银行家算法c++语言(流程图代码全)
操作系统教程
——银行家算法
院系计算机与软件学院
班级08软件工程2班
学号20081344066
姓名何丽茗
一、实验目的
银行家算法是避免死锁的一种重要方法。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。
二、实验内容
根据银行家算法的基本思想，编写和调试一个实现动态资源分配的模拟程序，并能够有效地防止和避免死锁的发生。
三、实验方法
1.
2.算法数据结构
1)可利用资源向量Available ，它是一个最多含有100个元素的数组，其中的每一个元素
代表一类可利用的资源的数目，其初始值是系统中所配置的该类全部可用资源数目。其数值随该类资源的分配和回收而动态地改变。如果Available（j）=k，标是系统中现有j 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，表示进程i需要j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，它定义了系统中的每类资源当前一分
配到每一个进程的资源数。如果Allocation（i，j）=k，表示进程i当前已经分到j类资源的数目为k。Allocation i表示进程i的分配向量，有矩阵Allocation的第i行构成。4)需求矩阵Need，这还是一个n×m的矩阵，用以表示每个进程还需要的各类资源的数
目。如果Need（i，j）=k，表示进程i还需要j类资源k个，才能完成其任务。Need i 表示进程i的需求向量，由矩阵Need的第i行构成。
5)上述三个矩阵间存在关系：Need（i，j）=Max（i，j）-Allocation（i，j）；
3.银行家算法
设Request[i] 是进程i的请求向量，如果Request[i，j]=K,表示进程i需要K个j类型的资源。当i发出资源请求后，系统按下述步骤进行检查：
1)如果Request i≤Need，则转向步骤2；否则，认为出错，因为它所请求的资源数已超
过它当前的最大需求量。
2)如果Request i≤Available，则转向步骤3；否则，表示系统中尚无足够的资源满足i的
申请，i必须等待。
3)系统试探性地把资源分配给进程i，并修改下面数据结构中的数值：
Available = Available - Request i
Allocation i= Allocation i+ Request i
Need i= Need i - Request i
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。如果安全才正式
将资源分配给进程i，以完成本次分配；否则，将试探分配作废，恢复原来的资源分配状态，让进程i等待。
四、实验代码以及运行示例
1.源代码：
#include
#include
#include
#define False 0
#define True 1
using namespace std;
int Max[100][100]={0};//各进程所需各类资源的最大需求
int Avaliable[100]={0};//系统可用资源
char name[100]={0};//资源的名称
int Allocation[100][100]={0};//系统已分配资源
int Need[100][100]={0};//还需要资源
int Request[100]={0};//请求资源向量
int temp[100]={0};//存放安全序列
int Work[100]={0};//存放系统可提供资源
int M=100;//进程的最大数为
int N=100;//资源的最大数为
void showdata()//显示资源矩阵
{
int i,j;
cout<<"系统目前可用的资源[Avaliable]:"< for(i=0;i cout< cout< for (j=0;j cout< cout< cout<<" Max Allocation Need"< cout<<"进程名 "; for(j=0;j<3;j++){ for(i=0;i cout< cout<<" "; } cout< for(i=0;i cout<<" "< for(j=0;j cout< cout<<" "; for(j=0;j cout< cout<<" "; for(j=0;j cout< cout< } } int changdata(int i)//进行资源分配 { int j; for (j=0;j Avaliable[j]=Avaliable[j]-Request[j]; Allocation[i][j]=Allocation[i][j]+Request[j]; Need[i][j]=Need[i][j]-Request[j]; } return 1; } int safe()//安全性算法 { int i,k=0,m,apply,Finish[100]={0}; int j; int flag=0; Work[0]=Avaliable[0]; Work[1]=Avaliable[1]; Work[2]=Avaliable[2]; for(i=0;i apply=0; for(j=0;j if (Finish[i]==False&&Need[i][j]<=Work[j]){ apply++; if(apply==N){ for(m=0;m Work[m]=Work[m]+Allocation[i][m];//变分配数 Finish[i]=True; temp[k]=i; i=-1; k++; flag++; } } } } for(i=0;i if(Finish[i]==False){ cout<<"系统不安全"< return -1; } } cout<<"系统是安全的!"