操作系统实验四-银行家算法

学号P7******* 专业计算机科学与技术姓名实验日期2017。

11.9 教师签字成绩实验报告【实验名称】银行家算法【实验目的】掌握银行家算法，用银行家算法模拟操作系统避免死锁的方法【实验原理】银行家算法又称“资源分配拒绝"法，其基本思想是,系统中的所有进程放入进程集合，在安全状态下系统受到进程的请求后试探性的把资源分配给他，现在系统将剩下的资源和进程集合中其他进程还需要的资源数做比较，找出剩余资源能满足最大需求量的进程，从而保证进程运行完成后还回全部资源。

这时系统将该进程从进程集合中将其清除。

此时系统中的资源就更多了.反复执行上面的步骤，最后检查进程的集合为空时就表明本次申请可行,系统处于安全状态，可以实施本次分配，否则，只要进程集合非空，系统便处于不安全状态，本次不能分配给他。

请进程等待用C语言编写一个简单的银行家算法模拟程序，用银行家算法实现资源分配.程序能模拟多个进程共享多种资源的情形.进程可动态地申请资源，系统按各进程的申请动态地分配资源。

要求程序具有显示和打印各进程的某一时刻的资源分配表和安全序列；显示和打印各进程依次要求申请的资源数量以及为某进程分配资源后的有关资源数据的情况【数据结构和符号说明】可利用资源向量Available最大需求矩阵Max分配矩阵Allocation需求矩阵Need工作向量Work标记向量Finishchar name[100］［10]；//定义最大100个进程，每个大小为10int Max[100]［100]; //定义int Allocation［100］[100］;//可利用资源向量资源数int Need［100][100]；//需求矩阵int avaiable［100]；//系统可利用资源int avaiable1［100］;int state[100]；//进程状态数组char name1［100]［10]；//进程名int bigger; ;//是否大于int N; //进程数int n; //资源数int counter;函数：void Input（)//输入函数void Init()//初始化void output（）//输出安全序列或等待void insert_pcb（)//请求进程或更新进程void show（)//显示界面与选择int CmpRequestAvailable（int Pos，int n）//比较Request和Available的大小int CmpRequestNeed（int Pos，int n）//比较Request和Need的大小void Reset(int n,int Pos）//更新request之后的Need，Allocation，Available 的值void Banker()//银行家算法【实验流程图及算法实现】用C语言编写一个简单的银行家算法模拟程序，用银行家算法实现资源分配。

《操作系统》课程实验报告实验名称：银行家算法姓名：学号：地点：指导老师：专业班级：一、实验目的：1)对死锁避免中的银行家算法做进一步的理解。

2)加深理解死锁的概念3)加深理解安全序列和安全状态的概念4)通过编程，掌握银行家算法分配资源的一步步实现过程二、实验内容：1）给出系统可用资源向量2）给出当前状态系统中各个进程的资源分配情况3）根据系统当前资源状态和各个进程的资源分配情况，判断系统是否处于安装状态，若系统处于安全状态，给出所有的安全序列和每一个安全序列所对应的资源分配图，若系统不处于安全序列，则发出死锁警告。

三、实验主要代码/**银行家算法（实现所有存在路径的查找）*///构造进程单位struct Process{string p_name; //进程的名称int Max[N]; //进程对于各个资源的最大需求数目int Allocation[N]; //进程已经得到的各个资源的数目int Need[N]; // 进程对各个资源所需要的数目};int p_num, s_num; // 进程数、资源种类static struct Process P[N];int Available[N]; //系统中各个资源可用的数目void dfs(int step){/**银行家算法（实现所有存在路径的查找）搜寻所有的安全序列 */for (int i = 0; i < p_num; i++){back_time++; // 找到当前安全序列的时间点int flag = 0;if (vis[i]) continue;//判断现有的系统资源是否满足该进程的需求for (int j = 0; j < s_num; j++){if (Available[j] < P[i].Need[j]){flag = 1;break;}}if (flag) continue;vis[i] = true;//该进程运行完毕ans[step] = i;//将这个可以运行的进程编号存入数组当中// 回收资源for (int j = 0; j < s_num; j++)Available[j] += P[i].Allocation[j];//如果所有的进程都全部执行完毕if (step == p_num)Print(ans, p_num);dfs(step + 1);vis[i] = false;for (int j = 0; j < s_num; j++)Available[j] -= P[i].Allocation[j];}}四、实验过程分析本次实验的主要任务是实现银行家算法，通过输入当前某一时刻系统的资源数目和所有进程相关的资源信息，然后通过算法的实现判断当前系统是否处于不安全状态，如果是处于安全状态那么找到所有的安全序列。

银行家算法实验报告银行家算法实验报告引言：在计算机科学领域中，银行家算法是一种用于避免死锁的资源分配算法。

它是由荷兰计算机科学家艾兹赫尔·迪科斯彻在1965年提出的。

银行家算法通过合理的资源分配和安全性检查，确保系统中的进程能够安全地执行，避免了资源竞争和死锁的发生。

本篇文章将详细介绍银行家算法的原理、实验设计和结果分析。

一、银行家算法的原理银行家算法基于资源的最大需求和可用性进行资源分配。

它将系统中的资源分为若干类别，并为每个类别分配一个初始数量。

当进程请求资源时，银行家算法会检查该请求是否能够满足，如果满足则分配资源，否则将进程置于等待状态。

算法的核心思想是避免分配资源后导致系统无法满足其他进程的资源需求，从而避免死锁的发生。

二、实验设计为了验证银行家算法的有效性，我们设计了一个模拟实验。

实验中，我们创建了一个包含多个进程和资源的系统，并模拟了进程对资源的请求和释放。

每个进程都有自己的资源需求和最大需求量，系统中的资源总量也是有限的。

首先，我们初始化系统的资源数量和每个进程的最大需求量。

然后，模拟进程的请求和释放过程。

当一个进程请求资源时，银行家算法会检查该请求是否能够满足，如果满足则分配资源，否则将进程置于等待状态。

当一个进程释放资源时，系统将回收该资源并重新分配给其他进程。

实验的关键是设计合理的资源分配策略和进程请求顺序，以模拟不同的场景。

我们通过调整进程的最大需求量和资源数量，观察系统的运行情况和死锁的发生情况。

三、实验结果分析通过多次实验，我们得出了以下结论：1. 资源数量的合理分配对避免死锁非常重要。

如果资源数量过少，无法满足进程的最大需求量，系统容易发生死锁。

如果资源数量过多，系统的资源利用率低，效率低下。

因此，需要根据系统的实际需求合理分配资源数量。

2. 进程的最大需求量与资源数量的关系也是影响死锁的重要因素。

当进程的最大需求量超过系统资源数量的一半时，系统容易发生死锁。

银行家算法xxx711103xx2012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)。

操作系统实验报告二一：实验标题：实现死锁避免算法：银行家算法。

二：实验环境：操作系统：windows7编译器：Visual Studio 2010三：设计方案：1.实验目的通过程序模拟银行家算法，理解如何应用银行家算法避免死锁。

