操作系统课程设计心得银行家算法【模版】
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《操作系统--课程设计报告》
银行家算法
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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 (4)
五、实验结果 (11)
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。
(3)分配矩阵Allocation。这是一个n*m的矩阵,它定义了系统中当前已分配给每一个进程的各类资源。如果Allocation[i,j]=k, 表示进程Pi当前已分到 Rj类资源有k个。
(4)需求矩阵Need。这是一个n*m的矩阵,它定义了系统中每一个进程还需要的各类资源的数目。如果Need [i,j]=k,表示进程Pi需要Rj类资源有k个,才能完成任务。
int Max[5][3]={{7,5,3},{3,2,2},{9,0,2},{2,2,2},{4,3,3}};//每个进程对每类资源的最大需求
int Allocation[5][3]={{0,1,0},{2,0,0},{3,0,2},{2,1,1},{0,0,2}};//系统已分配资源
int Avaliable[3]={3,3,2}; //系统可利用资源
int Need[5][3]={{7,4,3},{1,2,2},{6,0,0},{0,1,1},{4,3,1}};//还需要资源
int Request[3];
2、实现过程
主函数
void main()//主函数
{ int choice;
showdata();
safeAlgorithm();
do
{ printf("\n输入接下来你要进行的操作 1:分配资源 2:显示资源否则按任意键退出");
scanf("%d",&choice);
switch(choice)
{ case 1: bankerAlgorithm(); break;
case 2: showdata(); break;
default: break;
}
}while((choice==1)||(choice==2));
}
其中用到的函数操作有三个
showdata();//显示资源矩阵
safeAlgorithm();//安全性检测算法
bankerAlgorithm();//利用银行家算法对申请资源对进行判定
3、安全性检查
程序中安全性算法的描述如下:
(1)设置如下两个工作向量:
Work:表示系统可提供给进程继续运行的各类资源的空闲资源数目,它含有m 个元素,执行安全性算法开始时,Work=Available。
Finish: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,Finish[i]=false;当有足够的资源分配给进程Pi时,令Finish[i]=true。
(2)从进程集合中找到一个能满足下列条件的进程:
Finish[i]==false;
Need i<= Work;,
如果找到了就执行步骤(3),否则执行步骤(4)。
(3)当进程Pi获得资源后,可执行直到完成,并释放出分配给它的资源,故应执行
Work = Work + Allocation;
Finish[i]=false;
然后转向第(2)步骤。
(4)若所有进程中的Finish[i]都是true,则表示系统处于安全状态;否
则,系统处于不安全状态。
此过程由一个安全性检测函数实现:safeAlgorithm();//安全性检测算法
4、对进程申请资源的处理
当某一进程提出资源申请时,系统须做出判断,能否将所申请资源分配给该进程。设request为进程i的请求向量,如果request[j]=K,表示进程i 需要K个j资源。当系统发出请求后,系统按下述步骤开始检查:(1)如果request[j]<=need[i][j],转向步骤2;否则报告出错,申请的资源大于它需要的最大值。
(2)如果request[j]<=available[j],转向步骤3;否则报告出错,尚无足够的资源。
(3)系统试探着把资源分配给p[i],并修改下列数据结构中的值:
available[j]=available[j]-request[j]
allocation[i][j]=allocation[i][j]+request[j]
need[i][j]=need[i][j]-request[j]
(4)系统进行安全性算法,检查此次分配后,系统是否还处于安全状态,若安全,把资源分配给进程i;否则,恢复原来的资源分配状态,让进程i等待。整个过程由银行家算法实现:bankerAlgorithm()//利用银行家算法对申请资源对进行判定
四、算法描述
#include
#include
#define M 5 //定义进程数
#define N 3 //定义资源数 s
#define False 0
#define True 1
int Max[5][3]={{7,5,3},{3,2,2},{9,0,2},{2,2,2},{4,3,3}}; //每个进程对每类资源的最大需求
int Allocation[5][3]={{0,1,0},{2,0,0},{3,0,2},{2,1,1},{0,0,2}};//