银行家算法课程设计报告
银行家算法课程设计报告
银行家算法一.需求分析1. 在多道程序系统中,多个进程的并发执行来改善系统的资源利用率,提高系统的吞吐量,但可能发生一种危险——死锁。
所谓死锁(Deadlock),是指多个进程在运行过程中因争夺资源而造成的一种僵局(DeadlyEmbrace),当进程处于这种状态时,若无外力作用,他们都无法在向前推进。
要预防死锁,有摒弃“请求和保持”条件,摒弃“不剥夺”条件,摒弃“环路等待”条件等方法。
但是,在预防死锁的几种方法之中,都施加了较强的限制条件;而在避免死锁的方法中,所施加的限制条件较弱,有可能获得令人满意的系统性能。
在该方法中把系统状态分为安全状态和不安全状态,便可避免死锁的发生。
而最具代表性的避免死锁的算法,便是Dijkstra的银行家算法。
利用银行家算法,我们可以来检测CPU为进程分配资源的情况,决定CPU是否响应某进程的的请求并为其分配资源,从而很好避免了死锁的产生。
2. 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{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。
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。
银行家算法
操作系统课程设计报告题目:银行家算法院(系):软件学院专业:软件工程班级:姓名:学号:指导教师:张静实验三银行家算法一、实验内容简要描述1.实验目标: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,有效的防止和避免死锁的发生。
2.实验要求: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。
用银行家算法实现资源分配。
设计五个进程{p0,p1,p2,p3,p4}共享三类资源{A,B,C}的系统,例如,{A,B,C}的资源数量分别为10,5,7。
进程可动态地申请资源和释放资源,系统按进程的申请动态地分配资源,要求程序具有显示和打印各进程的某一个时刻的资源分配表和安全序列;显示和打印各进程依次要求申请的资源号以及为某进程分配资源后的有关资源数据。
二、报告主要内容1.设计思路A、设计进程对各在资源最大申请表示及初值确定。
B、设定系统提供资源初始状态。
C、设定每次某个进程对各类资源的申请表示。
D、编制程序,依据银行家算法,决定其申请是否得到满足。
2.主要数据结构假设有M个进程N类资源,则有如下数据结构:MAX[M*N] M个进程对N类资源的最大需求量AVAILABLE[N] 系统可用资源数ALLOCATION[M*N] M个进程已经得到N类资源的资源量NEED[M*N] M个进程还需要N类资源的资源量3.主要代码import java.util.Scanner;public class Test1{int no1, no2;static int Max[][]; //最大需求static int Allocation[][]; //已分配资源数static int Need[][]; //仍需资源数static int Available[]; //可利用资源数static String name1[];static String name2[];static boolean[] Finish;static int[] temp = { 0 }; //存放安全序列static int work[];static int[] Request;Scanner input = new Scanner(System.in);public static void main(String[] args) {Test1 t = new Test1();t.printFrame();//t.print();t.Safty();t.judge();}/* 输入初始化数据*/public void printFrame(){System.out.println("*****************************************************");System.out.println("* *");System.out.println("* 银行家算法设计与实现*");System.out.println("* *");System.out.println("*****************************************************");System.out.print("请输入系统中进程的个数:");no1 = input.nextInt();System.out.print("请输入资源的种类数:");no2 = input.nextInt();Max = new int[no1][no2];Allocation = new int[no1][no2];Need = new int[no1][no2];Available = new int[no2];name1 = new String[no1];name2 = new String[no2];int sum[] = new int[3];for (int i = 0; i < no1; i++){System.out.print("请输入进程" + i + "的名字:");name1[i] = input.next();}for (int i = 0; i < no2; i++){System.out.print("请输入资源" + i + "的名字:");name2[i] = input.next();}for (int i = 0; i < no1; i++){for (int j = 0; j < no2; j++){System.out.print("请输入进程" + name1[i] + "的" + name2[j]+ "类资源最大需求量:");Max[i][j] = input.nextInt();}}for (int i = 0; i < no1; i++){for (int j = 0; j < no2; j++){System.out.print("请输入进程" + name1[i] + "的" + name2[j]+ "类资源已占有资源量:");Allocation[i][j] = input.nextInt();Need[i][j] = Max[i][j] - Allocation[i][j];}}for (int i = 0; i < no2; i++){System.out.print("请输入类资源" + name2[i] + "的可利用资源数:");Available[i] = input.nextInt();}//for (int i = 0; i < no2; i++) // 算出资源分配后,系统的可利用资源数// {// for (int j = 0; j < no1; j++)// {sum[i] += Allocation[j][i]; }//}for (int i = 0; i < no2; i++){Available[i] = Available[i] - sum[i];}}/*打印輸出*/public void print(){System.out.println("**************此时刻资源分配情况**************");System.out.println(" Number Name Max Allocation Need");for (int i = 0; i < no1; i++){System.out.print( " "+ i +" ");System.out.print(name1[i]+" ");for (int j = 0; j < no2; j++){System.out.print(Max[i][j]+" ");}for (int j = 0; j < no2; j++){System.out.print(" "+ Allocation[i][j]);}for (int j = 0; j < no2; j++){System.out.print(" " + Need[i][j]);}System.out.println();}System.out.print("各个类资源可利用的资源数分别为:");for (int j = 0; j < no2; j++){System.out.print(" " + Available[j]);}System.out.println();}/*** 进行安全性检测*/public void Safty() {Finish = new boolean[no1];temp = new int[no1];int i, k = 0, m, apply,j;//k为安全序列的序列数int flag = 0;work = new int[no2];for (i = 0; i < no2; i++){work[i] = Available[i];}for (i = 0; i < no1; i++) //当前执行换后,重第一个开始检测 {apply = 0;for (j = 0; j < no2; j++){if(Finish[i] == false&& Need[i][j] <= work[j]) //{apply++;if (apply == no2){for (m = 0; m < no2; m++)work[m] = work[m] + Allocation[i][m];// 变分配数Finish[i] = true;temp[k] = i+1; //保存安全序列i = -1; //k++;flag++;}}}}for (i = 0; i < no2; i++){if(Finish[i] == false) {System.out.println("系统不安全!");}else{System.out.print("系统是安全的,安全序列为:");for (i = 0; i < no1; i++) // 输出运行进程数组{ System.out.print(temp[i] + "-->"); }System.out.println();print();}}}/* 进行资源分配 */public void changdata(int i){int j;for (j = 0; j < no2; j++){Available[j] = Available[j] - Request[j];Allocation[i][j] = Allocation[i][j] + Request[j];Need[i][j] = Need[i][j] - Request[j];}}/* 利用银行家算法对申请资源对进行判定*/void judge(){Request = new int[no2];char ch='y';int i = 0, j = 0;System.out.print("请输入您要分配的资源进程号:");for(j=0;j<10;j++){i = input.nextInt();if(i>no1){System.out.println("输入错误,请重新输入:");continue;}else break;}// System.out.println("错误次数太多,看来您今天不适合进行操作,系统退出!");// System.exit(0);}System.out.println("请输入进程" + i + "申请的资源:");for (j = 0; j < no2; j++){System.out.print(name2[j] + "类资源请求:");Request[j] = input.nextInt();// 输入需要申请的资源for (j = 0; j < no2; j++){if (Request[j] > Need[i][j]) // 判断申请是否大于需求,若大于则出错{System.out.println("进程" + i + "申请的资源大于它所需要的资源。
操作系统课程设计-银行家算法(流程图+源代码+设计报告)
操作系统课程设计-银行家算法(流程图+源代码+设计报告)一、实验目的:熟悉银行家算法,理解系统产生死锁的原因及避免死锁的方法,加深记意。
二、实验要求:用高级语言编写和调试一个描述银行家算法的程序。
三、实验内容:1、设计一个结构体,用于描述每个进程对资源的要求分配情况。
包括:进程名--name[5],要求资源数目--command[m](m类资源),还需要资源数目--need[m],已分配资源数目--allo[m]。
2、编写三个算法,分别用以完成:①申请资源;②显示资源;③释放资源。
(动态完成)四、程序流程图五、源程序:最新版本:bk5.c/*bk2.c::可以自定义进程及资源数目,可选择读文件或创建新文件,但不超过10,5*//*可修改# define NP 10*//* # define NS 5 */ /*资源种类*//*bk3.c::可以继续分配资源(〉2)*//*bk4.c::可保存分析结果*//*bk5.c::除以上功能外,对暂时不能分配的可以进行另外一次尝试,并恢复已分配的资源*/ /*四、程序流程图:五、源程序:最新版本:bk5.c/*bk2.c::可以自定义进程及资源数目,可选择读文件或创建新文件,但不超过10,5*//*可修改# define NP 10*//* # define NS 5 */ /*资源种类*//*bk3.c::可以继续分配资源(〉2)*//*bk4.c::可保存分析结果*//*bk5.c::除以上功能外,对暂时不能分配的可以进行另外一次尝试,并恢复已分配的资源*/ #include "string.h"#include "stdio.h"#include "dos.h"#include "conio.h"#define MOVEIN 1#define GUIYUE 2#define ACC 3#define OK 1#define ERROR 0#define MAXSH 7#define MAXSHL 10#define MAXINPUT 50#define maxsize 100int act;int ip=0;int line=0; /*line为要写的行号,全局变量*/int writeok;int right;char wel[30] = {"Welcome To Use An_Li System"};char ente[76]={" 警告:未经作者同意不得随意复制更改!"};char rights[40]={"Copyright (c) 2002"};struct date today;struct time now;typedef struct{int data[maxsize];int top;}stack;int emptystack(stack *S){if(S->top==48&&S->data[S->top]==35)return(1); /*35 is '#'*/ else return(0);}int push(stack *S,int x){if(S->top>=maxsize-1)return(-1);else{S->top++;S->data[S->top]=x;return(0);}}int gettop(stack *S){return S->data[S->top];}int pop(stack *S){if(emptystack(S)){printf("the stack is empty\n");exit(1);}else S->top--;return S->data[S->top+1];}void initstack(stack *S){int i;S->top=0;S->data[S->top]=35;}/*****模拟打字机的效果*********/delay_fun(){int i;void music();for(i=0;;i++){if(wel!='\0'){delay(1000);textcolor(YELLOW);gotoxy(26+i,8);cprintf("%c",wel);printf("谢谢");printf("网络 ");music(1,60);}else break;}delay(500000);for(i=0; ; i++){if(ente!