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银行家算法课程设计讲述
实验四 银行家算法模拟
【开发语言及实现平台或实验环境】
C++/C#
Microsoft Visual Studio 6.0/ Microsoft Visual Studio .NET 2003
【实验目的】
(1)进一步理解利用银行家算法避免死锁的问题;
(2)在了解和掌握银行家算法。
(3)理解和掌握安全序列、安全性算法
【实验内容】
(1)编写安全性算法;
(2)编写银行家算法,并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,再检测和笔算的一致性。
【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Requesti≤Needi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Requesti≤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]-Requesti[j];
Allocation[i,j]∶=Allocation[i,j]+Requesti[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)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。
(3)参考图1-2所示流程图编写银行家算法。
(4)编写主函数来循环调用银行家算法。
【实验思考】
(1)在编程中遇到了哪些问题?你是如何解决的?
(2)在安全性算法中,为什么不用变量Available,而又定义一个临时变量work?
【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
/
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