银行家算法的java编程实现
银行家算法实验报告
操作系统 (实验报告) 银行家算法姓名：***** 学号：***** 专业班级：***** 学验日期：2011/11/22 指导老师：***
一、实验名称： 利用银行家算法避免死锁 二、实验内容： 需要利用到银行家算法，来模拟避免死锁：设计M个进程共享N类资源，M个进程可以动态的申请资源，并可以判断系统的安全性，进行打印出，相应的安全序列和分配表，以及最后可用的各资源的数量。 三、实验目的： 银行家算法是一种最有代表性的避免死锁的算法，在避免死锁的方法中允许进程动态地申请资源，但系统在进行资源分配之前，应先计算此次分配资源的安全性，若分配不会导致系统进入不安全状态，则分配，否则等待。 为实现银行家算法，系统必须设置若干数据结构，所以通过编写一个模拟动态资源分配的银行家算法程序，进一步深入理解死锁，产生死锁的必要条件，安全状态等重要的概念，并掌握避免死锁的具体实施方法。 四、实验过程 1.基本思想： 我们可以把操作系统看成是银行家，操作系统管理的资源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，当进程申请到资源时，要测试该进程对资源的最大需求量，如果系统现存的资源可以满足它的最大需求量则按当前的申请量分配资源，否则就推迟分配。当进程在执行中继续申请资源时，先测试该进程已占用的资源与本次申请的资源数之和是否超过了该进程对资源的最大需求量。若超过则拒绝分配资源，若没有超过再测试系统现资源能否满足该进程尚需的最大资源量，若能满足则按当前的申请量分配资源，否则也要推迟分配。 安全状态就是如果存在一个由系统中所有进程构成的安全序列P1……则系统处于安全状态。安全状态是没有死锁发生。而不安全状态则是不存在这样一个安全序列，从而一定会导致死锁。 2.主要数据结构： (1)可利用资源向量Available.这是一个含有m个元素的数组，其中的每一个 元素代表一类可利用的资源数目，其初始值是系统中所配置的该类全部可用资源的数目，其数值随该类的资源的分配和回收而动态地改变，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.这是一个n*m的矩阵，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. (3)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
银行家算法
编程序模拟银行家算法 1. 引言 为了提高资源利用率,应采用动态分配资源的方法。但是，为了避免可能产生的死锁，在进行资源分配时，应采用某种算法来预测是否有可能发生死锁，若存在可能性，就拒绝企图获得资源的请求。预防死锁和避免死锁的不同在于，前者所采用的分配策略本身就否定了必要条件之一，这样就保证死锁不可能发生；而后者是在动态分配资源的策略下采用某种算法来预防可能发生的死锁，从而拒绝可能引起死锁的其个资源请求，银行家算法是避免死锁的一种重要方法。银行家算法的基本思想是分配资源之前,判断系统是否是安全的;若是,才分配。它是最具有代表性的避免死锁的算法。 2. 算法的原理 银行家算法是一种最有代表性的避免死锁的算法。要解释银行家算法，必须先解释操作系统安全状态和不安全状态。 安全状态：如果存在一个由系统中所有进程构成的安全序列P1，…，Pn，则系统处于安全状态。安全状态一定是没有死锁发生。 不安全状态:不存在一个安全序列。不安全状态不一定导致死锁。 那么什么是安全序列呢？ 安全序列：一个进程序列{P1，…，Pn}是安全的，如果对于每一个进程Pi(1≤i ≤n），它以后尚需要的资源量不超过系统当前剩余资源量与所有进程Pj (j < i ) 我们可以把操作系统看作是银行家，操作系统管理的资源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，当进程首次申请资源时，要测试该进程对资源的最大需求量，如果系统现存的资源可以满足它的最大需求量则按当前的申请量分