='\0'){delay(1000);textcolor(RED);/*显示警告及版权*/ gotoxy(2+i,11);cprintf("%c",ente);music(1,60);}else break;}delay(40000);for(i=0;;i++){if(rights != '\0'){delay(1000);textcolor(YELLOW);gotoxy(30+i,14);cprintf("%c",rights);music(1,60);}elsebreak;}getch();}/*********登陆后的效果**********/logined(){ int i;clrscr();gotoxy(28,10);textcolor(YELLOW);cprintf("程序正在载入请稍候.....");gotoxy(35,12);for(i=0;i<=50;i++){gotoxy(40,12);delay(8000);cprintf("%02d%已完成",i*2);gotoxy(i+15,13);cprintf("\n");cprintf("|");}main0();}/*********对PC扬声器操作的函数****/void music(int loop,int f) /* f为频率*/{ int i;for(i=0;i<30*loop;i++){sound(f*20);delay(200);}nosound();}int analys(int s,int a){int hh,pos;switch(a){case (int)'i':hh=0;break;case (int)'+':hh=1;break;case (int)'*':hh=2;break;case (int)'(':hh=3;break;case (int)')':hh=4;break;case (int)'#':hh=5;break;case (int)'E':hh=6;break;case (int)'T':hh=7;break;case (int)'F':hh=8;break;default:{printf(" \n analys()分析发现不该有的字符 %c !(位置:%d)",a,ip+1); writeerror('0',"\n............分析出现错误!!!");writeerror(a,"\n 错误类型: 不该有字符 ");printf("谢谢");printf("网 ");return ERROR;}}pos=(s-48)*10+hh;switch(pos){case 3:case 43:case 63:case 73:act=4;return MOVEIN;case 0:case 40:case 60:case 70:act=5;return MOVEIN;case 11:case 81: act=6;return MOVEIN;case 92:case 22:act=7;return MOVEIN;case 84:act=11;return MOVEIN;/*-------------------------------------------*/ case 91:case 94:case 95:act=1;return GUIYUE;case 21:case 24:case 25:act=2;return GUIYUE;case 101:case 102:case 104:case 105:act=3;return GUIYUE;case 31:case 32:case 34:case 35:act=4;return GUIYUE;case 111:case 112:case 114:case 115:act=5;return GUIYUE;case 51:case 52:case 54:case 55:act=6;return GUIYUE;/*+++++++++++++++++*/case 15:return ACC;/*******************************/case 6:return 1;case 7:case 47:return 2;case 8:case 48:case 68:return 3;case 46:return 8;case 67:return 9;case 78:return 10;default:{if(a=='#')printf("");else printf(" \n analys() 分析发现字符%c 不是所期望的!(位置:%d)",a,ip+1);writeerror('0',"\n ...........分析出现错误!!!");writeerror(a,"\n 错误类型: 字符 ");writeerror('0'," 不是所期望的! ");printf("谢谢");printf("网 ");return ERROR;}}}int writefile(int a,char *st){FILE *fp;fp=fopen("an_slr.txt","a");if(fp==0){printf("\nwrite error!!");writeok=0;}else{if(a==-1){fprintf(fp," %s ",st); /*若a==-1则为添加的注释*/}else if(a==-2){getdate(&today);gettime(&now);fprintf(fp,"\n 测试日期: %d-%d-%d",today.da_year,today.da_mon,today.da_day); fprintf(fp," 测试时间:%02d:%02d:%02d",now.ti_hour,now.ti_min,now.ti_sec);}else if(a>=0) fprintf(fp,"\n step: %02d , %s",a,st);writeok=1;fclose(fp);}return writeok;}int writeerror(char a,char *st) /*错误类型文件*/{FILE *fpp;fpp=fopen("an_slr.txt","a");if(fpp==0){printf("\nwrite error!!");writeok=0;}else{if(a=='0') fprintf(fpp," %s ",st); /*若a=='0' 则为添加的注释*/else fprintf(fpp," %s \'%c\'(位置:%d) ",st,a,ip+1);writeok=1;fclose(fpp);}return writeok;}/*^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^*/main0(){int an,flag=1,action,lenr;char a,w[MAXINPUT];int len,s,ss,aa,ana;stack *st;char r[MAXSH][MAXSHL]; /*初始化产生式*/strcpy(r[0],"S->E");strcpy(r[1],"E->E+T");strcpy(r[2],"E->T");strcpy(r[3],"T->T*F");strcpy(r[4],"T->F");strcpy(r[5],"F->(E)");strcpy(r[6],"F->i");clrscr();printf("\nplease input analyse string:\n");gets(w);len=strlen(w);w[len]='#';w[len+1]='\0';initstack(st);push(st,48); /* (int)0 进栈*/writefile(-1,"\n------------------------SLR(1)词法分析器-------------------------");writefile(-1,"\n 计本003 安完成于2003.01.12 14:04");writefile(-1,"\n谢谢");writefile(-1,"网 ");writefile(-1,"\n 以下为串");writefile(-1,w);writefile(-1,"('#'为系统添加)的分析结果: ");writefile(-2," ");do{s=gettop(st);aa=(int)w[ip];action=analys(s,aa);if(action==MOVEIN){ss=48+act;push(st,aa);push(st,ss); /* if ss=4 int =52 */ip++;}else if(action==GUIYUE){lenr=strlen(r[act])-3;for(an=0;an<=2*lenr-1;an++)pop(st); /* #0 */s=gettop(st); /* s=0 */push(st,(int)r[act][0]);/*将产生式左端 F 进栈 */ana=analys(s,(int)r[act][0])+48;if(ana>59)printf("\分析出错:ana>59!!!");push(st,ana);/*analys(s,aa)即为goto(s',aa) */if((line+1)%20==0){printf("\nThis