银行家算法课程设计讲述.doc

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 /