2.实验手段直接在C源程序定义整形进程数量、资源种类；用2维数组表示最大需求、已分配的资源。

从文件获取相关数量。

3.验证方式检验当前资源是否有安全序列，是的话输出安全序列。

四：实验代码：#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#define P_num 5#define R_num 3int Allocation[P_num][R_num],Avaliable[R_num],Max[P_num][R_num]; int Need[P_num][R_num];int compare(int *a,int *b,int n){ int i;for(i = 0;i < n;i ++)if(a[i] < b[i])return 0;return 1;}void add(int *a,int *b,int n){ int i;for(i = 0;i < n;i++)a[i] += b[i];}void substract(int *a,int *b,int n){ int i;for(i = 0;i < n;i++)a[i] -= b[i];}void assign(int *a,int *b,int n){ int i;for(i = 0;i < n;i ++)a[i] = b[i];}void input(){FILE *fp;int i,j;if((fp = fopen("banker.txt","r")) == 0){ printf("cannot open the file");exit(0);}for(i = 0;i < P_num; ++i)for(j = 0;j < R_num; ++j){fscanf(fp,"%d",&Allocation[i][j]);}for(i = 0;i < P_num; ++i)for(j = 0;j < R_num; ++j){fscanf(fp,"%d",&Max[i][j]);}for(j = 0;j < R_num; ++j){fscanf(fp,"%d",&Avaliable[j]);}fclose(fp);for(i = 0;i < P_num; ++i)for(j = 0;j < R_num; ++j){Need[i][j] = Max[i][j] - Allocation[i][j];}}int issafe(int *sp){int i;int count = 0;int n = 0;int work[R_num],finish[P_num];assign(work,Avaliable,R_num);for(i = 0;i < P_num;i ++)finish[i] = 0;n = P_num;while(n --){for(i = 0;i < P_num;i ++)if((finish[i] == 0) && compare(work,Need[i],R_num)){ add(work,Allocation[i],R_num);finish[i] = 1;sp[count] = i;count ++;}if(count >= P_num)return 1;}return 0;}int request(int pid,int *r,int n){int i;int sp[P_num];if(compare(Need[pid],r,n) == 1 && compare(Avaliable,r,n) == 1){ substract(Avaliable,r,n);add(Allocation[pid],r,n);substract(Need[pid],r,n);if(issafe(sp)){printf("Security Path:\n\t");for(i = 0;i < P_num;i ++)printf("p[%d] ",sp[i]);printf("\n");return 1;}else{add(Avaliable,r,n);substract(Allocation[pid],r,n);add(Need[pid],r,n);printf("no Security Parh on this request\n");return 0;}}else{printf("no Security Parh on this request\n");return 0;}}void main(){int id,i;int r[R_num],sp[P_num];input();if(issafe(sp)){printf("Security Path:\n\t");for(i = 0;i < P_num;i ++)printf("p[%d] ",sp[i]);printf("\n");}elseprintf("failed\n");printf("input the new request's id:");scanf("%d",&id);printf("input the new request:");for(i = 0;i < R_num;++ i)scanf("%d",&r[i]);request(id,r,R_num);}banker.txt文件内容：0 1 02 0 03 0 22 1 10 0 27 5 33 2 29 0 22 2 24 3 33 3 2所得结果：Security Path:P[1] p[3] p[4] p[0] p[2] Intput the new request's id:0Input the new request:0 2 0Security Path:p[3] p[1] p[2] p[0] p[4] 问题和想法：。