配资源，否则就推迟分配。当进程在执行中继续申请资源时，先测试该进程已占用的资源数与本次申请的资源数之和是否超过了该进程对资源的最大需求量。若超过则拒绝分配资源，若没有超过则再测试系统现存的资源能否满足该进程尚需的最大资源量，若能满足则按当前的申请量分配资源，否则也要推迟分配。3．算法的实现 3.1 初始化 由用户输入数据，分别对可利用资源向量矩阵AVAILABLE、最大需求矩阵M AX、分配矩阵ALLOCATION、需求矩阵NEED赋值。 3.2 算法思想 在避免死锁的方法中，所施加的限制条件较弱，有可能获得令人满意的系统性能。在该方法中把系统的状态分为安全状态和不安全状态，只要能使系统始终都处于安全状态，便可以避免发生死锁。 银行家算法的基本思想是分配资源之前,判断系统是否是安全的;若是,才分配。它是最具有代表性的避免死锁的算法。 设进程cusneed提出请求REQUEST [i]，则银行家算法按如下规则进行判断。 (1)如果REQUEST [cusneed] [i]<= NEED[cusneed][i]，则转(2)；否则出错。 (2)如果REQUEST [cusneed] [i]<= AVAILABLE[cusneed][i]，则转(3)；否则出错。 (3)系统试探分配资源，修改相关数据： AVAILABLE[i]-=REQUEST[cusneed][i]; ALLOCATION[cusneed][i]+=REQUEST[cusneed][i]; NEED[cusneed][i]-=REQUEST[cusneed][i]; (4)系统执行安全性检查，如安全，则分配成立；否则试探险性分配作废，系统恢复原状，进程等待。
用银行家算法实现资源分配
南通大学 杏林学院 操作系统实验（用银行家算法实现资源分配）班级：计121 小组成员：方筱雯1213023008 周徐莲1213023014 指导老师：丁卫平
一：实验目的 为了了解系统的资源分配情况，假定系统的任何一种资源在任一时刻只能被一个进程使用。任何资源已经占用的资源只能由自己释放，而不能由其他进程抢占。当进程申请的资源不能满足时，必须等待。因此，只要资源分配算法能保证进程的资源请求，且不出现循环等待，则系统不会出现死锁。 编写模拟系统进行资源调度的程序，采用银行家算法，有效的避免死锁的产生。模拟进程的分配算法，了解死锁的产生和避免的办法。二：实验要求 （1）：为了观察死锁产生和避免的情况，要求设计3到4个并发进程，共享系统的10个同类不可抢占的资源。各进程是动态进行资源的申请和释放。 （2）：用银行家算法设计一个资源分配程序，运行这个程序，观察系统运行情况，并对系统运行的每一步进行显示。三：实验流程图
四：源程序 #include 操作系统课程设计报告题目：银行家算法 院（系）：计算机科学与工程学院 专业： 班级： 学生： 学号： 指导教师： 2011年12月 目录 摘要 (1) 绪论 (1) 1、需求分析 (1) 1．1银行家算法的提出 (1) 1．2 银行家算法设计思想 (1) 1．3银行家算法设计分析 (2) 2、概要设计 (3) 2．1主要的常量变量 (4) 2．2算法中用到的数据结构的说明 (8) 2. 3算法中用到的函数.......................................................................( 8) 2．4 银行家算法 (8) 2.5流程图.................................... . (9) 3、详细设计 (13) 4. 调试与测试 (8) 4．1测试数据 (8) 4．2.测试的结果： (9) 5、结论 (10) 参考文献 (10) 附录 (11) 摘要 在多道操作系统中，可以利用多个进程并发执行来改善系统资源利用率，提高系统的吞吐量，但也可能发生人们不想看到的危险——死锁。为了解决这个问题，人们引入了多种机制处理死锁问题。本文主要介绍了操作系统如何运用银行家算法和安全性算法避免死锁的产生。同时运用Java编程语言模拟计算机内部资源分配的过程。让读者对银行家算法有更深刻的认识。 关键字：死锁银行家算法安全性算法资源分配 1．需求分析. 1.1银行家算法的提出 本次课程设计主要解决的问题是死锁的避免。 死锁：是指多个进程因竞争资源而造成的一种僵局，若无外力作用，这些进程将永远不能再向前推进。 避免死锁是在不破坏死锁产生的四个必要条件，在资源的动态分配中，防止进程进入可能发生死锁的不安全状态。 根据此原理，Dijkstra 于1965年提出了一个经典的避免死锁的算法----银行家算法（banker’s algorithm）。 银行家算法是一种最有代表性的避免死锁的算法。在避免死锁方法中允许进程动态地申请资源，但系统在进行资源分配之前，应先计算此次分配资源的安全性，若分配不会导致系统进入不安全状态，则分配，否则等待。为实现银行家算法，系统必须设置若干数据结构。所以通过编写一个模拟动态资源分配的银行家算法程序，进一步深入理解死锁、产生死锁的必要条件、安全状态等重要概念，并掌握避免死锁的具体实施方法. 1．2 银行家算法设计思.