< cout<<"分配的序列:"; for(i=0;i cout< if(i } cout< return 0; } void share()//利用银行家算法对申请资源对进行判定 { char ch; int i=0,j=0; ch='y'; cout<<"请输入要求分配的资源进程号(0-"< cin>>i;//输入须申请的资源号 cout<<"请输入进程"< for(j=0;j { cout< cin>>Request[j];//输入需要申请的资源 } for (j=0;j if(Request[j]>Need[i][j])//判断申请是否大于需求，若大于则出错 { cout<<"进程"< cout<<" 分配不合理，不予分配！"< ch='n'; break; } else { if(Request[j]>Avaliable[j])//判断申请是否大于当前资源，若大于则 { //出错 cout<<"进程"< cout<<" 分配出错，不予分配!"< ch='n'; break; } } } if(ch=='y') { changdata(i);//根据进程需求量变换资源 showdata();//根据进程需求量显示变换后的资源 safe();//根据进程需求量进行银行家算法判断 } } void addresources(){//添加资源 int n,flag; cout<<"请输入需要添加资源种类的数量:"; cin>>n; flag=N; N=N+n; for(int i=0;i cout<<"名称:"; cin>>name[flag]; cout<<"数量:"; cin>>Avaliable[flag++]; } showdata(); safe(); } void delresources(){//删除资源 char ming; int i,flag=1; cout<<"请输入需要删除的资源名称："; do{ cin>>ming; for(i=0;i if(ming==name[i]){ flag=0; break; } if(i==N) cout<<"该资源名称不存在，请重新输入："; } while(flag); for(int j=i;j { name[j]=name[j+1]; Avaliable[j]=Avaliable[j+1]; } N=N-1; showdata(); safe(); } void changeresources(){//修改资源函数 cout<<"系统目前可用的资源[Avaliable]:"< for(int i=0;i cout< cout<<"输入系统可用资源[Avaliable]:"< cin>>Avaliable[0]>>Avaliable[1]>>Avaliable[2]; cout<<"经修改后的系统可用资源为"< for (int k=0;k cout< showdata(); safe(); } void addprocess(){//添加作业 int flag=M; M=M+1; cout<<"请输入该作业的最大需求量[Max]"< for(int i=0;i cout< cin>>Max[flag][i]; Need[flag][i]=Max[flag][i]-Allocation[flag][i]; } showdata(); safe(); } int main()//主函数 { int i,j,number,choice,m,n,flag; char ming; cout<<"\t---------------------------------------------------"< cout<<"\t|| ||"< cout<<"\t|| 银行家算法的实现 ||"< cout<<"\t|| ||"< cout<<"\t|| 08软工何丽茗 ||"< cout<<"\t|| ||"< cout<<"\t|| 20081344066 ||"< cout<<"\t---------------------------------------------------"< cout<<"请首先输入系统可供资源种类的数量:"; cin>>n; N=n; for(i=0;i { cout<<"资源"< cin>>ming; name[i]=ming; cout<<"资源的数量:"; cin>>number; Avaliable[i]=number; } cout< cout<<"请输入作业的数量:"; cin>>m; M=m; cout<<"请输入各进程的最大需求量("< for(i=0;i for(j=0;j cin>>Max[i][j]; do{ flag=0; cout<<"请输入各进程已经申请的资源量("< for(i=0;i for(j=0;j cin>>Allocation[i][j]; if(Allocation[i][j]>Max[i][j]) flag=1; Need[i][j]=Max[i][j]-Allocation[i][j]; } if(flag) cout<<"申请的资源大于最大需求量，请重新输入!