操作系统实验四 银行家算法操作系统实验四 银行家算法.doc

银行家算法 xxx 711103xx 2012年5月21日 一、实验目的 通过实验，加深对多实例资源分配系统中死锁避免方法——银行家算法的理解，掌握Windows环境下银行家算法的实现方法，同时巩固利用Windows API进行共享数据互斥访问和多线程编程的方法。 二、实验内容 1. 在Windows操作系统上，利用Win32 API编写多线程应用程序实现银行家算法。 2. 创建n个线程来申请或释放资源，只有保证系统安全，才会批准资源申请。 3. 通过Win32 API提供的信号量机制，实现共享数据的并发访问。 三、实验步骤（设计思路和流程图） 最主要的用以实现系统功能的应该有两个部分，一是用银行家算法来判断，二是用安全性算法来检测系统的安全性。 1、银行家算法 设Requesti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，系统按下述步骤进行检查： (1) 如果Requesti［j］≤Need［i,j］，便转向步骤2；否则认为出错，因为它所需要的资源数已超过它所宣布的最大值。 (2) 如果Requesti［j］≤Available［j］，便转向步骤(3)；否则， 表示尚无足够资源，Pi须等待。 (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。 2、 安全性算法 (1) 设置两个向量：① Work∶=Available; ② Finish (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。 四、主要数据结构及其说明 (1) 可利用资源向量Available。如果Available［j］=K，则表示系统中现有Rj类资源K个。 (2) 最大需求矩阵Max。如果Max［i,j］=K，则表示进程i需要Rj类资源的最大数目为K。 (3) 分配矩阵Allocation。如果Allocation［i,j］=K，则表示进程i当前已分得Rj类资源的数目为K。 (4) 需求矩阵Need。如果Need［i,j］=K，则表示进程i还需要Rj类资源K个，方能完成其任务。Need［i,j］=Max［i,j］-Allocation［i,j］ 五、程序运行时的初值和运行结果 int Available[rCount] = {10,5,7}; const int Max[pCount][rCount] = { { 7,5,3 }, { 3,2,2 }, { 9,0,2 }, { 2,2,2 }, { 4,3,3 } }； 第一次申请： 资源不够情况：Request＜=Available 出错的情况：Requesti＜=Need 六、实验体会 通过本次银行家算法实验，加深了我对银行家算法的了解，掌握了如何利用银行家算法避免死锁。这次实践，我巩固了自己的理论知识。 银行家算法是为了使系统保持安全状态。如果把操作系统看作是银行家，操作系统管理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。 操作系统的一些原理在生活中都可以找到相应的例子。结合生活中的例子，可以化抽象为具体，我们会更加清楚地了解到其原理与操作过程。 七、源程序并附上注释 thread.cpp #include windows.h #include cstdlib #include iostream #include cmath #include ctime #include assert.h using namesp