screen is full,press any key to continue!!!");getche();clrscr();}printf(" step %02d: %s\n",line++,r[act]);writefile(line,r[act]);}else if(action==ACC){flag=0;right=1;}else if(action==ERROR){flag=0;right=0;} /*接受成功*/else{flag=0;right=0;} /* 出错*/}while(flag==1);if(right==1)printf("\nok,输入串 %s 为可接受串!!",w);if(right==0)printf("\nsorry,输入串 %s 分析出错!!",w);if(writeok==1){printf("\nAnWin soft have wrote a file an_slr.txt");if(right==1)writefile(-1,"\n最终结果:输入串为可接受串!"); }}main() /*主函数*/{clrscr();delay_fun();logined();}六、测试报告-操作系统课程设计-银行家算法(流程图+源代码+设计报告)六、测试报告:(测试结果保存于系统生成的an.txt 文件中)以下为课本上的实例::-------------------------------------------------------------------------------------========================银行家算法测试结果=========================-------------------------------------------------------------------------------------T0 时刻可用资源(Available) A:3, B:3, C:2测试日期: 2003-6-28 请求分配时间: 14:07:29经测试,可为该进程分配资源。
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。
银行家算法课程设计实验报告
滁州学院课程设计报告课程名称:操作系统设计题目:银行家算法的设计与实现系别:计算机与信息工程学院专业:计算机科学与技术组别:第二组起止日期: 2012年5月14日~ 2012年6月19日指导教师:马丽生课程设计题目银行家算法的设计和实现组长张震学号2010211148 班级10计科2班系别计算机专业计算机科学与技术组员李梦 2010211102马岩 2010211109蒋路路 2010211095严路路 2010211132指导教师马丽生课程设计目的熟练掌握银行家算法课程设计所需环境Vc++,windows xp课程设计任务要求编写带有界面的银行家算法程序课程设计工作进度计划序号起止日期工作内容分工情况1 2012/5/14~2012/5/21 查询相关资料,了解银行家算法的主要目的及编写方式张震负责对银行家算法的整体思想过程以及了解函数总体编写李梦、严路路负责查找银行家算法的输出算法的实现编写过程马岩、蒋路路负责对安全性检测的方式的实现查找2 2011/5/22~2011/6/5 进行代码设计各个组员对各自部分的代码编写3 2011/6/6~2011/6/13 调试程序共同解决程序中的相应错误4 2011/6/13~2011/6/19 文档编写及最终修订编写word文档,仔细检查发现各类问题指导教师签字:年月日教研室审核意见:教研室主任签字:年月日目录1. 引言 (4)2. 设计要求 (4)2.1.问题描述 (4)2.2.基本要求 (4)3.设计分析 (5)3.1.安全性算法的算法思想 (5)3.1.1.设置向量 (5)3.1.2.安全性检测流程图 (6)3.2.银行家算法的算法思想 (7)3.2.1.银行家算法的思路 (7)3.2.2. 银行家算法 (7)3.2.3. 银行家算法流程图 (8)4.详细设计 (10)4.1.银行家算法中用到的主要数据结构设计 (10)4.2.算法整体设计与调用 (10)4.3.模块设计 (11)4.3.1.安全性算法 (11)4.3.2.输出算法 (13)4.3.3.整体函数设计 (14)5.调试与操作说明 (19)5.1运行程序 (19)6.课程设计的总结与体会 (21)6.1.总结 (21)6.2.体会 (21)1.引言银行家算法是一个用来预防系统进入死锁状态的算法,用它可以判断系统的安全性,如果系统当前处于安全状态,则可以为申请资源的进程分配资源,如果不是安全状态,则不能为申请资源的进程分配资源。
操作系统 银行家算法 课设报告
第一章设计内容1.1 设计目的通过银行家算法设计与实现,可以加深学生对死锁的理解,掌握死锁的预防、避免、检测和解除的基本原理,重点掌握死锁的避免方法—银行家算法。
使学生初步具有研究、设计、编制和调试操作系统模块的能力。
1.2 设计要求1.问题描述系统在进行资源分配的过程中,允许进程动态的申请资源,为了避免发生死锁,在分配资源前要进行安全性检查,若此次分配不会导致系统进入不安全状态,便将资源分配给进程,否则,进程等待。
2.基本要求设计一个进程动态请求资源的模拟系统,实现随机产生进程请求资源的数量;资源安全性检查算法;资源的分配算法;以及输出显示每次请求的结果和系统资源的状态。
1.3 程序设计思想首先输入进程的数目和系统中的资源数目,根据输入的进程数目创建相应数目的数据结构作为进程的PCB,然后初始化每个进程对每种资源的最大需求量、每种资源的已分配量、系统每种资源的可利用量,进行初始化安全性检查;如果是不安全状态,重新初始化系统;否则,从等待队列中提取一个等待进程,让该进程动态申请所需的各种资源,使用银行家算法进行检测,如果是安全状态,则输出系统的一个安全序列和系统当前资源的使用情况,如果是不安全状态则继续从等待队列中提取进程进行随机申请资源;一直循环到把等待队列清空为止,系统中申请资源的进程全部进入等待队列等候处理。
第二章数据结构、算法和程序流程图2.1 数据结构数据结构说明:本程序中所运用的数据结构主要为进程的说明信息,即进程控制块PCB,如下:struct PCB //进程控制块PCB的数据结构{int pid; //进程编号int Max[MaxResource]; //进程对资源的最大需求矩阵int Allocation[MaxResource]; //进程已分配的资源矩阵int Need[MaxResource]; //进程对资源的需求矩阵int Request[MaxResource]; //进程本次对资源的申请矩阵};2.2 银行家算法银行家算法的基本思想是在分配资源之前,判断系统是否是安全的;若安全,才分配。
银行家算法课程设计实验报告
银行家算法课程设计实验报告摘要:本文主要介绍了一种新的实验方法——银行家算法课程设计实验,针对算法教学的实验设计,特别是在银行家算法这一领域,运用Visual C++ 语言,给出了一种实验实现及其相应的实验报告。
实验的通过对 Visual C++ 的开发环境及语法的掌握,实验证明了银行家算法的可行性和实际应用的安全性。
关键词:银行家算法;Visual C++;实验设计;实验报告1. 绪论随着网络技术的不断发展和深化,如今网络系统的仿真实验,尤其是银行家算法的仿真实验的需求量日益增大,该实验将把网络系统设计中的概念、原理以及运用的方法用于系统的实际应用,更直观地表达出网络实验中的概念。
本实验希望通过对 Visual C++语言的开发环境及语法的掌握,实现银行家算法在计算机系统中的运用,实现这种算法的可行性和实际应用的安全性,从而使网络系统仿真实验更加简单有效的实现。
2. 实验目的(1)熟悉 Visual C++ 语言的开发环境及语法;(2)了解银行家算法基本原理及其实现;(3)验证银行家算法的可行性及实际应用的安全性;(4)为网络系统仿真实验提供一种新的实验方法。
3. 实验内容(1)Visual C++编程环境的熟悉;(2)实现银行家算法的仿真实验;(3)验证银行家算法的可行性和实际应用的安全性;(4)实验报告的编写。
4. 实验环境实验环境主要包括实验平台、操作系统、语言编程工具和文本编辑器。
实验平台:实验所使用的计算机硬件平台为:Intel 酷睿i5-8400 处理器、 DDR4 8G 内存及 GTX 1050TI 4G 显卡;操作系统:实验所使用的操作系统为 Windows 10 家庭版;语言编程工具:实验所使用的语言编程工具为 Visual Studio 2017;文本编辑器:实验所使用的文本编辑器为 Notepad。