想 我们可以把操作系统看作是银行家，操作系统管理的资源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。 为保证资金的安全,银行家规定: (1) 当一个顾客对资金的最大需求量不超过银行家现有的资金时就可接纳该顾客; (2)顾客可以分歧贷款,但贷款的总数不能超过最大需求量; (3) 当银行家现有的资金不能满足顾客尚需的贷款数额时,对顾客的贷款可 OS 1-3章习题 3.操作系统是一种（A），它负责为用户和用户程序完成所有（B）的工作，（C）不是操作系统关心的主要问题。 A：（1）应用软件；（2）系统软件；（3）通用软件；（4）软件包。 B：（1）与硬件无关并与应用无关；（2）与硬件相关而与应用无关；（3）与硬件无关而与应用相关；（4）与硬件相关并与应用相关。 C：（1）管理计算机裸机；（2）设计、提供用户程序与计算机硬件系统的接口；（3）管理计算机中的信息资源；（4）高级程序设计语言的编译。 4.在OS总采用多道程序设计技术，能有效地提高CPU、内存和I/O设备的（A）。为实现多道程序设计需要有（B）。 A：（1）灵活性；（2）可靠性；（3）兼容性；（4）利用率。 B：（1）更大的内存；（2）更快的CPU；（3）更快的外部设备；（4）更先进的终端。 5.推动批处理系统形成和发展的主要动力是（A），推动分时系统形成和发展的主要动力是（B），推动微机OS发展的主要动力是（C）。 A，B：（1）提高计算机系统的功能；（2）提高系统资源利用率-A；（3）方便用户-B；（4）提高系统的运行速度。 C：（1）方便用户；（2）计算机硬件的不断更新换代；（3）便于微机联网；（4）提高资源的利用率。 6.在设计分时操作系统时，首先要考虑的是（A）；在设计批处理操作系统时，首先要考虑的是（B）；在设计实时操作系统时，首先要考虑的是（C）。 A，B，C：（1）灵活性和可适应性；（2）交互性和响应时间-A；（3）周转时间和系统吞吐量-B；（4）实时性和可靠性-C。 7.在多道批处理系统中，为了充分利用各种资源，系统总是优先选择（A）多个作业投入运行；为了提高吞吐量，系统总是想方设法缩短用户作业的（B）。 A：（1）适应于内存容量的；（2）计算量大的；（3）I/O量大的；（4）计算型和I/O型均衡的。 B：（1）周转时间；（2）运行时间；（3）提交时间；（4）阻塞时间。 操作系统第3章练习 题 第3章处理机调度与死锁 3.1 典型例题解析 【例1】（1）3个进程共享4个同种类型的资源，每个进程最大需要2个资源，请问系统是否会因为竞争该资源而死锁？（2）n个进程共享m个同类资源，若每个进程都需要用该类资源，而且各进程对该类资源的最大需求量之和小于m+n。说明该系统不会因竞争该类资源而阻塞。（3）在（2）中，如果没有“每个进程都需要用该类资源”的限制，情况又会如何？（西北工业大学2000年考题） 答：（1）该系统不会因为竞争该类资源而死锁。因为，必有一个进程可获得2个资源，故能顺利完成，并释放出其所占用的2个资源给其他进程使用，使它们也顺利完成。 （2）用Max(i)表示第i个进程的最大资源需求量，need（i）表示第i个进程还需要的资源量，alloc(i)表示第i个进程已分配的资源量。由题中所给条件可知： need（i）>0(对所有的i) max(1)+…max(i)+…+max(n) 这样，至少必须存在一个进程，其need(i)≤0，这显然与题意不符，所以该系统不可能因竞争该类资源而进入死锁状态。 （3）此时系统可能发生死锁，如n=4,m=3时，若P1的Max为0，而其余三个进程的Max都为2，则仍然满足最大需求量之和（即6）小于m+n（即7）的要求，但当除P1以外的其余三个进程各得到一个资源时，这三个进程将进入死锁状态。 【例2】设系统中有3种类型的资源A、B、C和5个进程P0、P1、P2、P3、P4，A资源的数量为10，B资源的数量为5，C资源的数量为7。在T0时刻系统状态如下表所示。系统采用银行家算法实施死锁避免策略。 （1）T0时刻是否为安全状态？若是，请给出安全序列。 （2）在T0时刻若进程P1发出资源请求Request（1，0，2），是否能够实施资源分配？ （3）在②的基础上P4发出资源请求Request（3，3，0），是否能够实施资源分配？ （4）在③的基础上P0发出资源请求Request（0，2，0），是否能够实施资源分配? 1 1 /*死锁避免和死锁检测模拟程序【银行家算 法】网络工程06-3班学号：310609040308*/ import java.util.