\n"; } while(flag); showdata();//显示各种资源 safe();//用银行家算法判定系统是否安全 while(choice) { cout<<"\t-------------------银行家算法演示------------------"< cout<<" 1:增加资源 "< cout<<" 2:删除资源 "< cout<<" 3:修改资源 "< cout<<" 4:分配资源 "< cout<<" 5:增加作业 "< cout<<" 0:离开 "< cout<<"\t---------------------------------------------------"< cout<<"请选择功能号："; cin>>choice; switch(choice) { case 1: addresources();break; case 2: delresources();break; case 3: changeresources();break; case 4: share();break; case 5: addprocess();break; case 0: choice=0;break; default: cout<<"请正确选择功能号(0-5)!"< } } return 1; } 2.运行结果： 1)初始化状态： 2)为进程0分配资源： 3)为进程4分配资源： 五、实验总结 本程序的设计实现主要是用C++语言。程序设计过程中开始遇到的最大的问题是算法的结构设计问题，课本上只给了设计要求及简单的算法，要真正实现还需要考虑很多方面。在程序设计中先后参考了很多网络资料，也参考了一些别人写的的程序，让我彻底认识到自己的不足，也同时从中学到了更多。 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 操作系统课程设计银行家算法 第一章引言 1.1 课程设计目地： 操作系统是计算机系统的核心系统软件，它负责控制和管理整个系统的资源并组织用户协调使用这些资源，使计算机高效的工作。课程设计的目的是综合应用学生所学知识，通过实验环节，加深学生对操作系统基本原理和工作过程的理解，提高学生独立分析问题、解决问题的能力，增强学生的动手能力。 第二章银行家算法描述 2.1 银行家算法简介： 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。 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 )当前占有资源量之和。 2.2 银行家算法描述： 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。 2.3银行家算法原理 2.3.1银行家算法的思路 先对用户提出的请求进行合法性检查，即检查请求的是不大于需要的，是否不大于可利用的。若请求合法，则进行试分配。最后对试分配后的状态调用安全性检查算法进行安全性检查。若安全，则分配，否则，不分配，恢复原来状态，拒绝申请。 2.3.2 银行家算法中用到的主要数据结构 可利用资源向量 int Available[j] j为资源的种类。 最大需求矩阵 int Max[i][j] i为进程的数量。 分配矩阵 int Allocation[i][j] 需求矩阵 int need[i][j]= Max[i][j]- Allocation[i][j] 申请各类资源数量 int Request i[j] i进程申请j资源的数量 工作向量 int Work[x] int Finish[y] 2.3.3 银行家算法bank() 进程i发出请求申请k个j资源，Request i[j]=k (1)检查申请量是否不大于需求量：Request i[j]<=need[i,j],若条件不符重新 操作系统之调度算法和死锁中的银行家算法习 题答案 集团文件发布号：（9816-UATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY- 1. 有三个批处理作业，第一个作业 10:00 到达，需要执行 2 小时；第二个作业在10:10到达，需要执行 1 小时；第三个作业在 10:25 到达，需要执行 25 分钟。分别采用先来先服 务，短作业优先和最高响应比优先三种调度算法，各自的平均周转时间是多少？解： 先来先服务： （结束时间=上一个作业的结束时间+执行时间 周转时间=结束时间-到达时间=等待时间+执行时间） 按到达先后，执行顺序：1->2->3 短作业优先： 1)初始只有作业1，所以先执行作业1，结束时间是12:00，此时有作业2和3； 2)作业3需要时间短，所以先执行； 3)最后执行作业2 最高响应比优先： 高响应比优先调度算法既考虑作业的执行时间也考虑作业的等待时间，综合了先来先服务和最短作业优先两种算法的特点。 1)10:00只有作业1到达，所以先执行作业1； 2)12:00时有作业2和3， 作业2：等待时间=12:00-10:10=110m;响应比=1+110/60=2.8； 作业3：等待时间=12:00-10:25=95m，响应比=1+95/25=4.8； 所以先执行作业3 3)执行作业2 2. 在一单道批处理系统中，一组作业的提交时刻和运行时间如下表所示。试计算一下三种 作业调度算法的平均周转时间 T 和平均带权周转时间 W。 （ 1）先来先服务；（ 2）短作业优先（ 3）高响应比优先 解： 先来先服务： 作业顺序：1,2,3,4 短作业优先： 作业顺序： #define M 100 #include 《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； 1 1 操作系统课程设计报告课程名称：银行家算法 姓名：刘成启 学号：20101221149 班级：计算机1008班 指导老师：袁宁 共享资源分配与银行家算法 一、实验目的 [问题描述] 本题主要内容是模拟实现资源分配。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。 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。 二、实验内容 [基本要求]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，实现资源分配，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，输出运行结果。 [方案设计及开发过程] 1银行家分配算法，顾名思义是来源于银行的借贷业务，一定数量的本金要应多个客户的借贷周转，为了防止银行加资金无法周转而倒闭，对每一笔贷款，必须考察其是否能限期归还。在操作系统中研究资源分配策略时也有类似问题，系统中有限的资源要供多个进程使用，必须保证得到的资源的进程能在有限的时间内归还资源，以供其他进程使用资源。如果资源分配不得到就会发生进程循环等待资源，每个进程都无法继续执行下去的死锁现象。 把个进程需要和已占有资源的情况记录在进程控制中，假定进程控制块PCB其中“状态”有就绪态、等待态和完成态。当进程在处于等待态时，表示系统不能满足该进程当前的资源申请。“资源需求总量”表示进程在整个执行过程中总共要申请的资源量。显然，每个进程的资源需求总量不能超过系统拥有的资源总数, 银行算法进行资源分配可以避免死锁. 2.算法描述 银行家算法: 设进程I提出请求Request[N]，则银行家算法按如下规则进行判断。 (1)如果Request[N]<=NEED[I，N]，则转(2)；否则，出错。 (2)如果Request[N]<=A V AILABLE，则转(3)；否则，出错。 (3)系统试探分配资源，修改相关数据： A V AILABLE=A V AILABLE-REQUEST ALLOCATION=ALLOCATION+REQUEST NEED=NEED-REQUEST (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。 3．安全性检查 操作系统教程 ——银行家算法院系计算机与软件学院 班级08软件工程2班 学号20081344066 姓名何丽茗 一、实验目的 银行家算法是避免死锁的一种重要方法。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。 二、实验内容 根据银行家算法的基本思想，编写和调试一个实现动态资源分配的模拟程序，并能够有效地防止和避免死锁的发生。 三、实验方法 1.算法流程图 2.算法数据结构 1)可利用资源向量Available ，它是一个最多含有100个元素的数组，其中的每一个元 素代表一类可利用的资源的数目，其初始值是系统中所配置的该类全部可用资源数目。 其数值随该类资源的分配和回收而动态地改变。如果Available（j）=k，标是系统中现有j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，表示进程i需要j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，它定义了系统中的每类资源当前一分 配到每一个进程的资源数。如果Allocation（i，j）=k，表示进程i当前已经分到j 类资源的数目为k。Allocation i表示进程i的分配向量，有矩阵Allocation的第i 行构成。 4)需求矩阵Need，这还是一个n×m的矩阵，用以表示每个进程还需要的各类资源的数目。 如果Need（i，j）=k，表示进程i还需要j类资源k个，才能完成其任务。Need i表示进程i的需求向量，由矩阵Need的第i行构成。 5)上述三个矩阵间存在关系：Need（i，j）=Max（i，j）-Allocation（i，j）； 3.银行家算法 设Request[i] 是进程i的请求向量，如果Request[i，j]=K,表示进程i需要K个j 类型的资源。当i发出资源请求后，系统按下述步骤进行检查： 1)如果Request i≤Need，则转向步骤2；否则，认为出错，因为它所请求的资源数已超 过它当前的最大需求量。 2)如果Request i≤Available，则转向步骤3；否则，表示系统中尚无足够的资源满足i 的申请，i必须等待。 3)系统试探性地把资源分配给进程i，并修改下面数据结构中的数值： Available = Available - Request i Allocation i= Allocation i+ Request i Need i= Need i - Request i 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。