操作系统之调度算法和死锁中的银行家算法

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。

操作系统十大算法具体内容操作系统是计算机系统的核心组成部分，主要负责管理计算机的硬件资源和提供各种系统服务。

操作系统算法是操作系统实现各种功能和服务的基础，包括进程调度、内存管理、文件系统等方面。

下面将介绍操作系统中的十大算法，以及它们在操作系统中的具体内容：1.进程调度算法进程调度算法决定了操作系统如何选择就绪队列中的进程分配处理机资源。

常见的进程调度算法包括先来先服务调度算法（FCFS）、最短作业优先调度算法（SJF）、轮转调度算法（RR）等。

这些算法基于进程的优先级、执行时间、资源需求等考虑，来决定选择哪个进程获得处理机资源。

2.内存管理算法内存管理算法决定了如何有效地分配和回收内存资源。

常见的内存管理算法包括固定分区算法、动态分区算法和虚拟内存管理算法等。

这些算法根据进程的内存需求和空闲内存空间的情况，来决定如何分配和回收内存资源。

3.页面置换算法页面置换算法是一种在虚拟内存管理中使用的算法，用于将进程的页面从磁盘中换入内存，并选择合适的页面进行置换。

常见的页面置换算法有最佳置换算法（OPT）、先进先出置换算法（FIFO）、最近最少使用置换算法（LRU）等。

这些算法根据页面的访问情况和页面的驻留时间来决定选择哪个页面进行置换。

4.文件管理算法文件管理算法决定了如何组织和管理文件系统中的文件。

常见的文件管理算法有顺序文件组织算法、索引文件组织算法、哈希文件组织算法等。

这些算法根据文件的访问特点和性能需求，来决定如何组织和管理文件数据。

5.磁盘调度算法磁盘调度算法决定了操作系统如何调度磁盘上的IO请求，以提高磁盘的访问效率。

常见的磁盘调度算法有先来先服务调度算法（FCFS）、最短寻半径优先调度算法（SSTF）、扫描调度算法（SCAN）等。

这些算法根据磁盘的寻道距离和IO请求的到达时间等因素，来决定选择哪个IO请求进行调度。

6.死锁检测和解决算法死锁是指多个进程因为互相等待而无法继续执行的情况。

五邑大学实验报告操作系统课程实验报告2013~2014年度第1学期院系：计算机学院学号： 11080101姓名：宋蓓蕾任课教师：白明成绩评定：实验一：银行家算法完成日期：2013年12月20日1、实验目的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。

