操作系统课程设计.docx

实用标准文案 操作系统课程设计 （银行家算法的模拟实现） 一、设计目的 1、进一步了解进程的并发执行。 2、加强对进程死锁的理解。 3、用银行家算法完成死锁检测。二、设计内容 给出进程需求矩阵C、资源向量R 以及一个进程的申请序列。使用进程启动拒绝和资源分配拒绝（银行家算法）模拟该进程组的执行情况。 三、设计要求 1、初始状态没有进程启动。 2、计算每次进程申请是否分配，如：计算出预分配后的状态情况 （安全状态、不安全状态），如果是安全状态，输出安全序列。 3、每次进程申请被允许后，输出资源分配矩阵 A 和可用资源向量 V。 4、每次申请情况应可单步查看，如：输入一个空格，继续下个申请。 四、算法原理 1、银行家算法中的数据结构 精彩文档 实用标准文案 (1)、可利用资源向量Available，这是一个含有m 个元素的数组，其中的每个元素代表一类可利用资源的数目， 其初始值是系统中所配置的该类全部资源的数目，其数值随该类资源的分配和回收而动态改变。如果 Available[j]=K，则表示系统中现有 Rj 类资源 K 个。 、最大需求矩阵 Max，这是一个n*m 的矩阵，它定义了系 统中n 个进程中的每一个进程对m 类资源的最大需求。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。 、分配矩阵 Allocation。这也是一个n*m 的矩阵，它定义了系统中每一类资源当前已分配给每一进程的资源数。如果Allocation[i,j]=K，则表示进程 i 当前已经分得Rj 类资源的数目为K。 、需求矩阵 Need。这也是一个 n*m 的矩阵，用以表示每个进程尚需要的各类资源数。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。上述三个矩阵间存在以下关系： Need[i,j]=Max[i,j]-Allocation[i,j] 2、银行家算法应用 模拟实现 Dijkstra 的银行家算法以避免死锁的出现，分两部分组成：一是银行家算法（扫描）；二是安全性算法。 （1）银行家算法（扫描） 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Ri 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： 精彩文档 实用标准文案 ①如果Requesti[j]=Need[i,j]，便转向步骤②；否则认为出错，因为它所需的资源数已经超过了它所宣布的最大值。 ②如果Requesti[j]=Allocation[i,j]，便转向步骤③；否则表示尚无足够资源，Pi 需等待。 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-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，已完成本次分配；否则，将本次的试探分配作废，恢复原来资源的分配状态，让进程Pi 等待。 （2）安全性算法 系统所执行的安全性算法可描述如下： ①设置两个向量：一个是工作向量Work；它表示系统可提供给进程继续运行所需要的各类资源的数目，它含有 m 个元素，在执行安全性算法开始时，work=Available；另一个是 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从进程集合中找到能满足下述条件的进程： 精彩文档 实用标准文案 一是Finish[i]==false；二是 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[j]+Allocation[i,j]； Finish[i]=true； go to step②； 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。 五、设计思路 1、进程一开始向系统提出最大需求量； 2、进程每次提出新的需求（分期贷款）都统计是否超出它事先提出的最大需求量； 3、若正常，则判断该进程所需剩余量（包括本次申请）是否超出系统所掌握的剩余资源量，若不超出，则分配，否则等待。 六、 程序运行调试结果 1、程序初始化 精彩文档 精彩文档实用标准文案 精彩文档 2、检测系统资源分配是否安全结果 实用标准文案 七、 小结 “银行家算法的模拟实现”是本学