如果安全才正式 将资源分配给进程i，以完成本次分配；否则，将试探分配作废，恢复原来的资源分配 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， 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：①Work∶=Available; ②Finish (2) 从进程集合中找到一个能满足下述条件的进程：①Finish［i］=false; ②Need［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 计算机操作系统实验报告 一、实验名称：银行家算法 二、实验目的：银行家算法是避免死锁的一种重要方法，通过编写一个简 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。 三、问题分析与设计： 1、算法思路：先对用户提出的请求进行合法性检查，即检查请求是 否大于需要的，是否大于可利用的。若请求合法，则进行预分配，对分配后的状态调用安全性算法进行检查。若安全，则分配；若不安 全，则拒绝申请，恢复到原来的状态，拒绝申请。 2、银行家算法步骤：（1）如果Requesti＜or =Need,则转向步骤(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Request＜or=Available,则转向步骤（3）；否则，表示系统中尚无足够的资源，进程必须等待。 （3）系统试探把要求的资源分配给进程Pi,并修改下面数据结构中的 数值： Available=Available-Request[i]; Allocation=Allocation+Request; Need=Need-Request; (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。 3、安全性算法步骤： （1）设置两个向量 ①工作向量Work。它表示系统可提供进程继续运行所需要的各类资源数目，执行安全算法开始时，Work=Allocation; ②布尔向量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，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： ①Finish[i]=false ②Need 操作系统课程设计－银行家算法(流程图+源代码+设计报告) 一、实验目的： 熟悉银行家算法，理解系统产生死锁的原因及避免死锁的方法,加深记意。 二、实验要求： 用高级语言编写和调试一个描述银行家算法的程序。 三、实验内容： 1、设计一个结构体，用于描述每个进程对资源的要求分配情况。包括：进程名——name[5]，要求资源数目——command[m]（m类资源），还需要资源数目——need[m]，已分配资源数目——allo[m]。 2、编写三个算法，分别用以完成：①申请资源； ②显示资源；③释放资源。（动态完成） 四、程序流程图 五、源程序：最新版本：bk5.c /*bk2.c::可以自定义进程及资源数目,可选择读文件或创建新文件,但不超过10,5*/ /*可修改# define NP 10*/ /* # define NS 5 */ /*资源种类*/ /*bk3.c::可以继续分配资源（〉2）*/ /*bk4.c::可保存分析结果*/ /*bk5.c::除以上功能外，对暂时不能分配的可以进行另外一次尝试,并恢复已分配的资源*/ /* 四、程序流程图： 五、源程序：最新版本：bk5.c /*bk2.c::可以自定义进程及资源数目,可选择读文件或创建新文件,但不超过10,5*/ /*可修改#define NP10*/ /* #define NS5*//*资源种类*/ /*bk3.c::可以继续分配资源（〉2）*/ /*bk4.c::可保存分析结果*/ /*bk5.c::除以上功能外，对暂时不能分配的可以进行另外一次尝试,并恢复已分配的资源*/ #include "string.h" #include "stdio.h" #include"dos.h" #include"conio.h" #define MOVEIN1 #define GUIYUE2 #define ACC3 #define OK1 #define ERROR0 #define MAXSH7 #define MAXSHL10 #define MAXINPUT50 #define maxsize 100 int act; int ip=0; int line=0; /*line为要写的行号，全局变量*/ int writeok; int right; char wel[30]={"Welcome To Use An_Li System"}; char ente[76]={" 警告：未经作者同意不得随意复制更改！"}; char rights[40]={"Copyright (c)2002"}; struct date today; sssssssssssss; ttttttttttttt {int data[maxsize]; int top; }stack; int emptystack(stack*S) {if(S->top==48&&S->data[S->top]==35)return(1); /*35is'#'*/ else return(0); } int push(stack*S,int x) {if(S->top>=maxsize-1)return(-1); else{S->top++; S->data[S->top]=x; return(0); } 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； 计算机操作系统实验报告 一、实验名称:银行家算法 二、实验目得:银行家算法就是避免死锁得一种重要方法,通过编写 一个简单得银行家算法程序,加深了解有关资源申请、避免死锁 等概念，并体会与了解死锁与避免死锁得具体实施方法。 