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］=ｆalｓe②Need＜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.四、程序源代码:#includｅ〈ｓｔdio、h＞#definｅ W 5/／最大进程数Ｗ=5#deｆine R 3//最大资源总数＝3int Avａｉｌａbｌｅ［3］；／/可利用资源向量iｎt Maｘ［5]［3］;//最大需求矩阵ｉnt Ａlloｃａtion［5］[３］； //分配矩阵ｉｎｔNｅed[5][3];／/需求矩阵iｎt Ｒequeｓt[3］;//进程请求向量ｖoｉd dｉｓpose（）｛prｉntf(”请输入可利用资源向量Avaiｌaｂle(格式:a，b，ｃ)\ｎ”）;sｃａnｆ（＂％d，%d，%d”,&Available［０］，&Avａilablｅ［1],＆Availaｂle[2］）;prｉnｔf（”请输入最大需求数Max（格式:a，b,c）\n"）；ｆor（iｎt j=0;ｊ<5；j++）｛prｉntf("进程%ｄ：\n”，j）；ﻩｓｃａnf(＂%d，％d，％d"，＆Mａx［j]［0］，&Mａx［j］[1］，&Mａｘ［j］［2］）；}priｎtf（"请输入分配数Allocａtion（格式:a，b，c）＼n");for(j＝０;j〈5；ｊ++）{prｉnｔf（＂进程％d\ｎ”,j）;scanf（”%d，％d，％d",&Ａllocaｔion[j］[0］,＆Allocati ｏn[j］[1］,＆Ａlloｃａtｉｏｎ[ｊ］[2］）;}/／输入Max［5］［3］,Ａvａilable［5］[3］,Ａlｌocaｔiｏｎ[5］［3］foｒ(j＝0；j〈5；ｊ+＋)ｆｏr(int i=0；i〈３；i++）Nｅeｄ［j]［ｉ]=Max［j］［i］—Alloｃatｉｏｎ[j］[i］；//求出Ｎeeｄ［5][3］}mａin（）{ﻩprinｔｆ（”银行家算法 \ｎ"）;dispoｓe(）；pｒintf（"安全性检查\n"）;ｉnｔ Wｏrｋ[３］;//系统可提供进程继续运行所需得各类资源数char Fｉｎish［5］;/／表示系统就是否有足够得资源分配fｏr(int i=0；ｉ<5;i＋+)Fiｎish［i]='f'；for（iｎｔｋ=0;k＜３；ｋ+＋）Work[k］=Aｖaiｌable［k］；ｉnｔ q［5］；fｏｒ(int x＝0；x〈50；x+＋)｛prinｔf（”请输入一个序列：＼n”）；ｓcaｎf（"％ｄ,％d，％d,%d，％d",＆ｑ[０],&ｑ[1],＆ｑ［2]，＆q[3］,＆q［４］)；for（ｉ=0；i<5；i＋+)｛if(（Need[q［ｉ]］［０］〈=Woｒk［0］)&＆（Need［q[i］]［1]〈=Wｏrk[1］)＆&（Ｎeeｄ［ｑ［i］][2］＜=Woｒk[２］))//比较Ｎeed[i]［j]与Ｗoｒk［j]{ﻩ fｏr(ｋ=０;ｋ＜3；k＋＋）Woｒk［k］=Woｒk[k］+Alloｃaｔiｏn[q[i］]［k];ﻩ Fiｎｉsｈ[ｉ］＝＇t'；ﻩ}｝ｉf（(Finish［0］==＇ｔ’)&&(Fiｎish[１]==’t＇）&＆(Fin ｉｓｈ［2]=＝＇ｔ＇)＆＆（Fiｎiｓh［3］=＝'ｔ＇）＆＆（Fin ｉｓh［4］＝=＇t＇）)/／通过Ｆinisｈ［i］判断系统就是否安全ﻩｂｒeak;elseﻩprintｆ（＂此序列不就是安全序列,请重新输入一个序列!\ｎ"）；ﻩiｆ(x==49）ﻩrｅtｕrｎ 0;}prinｔf（＂这个系统安全！\n"）；int a；priｎtf("请输入Reqｕeｓｔ进程:＼n”)；scanｆ（”％ｄ”，＆a)；priｎtf("该进程Ｒeｑuｅst（a,ｂ,c）\ｎ＂)；ｓcａｎf（＂％d,%ｄ,％ｄ"，＆Requｅst［0］，＆Rｅquｅｓｔ[1]，＆Ｒeｑuｅsｔ［2］);/／输入请求量Requｅｓt［3]if（（Ｒequest［０］<=Neeｄ［ａ］［０］）&&（Request[１］<=Ｎeeｄ[a］[1]）&＆(Reqｕeｓt［2]〈＝Ｎeｅｄ[a］[２]））//判断Ｒｅｑuｅｓt[i］<=Need［ａ]［i]{if(（Request[0]＜=Neｅｄ[a］[0］）&＆(Ｒeqｕｅsｔ[0]<=Ｎeeｄ[a][1］)&＆(Rｅquｅst[0］〈=Neｅd[a］［２］））／/判断Ｒｅquest[i］<=Avａilable［ａ］［i]ﻩ{ﻩfor（iｎｔ k=0；k<3;k＋＋)｛ﻩＡvａilａｂle[k]＝Avaｉlable[k]—Request[k］；ﻩAlloｃatioｎ[ａ][k］=Alｌocaｔion［ａ］［ｋ］+Ｒeques ｔ［ｋ]；ﻩNeed[a］[k］=Need［a］［k]—Rｅquest[ｋ］;ﻩﻩﻩ//如果上述判断成功，则修改相应得Availaｂle［k］，Allocation ［a］［ｋ］，Ｎeed[ａ］[k］ﻩﻩ｝ﻩpｒintｆ（"资源分配成功!\n”）;ﻩ｝ﻩelｓe{ﻩｐｒiｎtf（”资源分配失败！\n＂)；rｅｔurn 0；ﻩ}｝else{pｒｉntf（"资源分配失败！\ｎ"）；ﻩreturn ０；}}程序截图:五、实验总结多个进程同时运行时，系统根据各类系统资源得最大需求与各类系统得剩余资源为进程安排安全序列，使得系统能快速且安全地运行进程，不至发生死锁。