*; public class TestTheBanker { public static void main(String[] args) { Scanner scanner = new Scanner(System.in); TheBanker tb = new TheBanker(); tb.deadlockAvoidance();//死锁避免 int gate = 1; while(gate!=0){ tb.deadlockDetection();//死锁检测 System.out.println("如果您要继续分配资源请输入\"1\"，退出请输入\"0\""); System.out.print("您输入的值为："); gate = scanner.nextInt(); System.out.println(); } System.out.println("使用愉快！期待您下次使用！"); } } class TheBanker{ int m; int n; int[][] max; int[][] maxbak;//备份用 int[][] allocation; int[][] allocationbak;//备份用 int[][] need; int[][] needbak;//备份用 int[] available; int[] availablebak;//备份用 public TheBanker(){ Scanner s = new Scanner(System.in); System.out.println("初始化=============="); System.out.print("请依次输入系统中的【进程数】和【资源类型数】："); m = s.nextInt(); n = s.nextInt(); max =new int[m][n]; 第3章处理机调度与死锁 典型例题解析 【例1】（1）3个进程共享4个同种类型的资源，每个进程最大需要2个资源，请问系统是否会因为竞争该资源而死锁？（2）n个进程共享m个同类资源，若每个进程都需要用该类资源，而且各进程对该类资源的最大需求量之和小于m+n。说明该系统不会因竞争该类资源而阻塞。（3）在（2）中，如果没有“每个进程都需要用该类资源”的限制，情况又会如何？（西北工业大学2000年考题） 答：（1）该系统不会因为竞争该类资源而死锁。因为，必有一个进程可获得2个资源，故能顺利完成，并释放出其所占用的2个资源给其他进程使用，使它们也顺利完成。 （2）用Max(i)表示第i个进程的最大资源需求量，need（i）表示第i个进程还需要的资源量，alloc(i)表示第i个进程已分配的资源量。由题中所给条件可知： need（i）>0(对所有的i) max(1)+…max(i)+…+max(n) 《银行家算法的模拟实现》 --实验报告 题目: 银行家算法的模拟实现 专业: 班级: 组员: 指导老师: 一、实验目的 死锁会引起计算机工作僵死，因此操作系统中必须防止。本实验的目的在于让学生独立的使用高级语言编写和调试一个系统动态分配资源的简单模拟程序，了解死锁产生的条件和原因，并采用银行家算法有效地防止死锁的发生，以加深对课堂上所讲授的知识的理解。 二、实验内容 模拟实现银行家算法实现死锁避免。要求：初始数据（如系统在T0时刻的资源分配情况、每一种资源的总数量）从文本文件读入，文件中给出最大需求矩阵Max、分配矩阵Allocation，在程序中求得需求矩阵Need和可利用资源向量Available。 三、实验分析过程 1、整个银行家算法的思路。 先对用户提出的请求进行合法性检查，再进行预分配，利用安全性检查算法进行安全性检查。 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 2、算法用到的主要数据结构和C语言说明。 （1）、可利用资源向量INT A V AILABLE[M] M为资源的类型。 （2）、最大需求矩阵INT MAX[N][M] N为进程的数量。 （3）、已分配矩阵INT ALLOCA TION[N][M] （4）、还需求矩阵INT NEED[N][N] （5）、申请各类资源数量int Request[x]; // （6）、工作向量int Work[x]; （7）、int Finish[y]; //表示系统是否有足够的资源分配给进程，0为否，非0为是 3、银行家算法（主程序） （1）、系统初始化。输入进程数量，资源种类，各进程已分配、还需求各资源数量，各资源可用数量等 （2）、输入用户的请求三元组（I，J，K），为进程I申请K个J类资源。 （3）、检查用户的请求是否小于还需求的数量，条件是K<=NEED[I,J]。如果条件不符则提示重新输入，即不允许索取大于需求量 （4）、检查用户的请求是否小于系统中的可利用资源数量，条件是K<=A V ALIABLE[I,J]。 