x]<<" ";cout<<"\n";return true;}}return true;}//安全返回true，不安全返回falsebool banker(int iAllocation[N][M],int iNeed[N][M],int iAvailable[M],char cName[N]){int iMax[N][M]={{7,5,3},{3,2,2},{9,0,2},{2,2,2},{4,3,3}};int t,i,Request[3],check_1[3];char x; //定义变量cout<<"请输入进程名："; //输入进程名cin>>x;if(x=='a')i=0;if(x=='b')i=1;if(x=='c')i=2;if(x=='d')i=3;if(x=='e')i=4;cout<<"请输入各资源数量："; //输入变量名for(t=0;t<3;t++)cin>>Request[t];for(t=0;t<3;t++) //检查数值{check_1[t]=Request[t]+iAllocation[i][t];}for(t=0;t<3;t++){if((iMax[i][t]-check_1[t])<0){cout<<"\n资源申请超过最大需求量\n";return false;}}for(t=0;t<3;t++) //检查数值{if((iAvailable[t]-Request[t])<0){cout<<"\n不能满足进程\n";return false;}}for(t=0;t<3;t++) //将该变量的iAvailable、iAllocation、iNeed重新赋值{iAvailable[t]-=Request[t];iAllocation[i][t]+=Request[t];iNeed[i][t]-=Request[t];}safety(iAllocation,iNeed,iAvailable,cName); //执行安全数列算法return true;return true;}实验结果【实验小结】通过这次实验，让我更深的了解了银行家算法，银行家算法是避免死锁的主要方法，其思路在很多方面都非常值得我们来学习借鉴。