实验四：银行家算法的实现一．实验目的（1）加深了解有关资源申请、避免死锁等概念。

（2）体会和了解死锁和避免死锁的具体实施方法。

二．实验属性该实验为设计性实验。

三．实验仪器设备及器材普通PC386以上微机四．实验要求本实验要求2学时完成。

本实验要求完成如下任务：（1）设计进程对各类资源最大申请表示及初值的确定。

（2）设定系统提供资源的初始状况。

（3）设定每次某个进程对各类资源的申请表示。

（4）编制程序，依据银行家算法，决定其资源申请是否得到满足。

（5）显示资源申请和分配时的变化情况。

五、实验设计及其思路数据结构：Available[m] 用来表示可利用资源的数目初始值是该类全部可用资源的数目。

MAX[n][m] 用来定义n个进程中的每一个进程对m类资源的最大需求Allocation[i][j] 用来表示i个进程中的每一个进程对j类资源已经拥有的数值Need[i][j] 用来表示i个进程中的每一个进程对j类资源还需要的数值在此程序中通过输入输出流从txt文档中读取数据进入以上数据数组中通过控控制台向request[i][j]数组输入值 此数组用来表示进程i 向j 资源请求申请资源个数 银行家算法流程图开始进程发出资源请求（request ）所需要资源小于目前最大值Request<=need所需要资源小于可利用值Request<=avilable把资源分配给此进程并改变相关数值安全性算法 返回值是Y否出错（该系统无法执行此类进程）该进程暂时无法获得此资源 需等待还原相关数据是否分配成功结束是是否安全性算法流程图六 输出结果向其中输入三组数据1 p1发出请求向量request （1,0,2） 正确结果为分配资源2 p4发出请求向量request （3,3,0） 正确结果会产生安全问题要等待3 p0发出请求向量request （0,2，0）正确结果产生安全隐患需等待开始定义可以用的资源数目work 还有是否能在有限的资源条件下完成线程的标志finish ，并给他们所有的线程都可以顺利完成count 等于进程总数 尽可能多的找到满足（finish==false 和need<=work 这两个条件的线程）并对资源做相应的更改更改次数用count 计录 返回 N返回Y 结束是 否七、代码#include<iostream.h>#include<fstream.h>#include<stdio.h>int *avilable;//表示现在可利用的各类资源的数目int **max1;//用二维数组存储各给线程最多能够申请到个资源的数目int **allocation;//用二维数组存储目前各个线程已占用各类资源的数量int **need;//用二维数组存储目前每个进程还需要各类资源的数量方能完成工作int*xiancheng;//用来存储安全序列int m,n;//m用来记录资源的总数，n用来计算进程的总数void show();//用来向控制台输出allocation，needmax1，avilable的数据int correct();//安全性算法void createavilable();//为目前可利用资源赋初值void createmax();//为每一个进程对各类资源的最大需求赋初值void createallocation();//为目前各个进程已经申请到的资源赋初值void createneed();//为完成该进程所需要的各类资源数量赋初值int banker();//银行家算法int main(){ int choice=1;createavilable();createmax();createallocation();createneed();while(choice!=0){banker();cout<<"请输入你的选择（1继续，2重来 0 退出）"<<endl;cin>>choice;if(choice==1) show();if(choice==2){createavilable();createmax();createallocation();createneed(); }}return 0;}void createavilable(){ifstream inFile;int i;i=0;inFile.open("avilable.txt");//从txt文件中读取数据为其赋值inFile>>m;inFile.get();avilable=new int[m];cout<<"avilable:"<<endl;cout<<"a"<<'\t'<<"b"<<'\t'<<"c"<<endl;while(inFile){inFile>>avilable[i];cout<<avilable[i]<<'\t';//显示到控制台上char c;inFile.get(c);//用来准确定读取时位真正的结束位置i++;}cout<<endl;}void createmax(){ifstream inFile1;inFile1.open("max.txt");inFile1>>n;inFile1.get();max1=new int*[n];//实现为二维数组动态分配内存for(int k=0;k<n;k++)max1[k]=new int[m];cout<<"max:"<<endl;cout<<'\t'<<"a"<<'\t'<<"b"<<'\t'<<"c"<<endl;for(int i=0;i<n;i++){ cout<<"p"<<i<<'\t';for(int j=0;j<m;j++){ if(inFile1) inFile1>>max1[i][j];cout<<max1[i][j]<<'\t';}cout<<endl;}}void createallocation(){ifstream inFile1;inFile1.open("allocation.txt");allocation=new int*[n];for(int k=0;k<n;k++)allocation[k]=new int[m];cout<<"allocation:"<<endl;cout<<'\t'<<"a"<<'\t'<<"b"<<'\t'<<"c"<<endl;for(int i=0;i<n;i++){ cout<<"p"<<i<<'\t';for(int j=0;j<m;j++){ if(inFile1) inFile1>>allocation[i][j]; cout<<allocation[i][j]<<'\t';}cout<<endl;}}void createneed(){need=new int*[n];for(int k=0;k<n;k++)need[k]=new int[m];cout<<"need:"<<endl;cout<<'\t'<<"a"<<'\t'<<"b"<<'\t'<<"c"<<endl;for(int i=0;i<n;i++){ cout<<"p"<<i<<'\t';for(int j=0;j<m;j++){ need[i][j]=max1[i][j]-allocation[i][j];//根据max allocation和need的关系为need赋值cout<<need[i][j]<<'\t';}cout<<endl;}}int correct(){int *work;//工作向量bool *finish,flag;//finish用来表示进程是否可以在特定的资源下完成工作，flag用来标记循环是否结束int i, k,count1,count;work=new int[m];xiancheng=new int[m];for( i=0;i<m;i++)work[i]=avilable[i];finish=new bool[n];//初值都为falsefor(k=0;k<n;k++)finish[k]=false;count=0;do{for(i=0;i<n;i++){flag=false;count1=0;for(k=0;k<m;k++)if(need[i][k]<=work[k]) count1++;//判断i个进程对各类资源的需要是小于该类资源的工作数量并记录小于的个数else break;if(count1==m&&finish[i]==false)//判断对每类资源来说都是所需小于工作数量并且该类线程并没有完成任务{ for(k=0;k<m;k++){work[k]=work[k]+allocation[i][k];finish[i]=true;flag=true;}xiancheng[count]=i;count++;}}}while(flag==true);//可能多的找到满足（finish==false和need<=work 这两个条件的线程）并对资源做相应的更改更改次数用count计录cout<<count<<endl;if(count==n)return 1;elsereturn 0;}int banker(){int *request,i,j,count;request=new int[m];//资源请求i=count=0;cout<<"哪个进程请求资源"<<endl;cin>>j;cout<<"请依次输入a，b,c资源的请求数"<<endl;while(i<m) {cin>>request[i]; i++;}for(i=0;i<m;i++)if(request[i]<=need[j][i]) count++;else break;if(count!=m) //判断所需要资源小于目前最大值Request<=need {cout<<"此操系统不能完成这个进程"<<endl;return 0;}count=0;for(i=0;i<m;i++)if(request[i]<=avilable[i]) count++;else break;if(count!=m)//所需要资源小于可利用值Request<=avilable {cout<<"现在可利用资源不能满足需要，需要等候"<<endl; return 0;}for(i=0;i<m;i++){avilable[i]=avilable[i]-request[i];allocation[j][i]=allocation[j][i]+request[i];need[j][i]=need[j][i]-request[i];}if(correct()==1)//安全性算法{cout<<"可以将资源分配给"<<"p"<<j<<"进程，其中安全序列可以是："<<endl;for(i=0;i<n;i++)cout<<"p"<<xiancheng[i]<<'\t';cout<<endl;}else{cout<<"因为会造成系统不安全，所以不分配资源给"<<"p"<<j<<"进程"<<endl;for(i=0;i<m;i++){avilable[i]=avilable[i]+request[i];allocation[j][i]=allocation[j][i]-request[i];need[j][i]=need[j][i]+request[i];}}return 0;}void show(){ int i,j;cout<<"avilable:"<<endl;cout<<"a"<<'\t'<<"b"<<'\t'<<"c"<<endl;for( i=0;i<m;i++)cout<<avilable[i]<<'\t';cout<<endl;cout<<"max:"<<endl;cout<<'\t'<<"a"<<'\t'<<"b"<<'\t'<<"c"<<endl;for( i=0;i<n;i++){ cout<<"p"<<i<<'\t';for( j=0;j<m;j++){cout<<max1[i][j]<<'\t';}cout<<endl;}cout<<"allocation:"<<endl;cout<<'\t'<<"a"<<'\t'<<"b"<<'\t'<<"c"<<endl; for(i=0;i<n;i++){ cout<<"p"<<i<<'\t'; for( j=0;j<m;j++){cout<<allocation[i][j]<<'\t';}cout<<endl;}cout<<"need:"<<endl;cout<<'\t'<<"a"<<'\t'<<"b"<<'\t'<<"c"<<endl; for( i=0;i<n;i++){cout<<"p"<<i<<'\t';for( j=0;j<m;j++){cout<<need[i][j]<<'\t';}cout<<endl;}}。