如果条件不符则申请失败，阻塞该进程，重新进行进程动态资源申请（使用goto语句） （5）、进行资源的预分配，语句如下： A V ALIBLE[I][J]= A V ALIBLE[I][J]-K； ALLOCATION[I][J]= ALLOCATION[I][J]+K； NEED[I][J]=NEED[I][J]-K； 仲恺农业工程学院实验报告纸 东哥 实验三银行家算法 一．实验目的： 1、理解死锁概念，以及死锁产生的必要条件。 2、理解银行家算法基本原理。 3、掌握一种资源和多种资源的银行家算法的设计与实现。 二．实验内容： 1、设计出管理的资源种类和数量 2、设计出银行家算法的基本数据结构 3、设计出完成该资源的银行家算法 4、设计出简单的进程创建、运行资源需求、结束的过程 5、采用高级语言实现该应用程序 三．实验步骤和过程 1.死锁基本概念 所谓死锁: 是指两个或两个以上的进程在执行过程中，因争夺资源而造成的一种互相等待的现象，若无外力作用，它们都将无法推进下去。此时称系统处于死锁状态或系统产生了死锁，这些永远在互相等待的进程称为死锁进程。由于资源占用是互斥的，当某个进程提出申请资源后，使得有关进程在无外力协助下，永远分配不到必需的资源而无法继续运行，这就产生了一种特殊现象死锁。 2. 产生死锁的原因 （1.竞争资源引起进程死锁 当系统中供多个进程共享的资源如打印机、公用队列的等，其数目不 足以满足诸进程的需要时，会引起诸进程对资源的竞争而产生死锁。 （2.进程推进顺序不当引起死锁 由于进程在运行中具有异步性特征，这可能使P1和P2两个进程按下述两种顺序向前推进。 （3. P或V操作不当、同类资源分配不均或对某些资源的使用未加限制等等。 3. 产生死锁的必要条件 1）互斥条件：指进程对所分配到的资源进行排它性使用，即在一段时间内某资源只由一个进程占用。如果此时还有其它进程请求资源，则请求者只能等待，直至占有资源的进程用毕释放。系统中存在临界资源，进程应互斥地使用这些进程。 2）占有和等待条件：指进程已经保持至少一个资源，但又提出了新的资源请求，而该资源已被其它进程占有，此时请求进程阻塞，但又对自己已获得的其它资源保持不放。 3）不剥夺条件：指进程已获得的资源，在未使用完之前，不能被剥夺，只能在使用完时由自己释放。 4）循环等待条件：指在发生死锁时，必然存在一个进程——资源的环形链，即进程集合{P0，P1，P2，···,Pn}中的P0正在等待一个P1占用的资源；P1正在等待P2占用的资源，……，Pn正在等待已被P0占用的资源。造成这组进程处于永远的等待状态！ 4、处理死锁的基本方法 1) 预防死锁。 这是一种较简单和直观的事先预防的方法。方法是通过设置某些限制条件，去破坏产生死锁的四个必要条件中的一个或者几个，来预防发生死锁。预防死锁是一种较易实现的方法，已被广泛使用。但是由于所施加的限制条件往往太严格，可能会导致系统资源利用率和系统吞吐量降低。 习题二 一选择题 1.银行家算法是一种＿＿＿算法。 A.死锁解除B．死锁避免 C.死锁预防D．死锁检测 2.在下列解决死锁的方法中，属于死锁预防策略的是＿＿＿。 A.银行家算法 B.资源有序分配法 C.死锁检测法 D.资源分配图化简法 3.在为多道程序所提供的可共享的系统资源不足时，可能出现死锁。但是，不适当的＿＿＿也可能产生死锁。 A.进程优先权 B.资源的线性分配 C.进程推进顺序 D.分配队列优先权 4.采用资源剥夺法可解除死锁，还可以采用＿＿＿＿方法解除死锁。 A.执行并行操作 B.撤消进程 C.拒绝分配新资源 D.修改信号量 5.资源的按序分配可以破坏＿＿＿条件。 A.互斥使用资源 B.占有且等待资源 C.非抢夺资源 D.循环等待资源 6.在＿＿＿的情况下，系统出现死锁。 A.计算机系统发生了重大故障 B.有多个封锁的进程同进存在 C.若干进程因竞争资源而无休止地相互等待他方释放已占有的资源 D.资源数大大小于进程数或进程同时申请的资源大大超过资源总数 7.产生死锁的四个必要条件是：互斥、＿＿＿、循环等待和不剥夺。 A.请求与阻塞 B.请求与保持 C.请求与释放 D.释放与阻塞 8.在分时操作系统中，进程调度经常采用＿＿＿算法。 A.先来先服务 B.最高优先权 C.时间片轮转 D.随机 9.＿＿＿优先权是在创建进程时确定的，确定之后在整个进程运行期间不再 改变。 A.先来先服务 B.静态 C.动态 D.短作业 10.某系统中有3个并发进程，都需要同类资源4个，试问该系统不会发生 死锁的最少资源数是＿＿＿。 A.9 B.10 C.11 D.12 11.