5. 实验过程实验过程主要包括 Visual C++ 编程环境的熟悉、银行家算法的仿真实现及实验报告的编写。
银行家算法实验设计报告
实验三银行家算法班级:xxxxxxxxxxxxxx姓名:xxxx 学号:xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx上级日期:2018年10月成绩:___________________________一、实验目的:银行家算法是避免死锁的一种重要方法,通过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,并体会和了解死锁以及避免死锁的具体实施方法。
二、实验内容1、程序流程图系统主要运行过程流程图银行家算法流程图安全性算法流程图2、程序源码1.//#define M 52.//#define N 33.#include <stdio.h> //本实验中使用到的库函数4.#include <stdlib.h>5.#include <string.h>6.7.int max[5][1]; //开始定义银行家算法中需要用到的数据8.int allocation[5][1];9.int need[5][1];10.int available[1];11.int request[5][1];12.char *finish[5];13.int safe[5];14.int n,i,m;15.int k=0;16.int j=0;17.int work[1];18.int works[5][1];19.20.void line() //美化程序,使程序运行时更加明朗美观21.{22. printf("------------------------------------------------\n");23.}24.25.void start() //表示银行家算法开始26.{27. line();28. printf(" 银行家算法开始\n");29. printf(" -- 死锁避免方法 \n");30. line();31.}32.33.void end() //表示银行家算法结束34.{35. line();36. printf(" 银行家算法结束,谢谢使用\n");37. line();38.}39.40.void input() //输入银行家算法起始各项数据41.{42.for (n=0;n<5;n++)43. {44. printf("请输入进程P%d的相关信息:\n",n);45. printf("Max:");46.for (m=0;m<1;m++)47. scanf("%d",&max[n][m]);48. printf("Allocation:");49.for (m=0;m<1;m++)50. scanf("%d",&allocation[n][m]);51.for (m=0;m<1;m++)52. need[n][m]=max[n][m]-allocation[n][m];53. }54. printf("请输入系统可利用资源数Available:");55.for (m=0;m<1;m++)56. scanf("%d",&available[m]);57.}58.59.void output() //输出系统现有资源情况60.{61. line();62. printf("资源情况 Max Allocation Need Available\n");63. printf("进程 A A A A \n");64. line();65.for(n=0;n<5;n++)66. {67. printf("P%d%3d%3d%3d",n,max[n][0],allocation[n][0],need[n][0]);68.if (n==0)69. printf("%3d%3d\n",available[0]);70.else71. printf("\n");72. }73. line();74.}75.76.void change() //当Request[i,j]<=Available[j]时,系统把资源分配给进程P[i],Available[j]和Need[i,j]发生改变77.{78.for (m=0;m<1;m++)79. {80. available[m]-=request[i][m];81. allocation[i][m]+=request[i][m];82. need[i][m]-=request[i][m];83. }84.}85.86.void outputsafe() //输出安全序列的资源分配表87.{88. printf("该安全序列的资源分配图如下:\n");89. line();90. printf("资源情况 Work Need Allocation Work+Allocation Finish\n");91. printf("进程 A A A A \n");92. line();93.for(n=0;n<5;n++)94. printf("P%d%9d%3d%3d%5d%12s\n",safe[n],works[safe[n]][0],need[safe[n]][0],allocation[safe[n]][0],works[safe[n]][0]+allocation[safe[n]][0],finish [n]);95. line();96.}97.98.int check() //安全性算法99.{100. printf("开始执行安全性算法……\n");101.for (m=0;m<1;m++) //数组work和finish初始化102. work[m]=available[m];103.for (n=0;n<5;n++)104. {105. finish[n]="false";106. safe[n]=0;107. }108. k=0;109.for (m=0;m<5;m++)110.for (n=0;n<5;n++)111.if(strcmp(finish[n],"false")==0 && need[n][0]<=work[0] ) //查找可以分配资源但尚未分配到资源的进程112. {113. safe[k]=n; //以数组safe[k]记下各个进程得到分配的资源的顺序114. works[safe[k]][0]=work[0];115.116.117. work[0]+=allocation[n][0]; //进程执行后释放出分配给它的资源118.119.120. finish[n]="ture"; //finish[n]变为1以示该进程完成本次分121. k++;122. }123.for (m=0;m<5;m++) //判断是否所有进程分配资源完成124. {125.if (strcmp(finish[m],"false")==0)126. {127. printf("找不到安全序列,系统处于不安全状态。
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。
银行家算法设计报告
基于银行家算法的研究摘要1.研究的目的和意义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。
死锁的产生,必须同时满足四个条件,即一个资源每次只能由一个进程占用:第二个为等待条件,即一个进程请求资源不能满足时,它必须等待,但它仍继续保持已得到的所有其他资源:第四个为循环等待条件,系统中存在若干个循环等待的进程,即其中每一个进程分别等待它前一个进程所持有的资源。
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。
通过这个算法可用解决生活中的实际问题,如银行贷款等.2.研究的内容及方法银行家算法是最有代表性的避免死锁的算法,由于该算法能用于银行系统现金贷款的发放而得名。
其实现思想是:允许进程动态地申请资源,系统在每次实施资源分配之前,先计算资源分配的安全性,若此次资源分配安全(即资源分配后,系统能按某种顺序来为每个进程分配其所需的资源,直至最大需求,使每个进程都可以顺利地完成),便将资源分配给进程,否则不分配资源,让进程等待。