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]=false②Need<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，并释放出分配给它的资源，故应执行：Work=Work+Allocation;Finish[i]=true;转向步骤（2）。

银行家算法1．目的和要求本实验的目的是通过银行家算法模拟设计，了解死锁避免的基本原理，掌握安全状态和银行家算法算法。

2．实验内容用高级语言实现银行家算法，避免系统中的进程陷入死锁状态。

3．实验环境4．实验提示4.1 银行家算法在实施资源分配之前，先计算该次分配后所产生的状态是否安全，即是否存在一种顺序，使得所有的进程都能执行结束。

若安全则分配，否则拒绝分配。

Ps:安全状态：指系统能按照某种顺序如<P1,P2,…Pn>（称其为安全序列），来为每个进程分配其所需资源，直至最大需求，使每个进程都可顺利完成。

若不存在这样的一个安全序列，则称系统处于不安全状态。

○1银行算法中的数据结构：1.可利用资源向量Available:是一个含有m个元素的数组，其中每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资源全部可用资源数目。

2.最大需求矩阵Max：是一个n*m的矩阵，Max(i,j)=k表示进程i需要Rj资源的最大数目是k个。

3.分配矩阵Allocation：是一个n*m的矩阵， Allocation(i,j)=k表示进程i当前已分得Rj资源k个。

4.需求矩阵Need：也是一个n*m的矩阵， Need(i,j)=k表示进程i还需要Rj资源k个。

Need[i,j]=Max[i,j]-Allocation[i,j]○2安全性算法：1.设置两个向量：1)工作向量Work。

表示系统可供给进程继续运行所需要的各类资源数目。

2)Finish。

表示系统是否有足够的资源分配给进程。

2.从进程集合中找到一个能满足下述条件的进程：Finish[i]=false; Need i<=Work；如找到，执行步骤3；否则，执行步骤4。

3.当进程P i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=Work+Allocation;Finish[i]=true ;go to step 2;4.如果所有进程P i的Finish[i]=true ，则表示系统出于安全状态；否则，系统处于不安全状态。