三、问题分析与设计： 1、算法思路:先对用户提出得请求进行合法性检查，即检查请 求就是否大于需要得，就是否大于可利用得.若请求合法，则进 行预分配,对分配后得状态调用安全性算法进行检查。若安全, 则分配；若不安全，则拒绝申请，恢复到原来得状态,拒绝申请。 2、银行家算法步骤:（1）如果Ｒequｅsｔi＜or＝Need,则转 向步骤（2）；否则，认为出错，因为它所需要得资源数已超过 它所宣布得最大值。 (2）如果Ｒequest〈or＝Available，则转向步骤（3）；否则，表 示系统中尚无足够得资源，进程必须等待。 （3）系统试探把要求得资源分配给进程Pｉ,并修改下面数据结 构中得数值： Ａvailablｅ=Aｖａilabｌｅ—Requｅst［i]； Allｏcatiｏn＝Ａｌlocatiｏn＋Ｒeｑuest; Nｅed=Need-Rｅquest; （4)系统执行安全性算法，检查此次资源分配后,系统就是否处于安全状态。 ３、安全性算法步骤： (１）设置两个向量 ①工作向量Work。它表示系统可提供进程继续运行所需要得各类资源数目,执行安全算法开始时,Work=Ａllｏcａtion； ②布尔向量Fｉnisｈ。它表示系统就是否有足够得资源分配给进程，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，令Finisｈ［i]＝true。 (2)从进程集合中找到一个能满足下述条件得进程: ①Ｆiniｓh［i］=ｆalｓe ②Need＜or=Work 如找到，执行步骤(3)；否则，执行步骤（4）。 (３)当进程P获得资源后,可顺利执行，直至完成，并释放出分配给它得资源,故应执行： Worｋ=Wｏrk+Alｌｏcation; Finish[i]＝truｅ； 转向步骤（2). (4)如果所有进程得Fｉniｓh［i]=truｅ,则表示系统处于安全状态;否则,系统处于不安全状态. 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？ 昆明理工大学信息工程与自动化学院学生实验报告 （2010 —2011 学年第二学期） 课程名称：操作系统开课实验室：计算中心444 2011 年 4 月28 日 一、实验目的 通过编写银行家算法，要求学生进一步掌握如何实现死锁的避免，进一步熟练使用数组进行程序的设计及实现。 二、实验原理及基本技术路线图（方框原理图） 用C语言或C++语言开发。实现银行家算法、安全性检测算法。 银行家算法就是对每一个请求进行检查，检查如果满足它是否会导致不安全状态。若是，则不满足该请求；否则便满足。利用银行家算法，我们可以来检测CPU为进程分配资源的情况，决定CPU是否响应某进程的的请求并为其分配资源，从而很好避免了死锁的产生。 算法的思路：先对用户提出的请求进行合法性检查，即检查请求是否大于需要的，是否大于可利用的。若请求合法，则进行预分配，对分配后的状态调用安全性算法进行检查。若安全，则分配；若不安全，则拒绝申请，恢复到原来的状态，拒绝申请。 银行家算法的步骤：（1）如果Request＜or =Need,则转向步骤(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Request＜or=Available,则转向步骤（3）；否则，表示系统中尚无足够的资源，进程必须等待。 （3）系统试探把要求的资源分配给进程Pi,并修改下面数据结构中的数值： Available=Available-Request[i]; Allocation=Allocation+Request; Need=Need-Request; (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。 安全性检测算法：（1）设置两个向量 ①工作向量Work。它表示系统可提供进程继续运行所需要的各类资源数目，执行安全算法开始时，Work=Allocation; ②标志向量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]=0，当有足够资源分配给进程时，令Finish[i]=1。 （2）从进程集合中找到一个能满足下述条件的进程： ①Finish[i]=0 ②Need用银行家算法实现资源分配
(完整word版)操作系统 银行家算法
操作系统之调度算法和死锁中的银行家算法习题答案
银行家算法代码c语言编写
《银行家算法的模拟实现》—实验报告
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 页脚内容操作系统实验2银行家算法
银行家算法c++语言(流程图代码全)
操作系统课程设计(银行家算法的模拟实现)
操作系统实验四-银行家算法
银行家算法的实现
银行家算法实验报告
#操作系统课程设计-银行家算法(流程图 源代码 设计报告)
编程序模拟银行家算法
计算机操作系统银行家算法实验报告
1银行家算法是一种算法
银行家算法实验报告 昆工