关键词:银行家算法安全死锁目录摘要 (i)1绪论 (1)1.1前言 (1)1.2本文主要研究内容 (1)2需求分析 (2)2.1死锁的概念 (2)2.2关于死锁的一些概念 (2)2.3资源分类 (2)2.4产生死锁的必要条件 (2)2.5死锁预防 (3)2.6银行家算法 (3)3概要设计 (4)3.1设计思路 (4)3.2 数据结构 (4)3.3主要函数说明 (5)4详细设计 (6)4.1算法描述 (6)4.1.1银行家算法 (6)4.1.2 安全性检查算法 (7)4.2函数的实现过程 (7)4.3程序流程图 (9)5测试结果 (10)6结果分析 (12)7总结 (13)源程序清单 (14)1绪论1.1前言银行家算法是避免死锁的一种重要方法。
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-操作系统课程设计报告
操作系统原理课程设计题目:银行家算法院系:计算机科学技术学院班级学号: ***************** 姓名: ****** 同组成员: ************ 指导教师: *******2014年**月**日操作系统原理课程设计任务书一、题目:银行家算法二、设计要求(1)*****负责设计与实现,定义全局变量,签名函数和主函数以及显示分配情况函数showdata();*****负责设计与实现系统初始化函数chushihua();安全性算法函数safe();*****负责设计与实现银行家算法函数bank()。
(2)查阅相关资料,自学具体课题中涉及到的新知识。
(3)采用结构化、模块化程序设计方法,功能要完善,具有一定的创新。
(4)所设计的程序应有输入、输出。
(5)按要求写出课程设计报告,于设计结束后1周内提交。
其主要内容包括:封皮、课程设计任务书,指导教师评语与成绩、目录、概述、软件总体设计、详细设计、软件的调试、总结、致谢、附录(带中文注释的程序清单)、参考文献。
总体设计应配合软件总体模块结构图来说明软件应具有的功能;详细设计应用传统或N-S流程图和屏幕抓图说明;调试的叙述应配合出错场景的抓图来说明出现了哪些错误,如何解决的。
三、课程设计工作量一般每人的程序量在200行有效程序行左右。
四、课程设计工作计划2013年12月30日,指导教师讲解布置题目,学生根据题目准备资料;2013年12月30日,进行总体方案设计;2013年12月31日~2014年1月3日,完成程序模块并通过独立编译;2014年1月4日~1月6日,将各模块集成为一完整的系统,并录入足够数据进行调试运行;2014年1月7日~1月12日,验收、撰写课程设计报告。
指导教师签章:专业主任签章:操作系统原理课程设计指导教师评语与成绩指导教师评语:课程设计表现成绩:课程设计验收成绩:课程设计报告成绩:课程设计总成绩:指导教师签章2014年1 月13 日。
银行家算法课程设计报告
《计算机操作系统》课程设计报告书选题:银行家算法模拟姓名:包玉霞学号: 1班级:软件1001指导老师:徐向英2012年6月目录一. 课程设计目的二. 课题内容三. 设计思路四. 源代码五. 运行与测试六. 心得体会1.设计目的计算机系统中有很多资源,在多道程序设计环境中,若干程序往往要共享这些资源,而一个进程所需的资源不止一个,这样,系统就会容易发生死锁现象。
然而系统产生死锁不仅浪费大量的系统资源,甚至导致整个系统的崩溃,带来灾难性的后果。
而银行家算法是最具有代表性的避免死锁的一种重要方法,如果在并发执行的进程中能够寻找一个安全序列,则系统按照此序列分配资源,系统就不会产生死锁现象。
2.课题内容1.复习银行家算法,设计一个具有若干(不少于3种)资源和若干(不少于5个)进程的系统。
2.定义系统的初始状态,即进程获得的资源数,还需要的资源数以及系统可用的资源数。
3.以用户输入的方式提出资源请求,并用银行家算法避免可能发生的死锁,若系统安全,允许用户继续申请资源。
4.设计的系统要求结构清晰,与用户的交互界面友好,能动态地实现资源的申请和分配。
3.设计思路银行家算法可分为几个主要的功能模块,其描述如下:1.初始化由用户输入数据,分别对运行的进程数、总的资源种类数、总资源数、各进程所需要的最大资源数量(Max),已分配的资源数量赋值。
初始化算法流程图:2.安全性检查算法(1)设置两个工作向量Work=AVAILABLE;FINISH=false;(2)从进程集合中找到一个满足下述条件的进程,FINISH==false;NEED<=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+=ALLOCATION;Finish=true;(4).如所有的进程Finish= true,则表示安全;否则系统不安全。
安全性算法流程图:3.银行家算法在避免死锁的方法中,所施加的限制条件较弱,有可能获得令人满意的系统性能。
银行家算法的实现课程设计报告
《操作系统》课程设计报告设计题目:银行家算法的实现姓名:梅济民学号: 2012015014 同组人姓名:赵宇昊学号: 2012012962班级: 2012级信息与计算科学完成日期: 2015年 11 月 12 日银行家算法分析、设计与实现一、理论描述银行家算法要求每个进程的最大资源需求,其基本思想是:始终保持系统处于安全状态,当设计进程提出资源请求时,系统先进行预分配,再判断系统分配后是否仍然处于安全状态。
如果仍然处于安全状态,就进行实际分配;如果处于不安全状态,则拒绝该进程的资源请求。
二、算法描述及数据结构模型#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10三、源代码void showdata()//显示资源矩阵{int i,j;printf("系统目前可用的资源[Avaliable]:\n");for(i=0;i<N;i++)printf("%c ",name[i]);printf("\n");for (j=0;j<N;j++)printf("%d ",Avaliable[j]);//输出分配资源printf("\n");printf(" Max Allocation Need \n"); printf("进程名");for(j=0;j<3;j++){for(i=0;i<N;i++)printf("%c ",name[i]);printf(" ");}printf("\n");for(i=0;i<M;i++){printf(" %d ",i);for(j=0;j<N;j++)printf("%d ",Max[i][j]);printf(" ");for(j=0;j<N;j++)printf("%d ",Allocation[i][j]);printf(" ");for(j=0;j<N;j++)printf("%d ",Need[i][j]);printf("\n");}}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){printf("系统不安全\n");//不成功系统不安全return -1;}}printf("系统是安全的!\n");//如果安全,输出成功printf("分配的序列:");for(i=0;i<M;i++){//输出运行进程数组printf("%d",temp[i]);if(i<M-1) printf("->");}printf("\n");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';printf("请输入要求分配的资源进程号(0-%d):",M-1);scanf("%d",&i);//输入须申请的资源号printf("请输入进程%d 申请的资源:\n",i);for(j=0;j<N;j++){printf("%c:",name[j]);scanf("%d",&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{printf("进程%d申请的资源大于它需要的资源, 分配不合理,不予分配!\n",i);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{printf("进程%d申请的资源大于系统现在可利用的资源\n",i);printf(" 分配出错,不予分配!