支持多道程序设计的操作系统在运行过程中，不断地选择新进程执行来实现CPU的共享，但其中＿＿＿不是引起操作系统选择新进程的直接原因。 A.执行进程的时间片用完 B.执行进程出错 C.执行进程要等待某一事件发生 D.有新进程进入就绪队列 二综合题 ⒈名词解释： 进程调度、死锁、安全序列、资源分配图、死锁定理、饥饿、鸵鸟算法。 ⒊请解释什么是先来先服务算法、时间片轮转法和优先数优先算法？有什么用途？ ⒍何谓静态优先权和动态优先权？确定优先权的依据是什么？ ⒎何谓死锁？产生死锁的原因是什么？ ⒏什么是产生死锁的必要条件？ ⒐预防死锁的有几种方法？ 12.如何对资源分配图化简？ 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 (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。 （2）、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。 （3）、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。 （4）、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： ①如果Requesti[j]<=Need[i,j]，便转向步骤②；否则认为出错， 第1 章操作系统引论 一、填空题 1 、操作系统的特征是（并发性）、共享性、虚拟性和异步性。 2 、分时操作系统具有4 个特征，（同时性）、独立性、及时性和交互性。 3 、操作系统用户接口有2 类，程序接口和（命令接口/操作接口）。 4 、多道批处理的特征是多道性、（无序性）和调度性。 5 、从资源管理的角度看，操作系统具有处理机管理、（存储管理）、（设备管理）、（文件管理）、（网络管理）和用户接口等功能。 6 、通常把批处理系统、（分时系统）系统和（实时系统）系统称为操作系统的三种基本类型。 二、选择题 1 、操作系统是扩充（ B ）功能的第1 层系统软件。 A．软件 B．裸机 C ．机器语言 D．中断 2 、从资源管理程序的观点来看，操作系统是（ B ）的管理者。 A．程序和数据 B．系统硬软件资源 C ．进程 D．中断 3 、属于实时控制系统的是（ A ）。 A．飞机自动驾驶系统 B．飞机订票系统 C ．电子商务系统 D．管理信息系统 4 、在操作系统中，并发性是指若干事件（ C ）发生。 A．在同一时刻 B．不同时间间隔内 C ．在某一时间间隔内 D．以上均不正确 5 、操作系统中采用多道技术提高了CPU 和外部设备的（ A ）。 A．利用率 B．可靠性 C ．稳定性 D．兼容性 6 、允许多个用户以交互方式使用计算机的操作系统称为（ B ）。 A．批处理操作系统 B．分时操作系统 C ．多处理机操作系统 D．实时操作系统 三、判断题 1 、实时系统和分时系统都向用户提供交互能力，但后者比前者的交互功能更强。F 2 、分时系统要求能让用户及时得到响应，时间片越短越好。 F 3 、将多个作业交给计算机集中处理的操作系统称为分时操作系统。F 四、简答题 1 、操作系统的目标方便性，有效性，可扩充性，开放性 2 、操作系统的作用处理机管理，存储管理，设备管理，文件管理，网络管理，提供良好的用户界面 3 、操作系统的基本特性并发性，共享性，不确定性/异步性，虚拟性 4 、试在交互性、及时性以及可靠性三个方面，将分时操作系统和实时操作系统进行比较。 分时操作系统的交互性比实时操作系统高； 但是实时操作系统的及时性要求比分时系统高，另外，实时操作系统要求有非常高的可靠性。 第2 章进程管理 武汉理工大学华夏学院课程设计报告书 课程名称：操作系统原理 题目：编程序模拟银行家算法 系名：信息工程系 专业班级：软件1121 姓名：钟伟 学号：10212812120 指导教师:苏永红 2014年 6 月13 日 武汉理工大学华夏学院信息工程系 课程设计任务书 课程名称：操作系统原理课程设计指导教师：苏永红 班级名称：软件1121 开课系、教研室：软件与信息安全 一、课程设计目的与任务 操作系统课程设计是《操作系统原理》课程的后续实践课程，旨在通过一周的实践训练，加深学生对理论课程中操作系统概念，原理和方法的理解，加强学生综合运用操作系统原理、Linux系统、C语言程序设计技术进行实际问题处理的能力，进一步提高学生进行分析问题 和解决问题的能力，包含系统分析、系统设计、系统实现和系统测试的能力。 学生将在指导老师的指导下，完成从需求分析，系统设计，编码到测试的全过程。 