一、实验背景在计算机系统中，资源分配和死锁问题是操作系统领域的重要研究课题。

在多进程环境下，进程之间会共享系统资源，如CPU、内存、磁盘等。

然而，当多个进程同时申请资源时，可能会出现死锁现象，导致系统瘫痪。

为了避免死锁，研究者提出了多种资源分配算法，其中最具代表性的就是银行家算法。

银行家算法最初由Edsger Dijkstra于1965年提出，旨在解决银行在贷款业务中可能出现的死锁问题。

该算法通过模拟银行家在贷款业务中的决策过程，对资源分配进行动态规划，以确保系统处于安全状态，从而避免死锁的发生。

二、实验目的本次实验旨在通过实现银行家算法，加深对资源分配、死锁和安全性概念的理解，并掌握以下内容：1. 了解资源分配的基本原理和死锁的概念。

2. 掌握银行家算法的原理和实现方法。

3. 能够运用银行家算法对系统资源进行动态分配，并确保系统处于安全状态。

4. 分析实验结果，验证银行家算法的有效性。

三、实验原理1. 资源分配资源分配是指操作系统将资源分配给进程的过程。

在多进程环境下，资源分配策略需要考虑以下因素：（1）资源的类型和数量。

（2）进程对资源的最大需求。

（3）进程当前已分配的资源。

（4）系统可利用的资源。

2. 死锁死锁是指多个进程在执行过程中，因争夺资源而相互等待，导致系统无法继续执行的现象。

产生死锁的必要条件包括：（1）互斥条件：资源不能被多个进程同时占用。

（2）请求和保持条件：进程在等待资源时，仍保持已占有的资源。

（3）不剥夺条件：进程不能被强制剥夺已占有的资源。

（4）循环等待条件：存在一个进程序列，其中每个进程都在等待前一个进程所持有的资源。

3. 安全状态安全状态是指系统可以按照某种顺序为每个进程分配资源，使得所有进程都可以顺利完成的状态。

判断系统是否处于安全状态的方法如下：（1）计算每个进程的最大需求。

（2）计算系统可利用的资源。

（3）从最大需求中减去已分配的资源，得到剩余需求。

（4）判断剩余需求是否小于等于系统可利用的资源。

实验四、银行家算法（一）目的和要求银行家算法是由Dijkstra设计的最具有代表性的避免死锁的算法。

本实验要求用高级语言编写一个银行家的模拟算法。

通过本实验可以对预防死锁和银行家算法有更深刻的认识。

（二）实验内容1、设置数据结构包括可利用资源向量（Availiable）,最大需求矩阵（Max）,分配矩阵（Allocation）,需求矩阵（Need）2、设计安全性算法设置工作向量Work 表示系统可提供进程继续运行可利用资源数目，Finish 表示系统是否有足够的资源分配给进程（三）实验环境1、pc2、vc++（四）、程序源代码：/*子函数声明*/int Isprocessallover(); //判断系统中的进程是否全部运行完毕void Systemstatus(); //显示当前系统中的资源及进程情况int Banker(int ,int *); //银行家算法void Allow(int ,int *); //若进程申请不导致死锁，用此函数分配资源void Forbidenseason(int ); //若发生死锁，则显示原因/*全局变量*/int Availiable[3]={3,3,2}; //初始状态，系统可用资源量int Max[5][3]={{7,5,3},{3,2,2},{9,0,2},{2,2,2},{4,3,3}};//各进程对各资源的最大需求量int Allocation[5][3]={{0,1,0},{2,0,0},{3,0,2},{2,1,1},{0,0,2}};//初始状态，各进程占有资源量int Need[5][3]={{7,4,3},{1,2,2},{6,0,0},{0,1,1},{4,3,1}};//初始状态时，各进程运行完毕，还需要的资源量int over[5]={0,0,0,0,0}; //标记对应进程是否得到所有资源并运行完毕#include <iostream.h>/*主函数*/void main(){int process=0; //发出请求的进程int decide=0; //银行家算法的返回值int Request[3]={0,0,0}; //申请的资源量数组int sourcenum=0; //申请的各资源量/*判断系统中进程是否全部运行完毕*/step1: if(Isprocessallover()==1){cout<<"系统中全部进程运行完毕！";return;}/*显示系统当前状态*/Systemstatus();/*人机交互界面*/step2: cout<<"\n输入发出请求的进程（输入“0”退出系统）: ";cin>>process;if(process==0){cout<<"放弃申请,退出系统！";return;}if(process<1||process>5||over[process-1]==1){cout<<"系统无此进程！\n";goto step2;}cout<<"此进程申请各资源（A，B，C）数目：\n";for(int h=0;h<3;h++){cout<<char(65+h)<<"资源:";cin>>sourcenum;Request[h]=sourcenum;}/*用银行家算法判断是否能够进行分配*/decide=Banker(process,Request);if (decide==0){/*将此进程申请资源分配给它*/Allow(process,Request);goto step1;}else{/*不能分配，显示原因*/Forbidenseason(decide);goto step2;}}/*子函数Isprocessallover( )的实现*/int Isprocessallover(){int processnum=0;for(int i=0;i<5;i++){/*判断每个进程是否运行完毕*/if(over[i]==1)processnum++;}if(processnum==5)/*系统中全部进程运行完毕*/return 1;elsereturn 0;}/*子函数Systemstatus( )的实现*/void Systemstatus(){cout<<"此刻系统中存在的进程：\n";for(int i=0;i<5;i++){if(over[i]!=1)cout<<"P"<<i+1<<" ";}cout<<endl;cout<<"此刻系统可利用资源（单位：个）：\n";cout<<"A B C\n";for(int a=0;a<3;a++){cout<<Availiable[a]<<" ";}cout<<endl;cout<<"此刻各进程已占有资源如下（单位：个）: \n"<<" A B C\n";for(int b=0;b<5;b++){if(over[b]==1)continue;cout<<"P"<<b+1<<" ";for(int c=0;c<3;c++)cout<<Allocation[b][c]<<" ";cout<<endl;}cout<<"各进程运行完毕还需各资源如下（单位：个）:\n"<<" A B C\n";for(int f=0;f<5;f++){if(over[f]==1)continue;cout<<"P"<<f+1<<" ";for(int g=0;g<3;g++)cout<<Need[f][g]<<" ";cout<<endl;}}/*子函数Banker(int ,int &)的实现*/int Banker(int p,int *R){int num=0; //标记各资源是否能满足各进程需要int Finish[5]={0,0,0,0,0}; //标记各进程是否安全运行完毕int work[5]={0,0,0,0,0}; //用于安全检查int AvailiableTest[3]; //用于试分配int AllocationTest[5][3]; //同上int NeedTest[5][3]; //同上/*判断申请的资源是否大于系统可提供的资源总量*/for(int j=0;j<3;j++){if(*(R+j)>Availiable[j])/*返回拒绝分配原因*/return 1;}/*判断该进程申请资源量是否大于初始时其申明的需求量*/for(int i=0;i<3;i++){if(*(R+i)>Need[p-1][i])/*返回拒绝原因*/return 2;}/*为检查分配的各数据结构赋初值*/for(int t=0;t<3;t++){AvailiableTest[t]=Availiable[t];}for(int u=0;u<5;u++){for(int v=0;v<3;v++){AllocationTest[u][v]=Allocation[u][v];}}for(int w=0;w<5;w++){for(int x=0;x<3;x++){NeedTest[w][x]=Need[w][x];}}/*进行试分配*/for(int k=0;k<3;k++)//修改NeedTest[]{AvailiableTest[k]-=*(R+k);AllocationTest[p-1][k]+=*(R+k);NeedTest[p-1][k]-=*(R+k);}/*检测进程申请得到满足后，系统是否处于安全状态*/ for(int l=0;l<3;l++){work[l]=AvailiableTest[l];}for(int m=1;m<=5;m++){for(int n=0;n<5;n++){num=0;/*寻找用此刻系统中没有运行完的进程*/if(Finish[n]==0&&over[n]!=1){for(int p=0;p<3;p++){if(NeedTest[n][p]<=work[p])num++;}if(num==3){for(int q=0;q<3;q++){work[q]=work[q]+AllocationTest[n][q];}Finish[n]=1;}}}}for(int r=0;r<5;r++){if(Finish[r]==0&&over[r]!=1)/*返回拒绝分配原因*/return 3;}return 0;}/*子函数Allow(int ,int &)的实现*/void Allow(int p,int *R){cout<<"可以满足申请！";static int overnum;/*对进程所需的资源进行分配*/for(int t=0;t<3;t++){Availiable[t]=Availiable[t]-*(R+t);Allocation[p-1][t]=Allocation[p-1][t]+*(R+t);Need[p-1][t]=Need[p-1][t]-*(R+t);}/*分配后判断其是否运行完毕*/overnum=0;for(int v=0;v<3;v++){if(Need[p-1][v]==0)overnum++;}if(overnum==3){/*此进程运行完毕，释放其占有的全部资源*/for(int q=0;q<3;q++)Availiable[q]=Availiable[q]+Allocation[p-1][q];/*标记该进程运行完毕*/over[p-1]=1;cout<<"进程P"<<p<<"所需资源全部满足，此进程运行完毕！\n";}}/*子函数Forbidenseason(int )的实现*/void Forbidenseason(int d){cout<<"不能满足申请，此进程挂起，原因为：\n";switch (d){case 1:cout<<"申请的资源量大于系统可提供的资源量！";break;case 2:cout<<"申请的资源中有某种资源大于其声明的需求量！";break;case 3:cout<<"若满足申请，系统将进入不安全状态，可能导致死锁！";}}。

操作系统银行家算法实验报告操作系统银行家算法实验报告引言：操作系统是计算机科学中的一个重要领域，它负责管理计算机的硬件和软件资源，以提供良好的用户体验。

在操作系统中，银行家算法是一种重要的资源分配和调度算法，它可以确保系统中的进程安全地访问资源，避免死锁的发生。

本实验旨在通过实践运用银行家算法，深入理解其原理和应用。

实验目的：1. 理解银行家算法的基本原理；2. 掌握银行家算法的实现方法；3. 分析银行家算法在资源管理中的应用。

实验过程：1. 实验环境的搭建在本次实验中，我们使用了一台运行Windows操作系统的计算机，并安装了Java开发环境。

同时，我们使用了一个模拟的资源管理系统，以便更好地理解和实践银行家算法。

2. 银行家算法的原理银行家算法是通过对系统中的资源进行合理分配，以避免死锁的发生。

它基于以下几个假设：- 每个进程对资源的最大需求量是已知的；- 系统中的资源数量是有限的；- 进程在请求资源时必须先声明其最大需求量；- 进程在释放资源后，不能再重新请求。