\n");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}}int main()//主函数{int i,j,q,choice,m,n,flag;char ming;printf("请首先输入系统可供资源种类的数量:");scanf("%d",&n);N=n;for(i=0;i<n;i++){printf("资源%d的名称:",i+1);scanf("%s",&ming);name[i]=ming;printf("资源%d的数量:",i+1);scanf("%d",&q);Avaliable[i]=q;}// printf("\n");printf("请输入作业的数量:");scanf("%d",&m);M=m;printf("请输入各进程的最大需求量%d*%d矩阵[Max]:\n",m,n);for(i=0;i<m;i++){for(j=0;j<n;j++)scanf("%d",&Max[i][j]);//printf("\n");}do{flag=0;printf("请输入各进程已经申请的资源量(%d*%d矩阵)[Allocation]:\n",m,n);for(i=0;i<m;i++)for(j=0;j<n;j++){scanf("%d",&Allocation[i][j]);if(Allocation[i][j]>Max[i][j]) flag=1;Need[i][j]=Max[i][j]-Allocation[i][j];}if(flag)printf("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){printf("\n");printf(" 0:离开\n");printf(" 1:分配资源\n");printf("请选择功能号:");scanf("%d",&choice);switch(choice){case 1: share();break;case 0: break;default: printf("请正确选择功能号(0-1)!\n");break;}}return 1;四、程序运行结果及分析时刻的资源分配表(各种资源的数量分别为:10、5、7) T运行结果五、课程设计心得与体会通过这次实验,我了解了银行家算法的原理,在编写和调试程序过程中,我的算法和编程能力提高了很多六.参考文献:《计算机操作系统》第四版,《C程序设计教程》谭浩强。
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。
银行家算法课程设计报告
课程设计题 目:银行家算法的设计与实现学生姓名:张海扬学 院:信息工程学院系 别:软件工程系专 业:软件工程班 级:软件10—1班指导教师:马志强 副教授刑红梅 讲师20013年1月9日学校代码: 10128学 号: 20102020205062内蒙古工业大学课程设计任务书(二)学院(系):信息学院软件工程系课程名称:操作系统课程设计指导教师(签名):专业班级:软件 10-1 学生姓名:张海扬学号: 201020205062一、课程设计题目银行家算法的设计与实现二、课程设计的目的通过银行家算法设计与实现,可以加深学生对死锁的理解,掌握死锁的预防、避免、检测和解除的基本原理,重点掌握死锁的避免方法—银行家算法。
使学生初步具有研究、设计、编制和调试操作系统模块的能力。
三、课程设计的主要内容和要求(包括原始数据、技术参数、设计要求、工作量要求等)技术参数:Windows XP系统,VC++6.0开发工具。
设计要求:1.设计银行家算法的核心数据结构、安全性检查算法;2.画出银行家算法流程图;3.编程实现算法功能;4.编写课程设计说明书。
工作量要求:完成以上设计要求中的所有算法功能。
四、工作进度安排周一:布置、讲解题目,收集资料;周二:系统分析,算法设计;周三:编制、调试程序;周四:测试系统,形成设计结论,编写课设报告;周五:系统及材料验收,课设答辩。
五、主要参考文献[1] 张尧学编.计算机操作系统教程(第三版)习题解答与实验指导.北京:清华大学出版社,2006[2] 汤子瀛主编.计算机操作系统(第三版).西安:西安电子科技大学出版社,2001[3] 张坤等编.操作系统实验教程.北京:清华大学出版社,2008审核批准意见系(教研室)主任(签字)摘要Dijkstra的银行家算法是最有代表性的避免死锁的算法,该算法由于能用于银行系统现金贷款的发放而得名。
银行家算法是在确保当前系统安全的前提下推进的。
对进程请求先进行安全性检查,来决定资源分配与否,从而确保系统的安全,有效的避免了死锁的发生。
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。
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。
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数学与计算机学院课程设计说明书课程名称: 操作系统原理-课程设计课程代码: 8404061题目: 银行家算法年级/专业/班: 2009级软件工程2班学生姓名: 闵地林学号: 312009*********开始时间:2011 年12 月05日完成时间:2011 年12 月 25 日课程设计成绩:指导教师签名:年月日目录1 引言 (1)1.1问题的提出 (1)1.2任务与分析 (1)2 需求分析 (1)2.1数据的初始化 (1)2.2银行家算法 (1)2.3系统安全性的检测 (1)2.4显示功能 (1)2.5恢复功能 (1)2.6菜单功能 (2)3 程序运行平台 (2)4 总体设计 (2)5 详细设计 (2)5.1数据的录入 (2)5.2显示模块 (4)5.3系统安全状态检测 (5)5.4系统试为进程分配资源 (7)5.5恢复函数 (8)5.6菜单选项 (8)6 系统测试 (9)7 结论 (13)参考文献 (15)摘要随着计算机的普及计算机的日新月异,计算机可以说在飞速的发展着,计算机领域的相关技术也越来越高,许多的技术得到了较好的改进,使计算机越来越满足人们的要求和生活习惯,这也是计算机得到飞速发展的原因之一,。
随着计算机的发展,人们对计算机的需求也越来越高,为了防止用户操作过于平凡,导致计算机同一时刻进程过多而产生死锁,所以本次任务主要是编写银行家算法避免计算机产生死锁。
经过分析,本次主要是银行家算法通用程序的编写,以及测试所跟进程状态的安全性,经查阅相关资料,了解了银行家算法的大体思路,经过设计流程图,用java语言,利用neatbean 6.9实现了银行家算法的通用程序,该程序具有输入进程资源以及计算机可利用资源的数量,即初始化。
输出资源进程资源信息,检测系统安全性,进程请求资源,系统试为进程分配资源,不成功恢复资源等功能。
因此银行家算法的各种功能基本已经实现。
关键词:银行家算法通用程序;计算机;避免死锁的算法1 引言1.1 问题的提出在多道程序程序系统中,虽可借助于多个进程的并发执行来改善系统资源利用率,提高系统的额吞吐量,但是可能会发生一种危险—死锁。
所谓死锁,是指多个进程在运行过程中因争夺资源而造成的一种僵局,当进程处于这种僵持状态时,若无外力作用,他们将无法再向前推进。
为了避免这种情况的发生,本次利用课程设计之际,编写了一个银行家算法通用程序,避免死锁在发生。
1.2任务与分析本课题主要的目的是编写银行家算法通用程序,功能主要包括银行家算法中数据结构的初始化,银行家算法的实现,安全性检测的算法实现等等。
以及对给定的状态进行测试安全性等。
2 需求分析2.1数据的初始化对银行家算法中的数据结构进行初始化,包括资源种类和进程数目的输入,可利用资源的初始化,进程的最大需求矩阵,分配矩阵。
2.2银行家算法对一个进程请求的资源进行判断,看是否可以为其立即进行资源的分配。
若可以,试着分配,并且进行安全性的检测,若不安全,恢复原来的资源分配情况。
2.3 系统安全性的检测能够对某时刻的资源分配情况进行检测,判断系统是否安全。
2.4显示功能显示某时刻资源的分配状态2.5恢复功能对进程请求资源,已获得分配的,经检测不安全的状态进行恢复为请求前的状态2.6菜单功能列出用户能操作的选项3 程序运行平台Neatbean IDE 6.9具体操作如下:文件->打开项目->运行->运行文件。
4 总体设计5 详细设计5.1数据的录入选择数据录入菜单后,系统将提示用户输入相关的数据。
包括输入资源种类,进程数目,以及可利用资源数目。
进程最大需求矩阵,已分配矩阵。