二、课程设计的内容与基本要求 1、课程设计题目 编程序模拟银行家算法 2、课程设计内容 本课程设计要求在Linux操作系统，GCC编译环境下开发。 银行家算法是避免死锁的一种重要方法，本实验要求用用c/c++语言在Linux操作系统 环境下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。 思想：将一定数量的资金供多个用户周转使用，当用户对资金的最大申请量不超过现存 资金时可接纳一个新客户，客户可以分期借款，但借款总数不能超过最大的申请量。银行家 对客户的借款可以推迟支付，但是能够使客户在有限的时间内得到借款，客户得到所有的借 款后能在有限的时间内归还。用银行家算法分配资源时，测试进程对资源的最大需求量，若 现存资源能满足最大需求就满足当前进程的申请，否则推迟分配，这样能够保证至少有一个 进程可以得到所需的全部资源而执行到结束，然后归还资源，若OS能保证所有进程在有限 的时间内得到所需资源则称系统处于安全状态。 3、设计报告撰写格式要求： 1设计题目与要求 2 设计思想 3系统结构 4 数据结构的说明和模块的算法流程图 5 使用说明书（即用户手册）：内容包含如何登录、退出、读、写等操作说明 6 运行结果和结果分析（其中包括实验的检查结果、程序的运行情况） 7 自我评价与总结 8 附录：程序清单，注意加注释（包括关键字、方法、变量等），在每个模块前加注释； 实验四银行家算法的实现 1、实验目的 通过编写和调试银行家算法的模拟程序以加深对避免死锁方案的理解。熟悉银行家算法的分配思想。 2、实验要求 设计一个银行家方案。并编写模拟程序实现之。已知系统总共的资源数、进程名、进程已分配的资源、进程运行完毕最大最资源的需求量，以书上例题为例，分析某一时刻系统的安全状态，如果安全，输出安全序列。 3、算法描述 银行家算法中数据结构如下： n ：系统中的进程个数； m ：系统中的资源类数。 1）Available（m）：现有资源向量。 Available（j）=k表示k个未分配的j类资源 2）Max（n，m）：资源最大申请量矩阵。 Max（i，j）=k表示第i个进程在运行过程中对第j类资源的最大申请量为k。 3）Allocation（n，m）：资源分配矩阵。 Allocation(i,j)=k表示进程i已占有k个j类资源。 4）Need（n，m）：进程以后还需要的资源矩阵。 Need（i，j）=k表示进程i以后还需要k个第j类资源。 显然有Need[i,j]=Max[i,j]-Allocation[i,j]。 5）Request（n，m）：进程申请资源矩阵。 Request（i，j）=k表示进程i申请k个第j类资源。 银行家算法思想如下： 若进程i申请资源，申请资源向量为Request（i），则有如下资源分配过程： 1）如果Request（i）〉Need（i），则报错返回。 2）如果Request（i）〉Avaliable，则进程i进入等待资源状态，返回。 3）假设进程进程i的申请已获批准，于是修改系统状态： Avaliable=Avaliable-Request（i） Allocation（i）=Allocation（i）+Request（i） Need（i）=Need（i）-Request（i） 4）调用安全状态检查算法。 设Work（m）为临时工作向量。初始时Work=Available。令N={1，2，……n}。 寻求j∈N 使其满足：Need（j）<=Work，若不存在这样的j则转至3）。 Work=Work+Allocation（j）N=N-{j} 转至1）。 如果N=空集则返回（系统安全）。如果N≠空集则返回（系统不安全）。 5）若系统处于安全状态，则将进程i申请的资源分配给进程i，返回。 6）若系统处于不安全状态，则不将进程i申请的资源分配给进程i，恢复原来的资源分配状态，让进程i等待。 Avaliable = Avaliable + Request（i） Allocation（i）=Allocation（i）-Request（i） Need（i）=Need（i）+ Request（i） 4、源程序代码 银行家算法的设计与实现(JAVA语言).doc 淘豆网网友近日为您收集整理了关于操作系统课程设计报告-银行家算法的设计与实现(java语言)的文档,希望对您的工作和学习 有所帮助.以下是文档介绍:操作系统课程设计报告题目:银行家算法的设计与实现院(系):计算机科学与工程学院专业:信息对抗专业班级:学生:学号:指导教师:2011年12月1基于计算机操作系统银行 家算法实现摘要此次课程设计的主要内容是模拟实现资源分配.