3. 银行家算法的实现银行家算法的实现主要包括以下几个步骤：- 初始化：获取系统中的资源总量和每个进程的最大需求量；- 安全性检查：通过模拟分配资源并检查系统是否处于安全状态，以确定是否可以满足进程的资源请求；- 资源分配：根据安全性检查的结果，决定是否分配资源给进程。

4. 银行家算法的应用银行家算法在实际应用中具有广泛的用途，尤其是在多任务操作系统中。

它可以用于资源的分配和调度，以确保系统中的进程能够安全地访问资源，避免死锁的发生。

结论：通过本次实验，我们深入了解了银行家算法的原理和应用。

银行家算法作为一种重要的资源管理和调度算法，可以有效地避免死锁的发生，提高系统的可靠性和稳定性。

在今后的学习和工作中，我们将继续深入研究操作系统相关的算法和原理，以提升自己在该领域的专业能力。

银行家算法实验报告引言：在计算机科学领域，由于资源的有限性，进程资源分配问题一直备受关注。

而银行家算法被广泛应用于操作系统中，用于确保资源的安全分配。

本文旨在介绍银行家算法的原理和应用，并通过实验报告来验证该算法的有效性和可行性。

1. 银行家算法简介银行家算法是由美国学者Dijkstra提出的一种资源分配和避免死锁的算法。

其基本思想是通过银行家的原则来避免系统陷入死锁状态，保证资源分配的安全性和可行性。

银行家算法适用于具有多个进程和多个资源的并发系统中。

2. 银行家算法原理银行家算法基于两个重要的概念：安全性和可分配性。

安全性表示在系统当前状态下，是否存在一种资源分配序列可以使系统避免死锁状态。

可分配性表示系统是否能够满足进程对资源的请求。

银行家算法的实现需要以下几个关键步骤：(1) 初始化：对每个进程设置最大需求量、已分配资源量和需求资源量。

(2) 效验：判断系统当前状态下资源是否满足所有进程的需求，即判断系统是否处于安全状态。

(3) 分配：若系统处于安全状态，则根据某种资源分配策略，为进程分配资源。

(4) 请求：进程请求资源。

(5) 回收：进程释放资源。

3. 银行家算法的实验验证为了验证银行家算法的有效性和可行性，我们设置了一个简单的实验环境，模拟一个有限的资源系统，包含3个进程和3种不同类型的资源。

实验过程如下：(1) 初始化：对每个进程设置最大需求量、已分配资源量和需求资源量。

设置3个进程的最大需求量分别为{5, 4, 3}，已分配资源量分别为{1, 2, 2}，需求资源量分别为{3, 2, 0}。

(2) 效验：判断系统当前状态下资源是否满足所有进程的需求。

经过实验验证，我们发现系统当前状态下资源无法满足进程2的资源需求。

为了保证系统的安全性和避免死锁，根据银行家算法原理，我们将不满足资源需求的进程2暂停，并回滚到初始状态。

重新调整资源分配后，系统进入了安全状态。

(3) 分配：为进程1和进程3分配资源。

实验四银行家算法实习内容通过编程理解银行家算法，掌握进程安全性检查的方法及资源分配的方法，加深了解有关资源申请、避免死锁等概念，体会和了解死锁和避免死锁的具体实施方法。

实习目的银行家算法是避免死锁的代表性算法。

本实习旨在加深了解有关资源申请、避免死锁、状态安全性等概念，并体会和运用避免死锁的具体实施方法。

然后依照本实习，自行设计模拟程序。

实习原理算法思想：银行家算法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。

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。

不安全状态一定导致死锁。

实习编程思路和流程在避免死锁的方法中，如果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。

基本思想为：在分配资源之前，判断系统是否是安全的；若安全，才分配。

它是最具代表性的死锁算法，具体算法如下表示：假设进程P提出请求Request[i]，则银行家算法按如下步骤进行判断：1)如果Request[i] <=Need[i]，则转向2）；否则出错。

2)如果Request[i] <=Available[i]，则转向3）；否则出错。

3)系统试探分配相关资源，修改相关数据：Available[i]=Available[i]-Request[i];Allocation[i]=Allocation[i]+Request[i];Need[i]=Need[i]-Request[i];4)系统执行安全性检查，如安全，则分配成立；否则试探性分配资源作废，系统恢复原状，进程进入等待状态。

编程验证银行家算法一、实验目的银行家算法是避免死锁的一种重要方法，本设计要求编程实现银行家算法程序。

了解银行家算法运行的规律币，加深对银行家算法的了解。

二、实验原理银行家算法的思路: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.银行家算法的数据结构.1)、系统剩余资源量A[n],其中A[n]表示第I类资源剩余量.2)、各进程最大需求量,B[m][n],其中B[j][i]表示进程j对i类资源最大需求.3)、已分配资源量C[m][n],其中C[j][i]表示系统j程已得到的第i资源的数量.4)、剩余需求量.D[m][n],其中D[j][i]对第i资源尚需的数目.银行家算法流程:当某时刻,某进程时,提出新的资源申请,系统作以下操作:1)、判定E[n]是否大于D[j][n],若大于,表示出错.2)、判定E[n]是否大于系统剩余量A[n],若大于,则该进程等待.3)、若以上两步没有问题,尝试分配,即各变量作调整.4)、按照安全性推测算法,判断,分配过后,系统是否安全,若安全,则实际分配,否则,撤消分配,让进程等待."安全性检测"算法1)、先定义两个变量,用来表示推算过程的数据.F[n]=A[n],表示推算过程中,系统中剩余资源量的变化.J[n]=False表示推算过程中各进程是否假设"已完成"2)、流程:在"剩余"的进程中(在推算)过程中,一些进程假设已完成,查找D[j][n]<=F[n]的进程,找到后令J[j]=True(假设该进程完成),F[n]+D[j][n](该进程所占资源释放),如此循环执行.若最后,所有的F[n]=True(在推算过程中,所有进程均可以完成),则表示(分配过后)系统是安全的,否则系统是不安全的.三、实验内容在codeblock编译器下编写代码首先现编写一个库文件‘’，定义一个结构体：typedef struct {int A;int B;int C;}RESOURCE;结构体里面的三个域分别表示三种资源的数量。