流程图如图6.1:关键代码:/*----------------------------初始化函数------------------------------*/ public void input(){System.out.println("请输入资源的种类n和进程数m:");n=sc.nextInt() ;m=sc.nextInt();Available=new int[1][n];Request=new int[1][n];Allocation=new int[m][n];Need=new int[m][m];Max=new int[m][n];System.out.println("请输入各类资源的数目:");for(int i=0;i<n;i++)Available[0][i]=sc.nextInt();System.out.println("请输入各进程请求的各类资源的最大数目:"); for(int h=0;h<m;h++){for(int j=0;j<n;j++){Max[h][j]=sc.nextInt();}// System.out.println();}System.out.println("请输入各进程请求的各类资源已经分配数目:"); for(int h=0;h<m;h++){for(int j=0;j<n;j++){Allocation[h][j]=sc.nextInt();}// System.out.println();}for(int k=0;k<m;k++)for(int e=0;e<n;e++){Need[k][e]=Max[k][e]-Allocation[k][e];}}/*-------------------------初始化函数结束------------------------------*/ 5.2 显示模块将进程的资源分配情况显示出来流程图:关键代码:/*-------------显示函数----------------------------------*/public void display(){int i,j;System.out.println("正在更新数据...");System.out.println("|-----|-----|-------|--------|---------|-------|");System.out.println("|-----| 资源| Max | Allocation | Need | Available |");System.out.println("|进程 |");System.out.println("|-----|----------|-----------|--------|--------|");for(i=0;i<m;i++){System.out.print("|p"+i+" |");for(j=0;j<n;j++)System.out.print(Max[i][j]+" ");System.out.print("|");for(j=0;j<n;j++)System.out.print(" "+Allocation[i][j]);System.out.print("|");for(j=0;j<n;j++)System.out.print(" "+Need[i][j]);System.out.print("|");if(i==0){for(j=0;j<n;j++)System.out.print(" "+Available[0][j]);System.out.println("|");}if(i>0)System.out.println();}System.out.println("|-----|----------|---------|---------|----------|");}/*-------------------------显示函数结束--------------------------------*/5.3 系统安全状态检测能对跟定的系统状态进行安全检测,成功输出系统安全状态图,否则输出系统状态不安全流程图:关键代码:/*------------------------检测状态安全涵数函数-------------------*/void checksafe1(int s){int temp[]=new int[m],i,l=0,k=0,count=0;boolean Finish[]=new boolean[m];work=new int[1][n];work1=new int[m][n];work2=new int [m][n];int a=jcys(m);for(int v=0;v<m;v++)Finish[v]=false;System.arraycopy(Available[0], 0, work[0], 0, n);i=s;//s传递进来赋给i,s是用户输入的进程号(有主函数里的in传递进来)while(i<m&&k!=m&&count!=a) {for(int j=0;j<n;j++)if (Finish[i]==false&&Need[i][j]<=work[0][j])l++;if(l==n){System.arraycopy(work[0], 0, work1[k], 0, n);for(int j=0;j<n;j++){work[0][j]=work[0][j]+Allocation[i][j];}System.arraycopy(work[0], 0, work2[k], 0, n);Finish[i]=true;temp[k]=i;k++;}l=0;count++;i=(i+1)%m;//从用户选择的进程开始对每个进程都要检测}if(k!=m){System.out.println("系统资源状态不安全!!! ");}else {System.out.println("已通过安全性测试!");System.out.println("系统状态安全");System.out.println("打印输出...");System.out.println("|-----|-----|------|-------|------|------|------|");System.out.println("|-----| 资源| Work | Need | Allocation | Work+Allocation | Funish");System.out.println("|进程 |");System.out.println("|-----|----------|---------|----------|---------|"); for(i=0;i<m;i++){System.out.print("|p"+temp[i]+" |");for(int j=0;j<n;j++)System.out.print(work1[i][j]+" ");System.out.print("|");for(int j=0;j<n;j++)System.out.print(" "+Need[temp[i]][j]);System.out.print("|");for(int j=0;j<n;j++)System.out.print(" "+Allocation[temp[i]][j]);System.out.print("|");for(int j=0;j<n;j++)System.out.print(" "+work2[i][j]);System.out.print("|");System.out.println(" "+Finish[i]+" |");}System.out.println("|-----|--------|------|--------|-------|--------|");}}/*---------------------检测状态安全涵数结束------------------------------*/ 5.4 系统试为进程分配资源首先由用户输入要需要请求求资源的进程号,然后根据提示输入请求资源的数量,当输入满足要求后,系统试为该进程分配资源流程图:关键代码:/*-----------------------试分配函数----------------------------------*/ void tryfenpei(int i){for(int f=0;f<n;f++){Available[0][f] = Available[0][f] - Request[0][f];Allocation[i][f] = Allocation[i][f] + Request[0][f];Need[i][f] = Need[i][f]-Request[0][f];}}/*----------------------试分配函数结束----------------------------------*/5.5 恢复函数当系统试着为进程分配资源后,进检测分配后的状态为不安全,既要恢复分配以前的状态。