同时要求编写和调试一个系统动态分配资源的简单模拟程序,观察死锁产生的条件,并使用适当的算法,有效的防止和避免死锁的发生具体用 银行家算法实现资源分配.要求如下:(1)设计一个3个并发进程共享3类不同资源的系统,进程可动态地申请资源和释放资源,系统按各 进程的申请动态地分配资源.(2)设计用银行家算法和随机分配算法,实现资源分配的两个资源分配程序,应具有显示或打印各进程依次要求申请的资源数以及依次分配资源的情况.(3)确定一组各进程依次 申请资源数的序列,在相同的情况下分别运行上述两种资源分配程序,观察运行结果.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.死锁的产生,必须同时满足四个条件,即一个资源每次只能由一个进程占用:第二个为等待条件,即一个进程请求资源不能满足时,它必须等待,但它仍继续保持已得到的所有其他资源:第四个为循环等 待条件,系统中存在若干个循环等待的进程,即其中每一个进程分别 等待它前一个进程所持有的资源.防止死锁的机构只能确保上述四个条件之一不出现,则系统就不会发生死锁.通过这个算法可用解决生 活中的实际问题,如银行贷款等.通过对这个算法的设计,让学生能够对书本知识有更深的理解,在操作和其它方面有更高的提升.关键词:死锁;安全状态;安全序列;银行家算法;安全性检查2目录1概述..................................................(3)1.1 设计目的....................................................(3)1.银行家算法
1-3章习题(附答案)
操作系统第3章练习题电子版本
银行家算法报告和代码
课程设计（论文）
题 目： 银行家算法 院 （系）： 信息与控制工程系 专业班级： 姓 名： 学 号： 指导教师：
2016 年 1 月 15 日
页脚内容 16
西安建筑科技大学华清学院课程设计（论文）任务书
专业班级： 学生姓名：
指导教师（签名）：
一、课程设计（论文）题目
银行家算法：设计一个 n 个并发进程共享 m 个系统资源的程序以实现银行家算法。
二、本次课程设计（论文）应达到的目的
操作系统课程实践性比较强。课程设计是加强学生实践能力的一个强有力手段。课程设计要求学 生在完成程序设计的同时能够写出比较规范的设计报告。严格实施课程设计这一环节，对于学生基本 程序设计素养的培养和软件工作者工作作风的训练，将起到显著的促进作用。
本题目要达到目的：了解多道程序系统中，多个进程并发执行的资源分配。掌握银行家算法，了 解资源在进程并发执行中的资源分配情况。掌握预防死锁的方法，系统安全状态的基本概念。
三、本次课程设计（论文）任务的主要内容和要求（包括原始数据、技术参 数、设计要求等）
要求： 1）能显示当前系统资源的占用和剩余情况。 2）为进程分配资源，如果进程要求的资源大于系统剩余的资源，不与分配并且提示分配不成功； 3）撤销作业，释放资源。 编写和调试一个系统动态分配资源的简单模拟程序，观察死锁产生的条件，并采用适当的算法， 有效地防止和避免死锁的发生。 银行家算法分配资源的原则是：系统掌握每个进程对资源的最大需求量，当进程要求申请资源时， 系统就测试该进程尚需资源的最大量，如果系统中现存的资源数大于或等于该进程尚需求资源最大量 时，就满足进程的当前申请。这样就可以保证至少有一个进程可能得到全部资源而执行到结束，然后 归还它所占有的全部资源供其它进程使用。
四、应收集的资料及主要参考文献：
操作系统经典算法的编程实现资料非常丰富，可以在图书馆找书籍或在因特网上找资料，都很容 易找到，但是大部分代码是不全的，不能直接运行，希望大家只是把它当参考，编码还是自己做。
参考文献： 【1】汤小丹、梁红兵、哲凤屏、汤子瀛 编著.计算机操作系统（第三版）.西安：西 安电子科技大学出版社，2007.5 【2】史美林编.计算机操作系统教程.北京：清华大学出版社，1999.11 【3】徐甲同编著.操作系统教程.西安：西安电子科技大学出版社，1996.8 【4】Clifford，A.Shaffer 编著.数决结构与算法分析(C++版).北京：电子工业出版 社，2005.7 【5】蒋立翔编著.C++程序设计技能百练.北京：中国铁道出版社，2004.1
五、审核批准意见
教研室主任（签字）
1 页脚内容银行家算法的java编程实现
操作系统第3章练习题
《银行家算法的模拟实现》—实验报告
基于java的实验——银行家算法
1银行家算法是一种算法
操作系统课程设计(银行家算法的模拟实现)
操作系统复习题附答案
编程序模拟银行家算法
银行家算法的实现
银行家算法的设计与实现(JAVA语言).doc