操作系统实验报告实验四：银行家算法的实现计科112 康岩岩2011008142202013/4/29实验四：银行家算法的实现一．实验目的（1）加深了解有关资源申请、避免死锁等概念。

（2）体会和了解死锁和避免死锁的具体实施方法。

二．实验属性该实验为设计性实验。

三．实验仪器设备及器材普通PC386以上微机四．实验要求本实验要求2学时完成。

本实验要求完成如下任务：（1）设计进程对各类资源最大申请表示及初值的确定。

（2）设定系统提供资源的初始状况。

（3）设定每次某个进程对各类资源的申请表示。

（4）编制程序，依据银行家算法，决定其资源申请是否得到满足。

（5）显示资源申请和分配时的变化情况。

五．实验步骤（一）任务分析：实现银行家算法，首先需要构造四张链表表，如下：进程最大需求数量表：Max[m][n]进程以获取资源量表 Allocation[m][n]需求表 Need[m][n]可用资资源 Available[n]其中，m表示进程数目。

n表示资源数目。

对于银行家算的实现，我们可以先初始化一部分数据，模拟出某一状态下的资源分配情况。

并发出资源请求，然后判断请求是否可行，并寻找安全序列。

可以看出，本次试验会设计到大量的数据，所以为了简化步骤，并且能直观的得到算法运行结果，需要用到窗口来呈现数据变化情况。

（二）程序设计：（1）总体设计：本次试验语言为java。

程序分两大部分，一部分是核心的银行家算法，用来处理资源请求。

另一部分是界面，用来发出资源请求并显示处理结果。

利用java的swing编程和相关IDE，很容易初始化资源分布情况，下面是其截图：（2）具体实现：核心部分,银行家算法：算法的实现完全按照教材中的步骤来进行，具体实现如下：/**** @param processID 进程号* @param ra 请求A类资源数量* @param rb 请求A类资源数量* @param rc 请求C类资源数量*/public static List<Integer> checkEnable(int processID, int ra, int rb, int rc) {//得等到该进程对各类资源的需求量数组Integer need[] = Need.get(processID);//得等到该进程的各类资源的就绪量数组Integer allocation[] = Allocation.get(processID);//检测请求数量是否大于需求量if (ra > need[0] || rb > need[1] || rc > need[2]) {return null;}//检测请求量是否大于可用量if (ra > Available[0] || rb > Available[1] || rc > Available[2]) {return null;}//先根据需求修改各类数据，如果后来检测到不存在安全序列，这些数据还会复原Available[0] -= ra;Available[1] -= rb;Available[2] -= rc;need[0] -= ra;need[1] -= rb;need[2] -= rc;allocation[0] += ra;allocation[1] += rb;allocation[2] += rc;//获取安全序列List<Integer> list = findSaftyLine(processID);//如果安全序列为空，则恢复刚才修改的数据if (list == null) {Available[0] += ra;Available[1] += rb;Available[2] += rc;need[0] += ra;need[1] += rb;need[2] += rc;allocation[0] -= ra;allocation[1] -= rb;allocation[2] -= rc;}return list;}/*** 寻找安全序列* @param proceeeId* @return*/private static List<Integer> findSaftyLine(int proceeeId) {//得到进程数目int count = Max.size();//标示进程是否安全的数组boolean[] finish = new boolean[count];for (int i = 0; i < count; i++) {finish[i] = false;}//得到现有各类资源数目Integer work[] = new Integer[]{Available[0], Available[1], Available[2]};int curr = proceeeId;//安全序列List<Integer> saft = new ArrayList();//寻找满足条件”finish[i]=false And Need[i][j]<work[j]“（摘自课本）的进程while (curr < count) {if (finish[curr] == false) {Integer need[] = Need.get(curr);//检测需求量是否符合要求，如果符合，需要修改相应数值if ((need[0] <= work[0]) && (need[1] <= work[1]) && (need[2] <= work[2])) {Integer allocation[] = Allocation.get(curr);work[0] += allocation[0];work[1] += allocation[1];work[2] += allocation[2];saft.add(curr); //线程号加入安全序列finish[curr] = true; //标示完成curr = 0; //从头搜索数据} else {curr++;}} else {curr++;}}//检测是否有进程不安全for (int i = 0; i < count; i++) {if (finish[i] == false) {return null;}}return saft;}界面部分：虽然界面不是实验的关键，但在本次实验中，界面担当了很重要作用，银行家算法有可能涉及大量数据，所以这需要一个良好的界面来呈现数据。

银行家算法(操作系统)银行家算法(操作系统)一、概述银行家算法是一种用于避免进程死锁的资源分配算法。

在多进程并发执行的系统中，进程需要申请和释放资源，而银行家算法可以通过判断资源申请是否会导致系统陷入死锁状态，从而保证系统的安全性和可靠性。

二、系统资源1. 资源类型系统中的资源可以分为不同类型，比如A、B、C等。

每种资源类型都有固定的数量，例如A类型资源有10个。

不同资源类型之间是独立的，即没有关联性。

2. 可用资源在系统中，每种资源类型都有一定数量的可用资源。

初始情况下，可用资源数目应该与系统中实际可用资源数目相对应。

3. 进程资源申请和释放进程可以通过申请资源来执行运算或操作。

如果系统能够满足进程的资源需求，则满足其资源请求，否则，该进程必须等待直到所需资源变得可用。

当进程完成了对资源的操作后，必须释放这些资源，以便其他进程可以使用。

三、银行家算法原理1. 数据结构银行家算法通过维护以下数据结构来判断系统是否处于安全状态：- Avlable: 一维数组，表示每种资源类型的可用数量。

- Max: 二维数组，表示每个进程对每种资源类型的最大需求量。

- Allocation: 二维数组，表示每个进程已经分配到的资源数量。

- Need: 二维数组，表示每个进程还需要的资源数量。

2. 安全状态系统处于安全状态的条件是：存在一个安全序列，使得该序列中每个进程的资源需求能够被满足。

3. 安全检查银行家算法通过进行安全检查来判断系统是否处于安全状态。

检查过程包括以下步骤：- 初始化Work为Avlable。

- 找到一个进程i，使得Need[i] <= Work。

如果这样的进程不存在，则转到步骤5。

- 分配资源给进程i。

- 执行资源分配后的安全性检查，即临时修改Work和Allocation。

- 如果系统处于安全状态，则转到步骤2；否则，继续进行步骤5。

- 如果所有进程都获得了所需的资源，则系统处于安全状态；否则，系统处于不安全状态。