2、实验内容(1) 设计进程对各类资源最大申请表示及初值确定。

(2) 设定系统提供资源初始状况。

(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，决定其申请是否得到满足。

3、算法设计（全部代码）#include <STRING.H>#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <CONIO.H> /*用到了getch()*/#define M 5 /*进程数*/#define N 3 /*资源数*/#define FALSE 0#define TRUE 1/*M个进程对N类资源最大资源需求量*/int MAX[M][N]={{7,5,3},{3,2,2},{9,0,2},{2,2,2},{4,3,3}};/*系统可用资源数*/int AVAILABLE[N]={10,5,7};/*M个进程对N类资源最大资源需求量*/int ALLOCATION[M][N]={{0,0,0},{0,0,0},{0,0,0},{0,0,0},{0,0,0}}; /*M个进程已经得到N类资源的资源量*/int NEED[M][N]={{7,5,3},{3,2,2},{9,0,2},{2,2,2},{4,3,3}};/*M个进程还需要N类资源的资源量*/int Request[N]={0,0,0};void main(){int i=0,j=0;char flag;void showdata();void changdata(int);void rstordata(int);int chkerr(int);showdata();enter:{printf("请输入需申请资源的进程号（从0到");printf("%d",M-1);printf("）:");scanf("%d",&i);}if(i<0||i>=M){printf("输入的进程号不存在，重新输入!\n");goto enter;}err:{printf("请输入进程");printf("%d",i);printf("申请的资源数\n");printf("类别: A B C\n");printf(" ");for (j=0;j<N;j++){scanf("%d",&Request[j]);if(Request[j]>NEED[i][j]){printf("%d",i);printf("号进程");printf("申请的资源数> 进程");printf("%d",i);printf("还需要");printf("%d",j);printf("类资源的资源量!申请不合理，出错!请重新选择!\n");goto err;}else{if(Request[j]>AVAILABLE[j]){printf("进程");printf("%d",i);printf("申请的资源数大于系统可用");printf("%d",j);printf("类资源的资源量!申请不合理，出错!请重新选择!\n");goto err;}}}}changdata(i);if(chkerr(i)){rstordata(i);showdata();}elseshowdata();printf("\n");printf("按'y'或'Y'键继续,否则退出\n");flag=getch();if (flag=='y'||flag=='Y'){goto enter;}else{exit(0);}}/*显示数组*/void showdata(){int i,j;printf("系统可用资源向量:\n");printf("***Available***\n");printf("资源类别: A B C\n");printf("资源数目:");for (j=0;j<N;j++){printf("%d ",AVAILABLE[j]);}printf("\n");printf("\n");printf("各进程还需要的资源量:\n"); printf("******Need******\n");printf("资源类别: A B C\n");for (i=0;i<M;i++){printf(" ");printf("%d",i);printf("号进程:");for (j=0;j<N;j++){printf(" %d ",NEED[i][j]);}printf("\n");}printf("\n");printf("各进程已经得到的资源量: \n"); printf("***Allocation***\n");printf("资源类别: A B C\n");for (i=0;i<M;i++){printf(" ");printf("%d",i);printf("号进程:");/*printf(":\n");*/for (j=0;j<N;j++){printf(" %d ",ALLOCATION[i][j]);}printf("\n");}printf("\n");}/*系统对进程请求响应，资源向量改变*/void changdata(int k){int j;for (j=0;j<N;j++){AVAILABLE[j]=AVAILABLE[j]-Request[j]; ALLOCATION[k][j]=ALLOCATION[k][j]+Request[j]; NEED[k][j]=NEED[k][j]-Request[j];}}/*资源向量改变*/void rstordata(int k){int j;for (j=0;j<N;j++){AVAILABLE[j]=AVAILABLE[j]+Request[j]; ALLOCATION[k][j]=ALLOCATION[k][j]-Request[j]; NEED[k][j]=NEED[k][j]+Request[j];}}/*安全性检查函数*/int chkerr(int s){int WORK,FINISH[M],temp[M];int i,j,k=0;for(i=0;i<M;i++)FINISH[i]=FALSE;for(j=0;j<N;j++){WORK=AVAILABLE[j];i=s;while(i<M){if (FINISH[i]==FALSE&&NEED[i][j]<=WORK){WORK=WORK+ALLOCATION[i][j];FINISH[i]=TRUE;temp[k]=i;k++;i=0;}else{i++;}}for(i=0;i<M;i++)if(FINISH[i]==FALSE){printf("\n");printf("系统不安全! 本次资源申请不成功!\n");printf("\n");return 1;}}printf("\n");printf("经安全性检查，系统安全，本次分配成功。

操作系统实验⼆：银⾏家算法实验⼆银⾏家算法⼀、实验⽬的1、了解什么是操作系统安全状态和不安全状态；2、了解如何避免系统死锁；3、理解银⾏家算法是⼀种最有代表性的避免死锁的算法，掌握其实现原理及实现过程。

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，并能够有效避免死锁的发⽣。

三、实验原理进程申请资源时，系统通过⼀定的算法判断本次申请是否不可能产⽣死锁（处于安全状态）。

若可能产⽣死锁（处于不安全状态），则暂不进⾏本次资源分配，以避免死锁。

算法有著名的银⾏家算法。

1、什么是系统的安全状态和不安全状态？所谓安全状态，是指如果系统中存在某种进程序列＜P1，P2，…，Pn＞，系统按该序列为每个进程分配其所需要的资源，直⾄最⼤需求，则最终能使每个进程都可顺利完成，称该进程序列＜P1，P2，…，Pn，＞为安全序列。

如果不存在这样的安全序列，则称系统处于不安全状态。

2、银⾏家算法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) 顾客可以分期贷款，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,对顾客的贷款可推迟⽀付,但总能使顾客在有限的时间⾥得到贷款;(4) 当顾客得到所需的全部资⾦后,⼀定能在有限的时间⾥归还所有的资⾦。

操作系统按照银⾏家制定的规则设计的银⾏家算法为：（1）进程⾸次申请资源的分配：如果系统现存资源可以满⾜该进程的最⼤需求量，则按当前的申请量分配资源，否则推迟分配。

（2）进程在执⾏中继续申请资源的分配：若该进程已占⽤的资源与本次申请的资源之和不超过对资源的最⼤需求量，且现存资源能满⾜该进程尚需的最⼤资源量，则按当前申请量分配资源，否则推迟分配。

（3）⾄少⼀个进程能完成：在任何时刻保证⾄少有⼀个进程能得到所需的全部资源⽽执⾏到结束。

简述银行家算法银行家算法，也称为银行家安全算法，是一种用于避免系统资源的死锁现象的算法。

在操作系统中，当多个进程需要同时访问同一组资源并且它们的访问不可分割时，就会产生死锁现象。

在这种情况下，所有的进程都会被阻塞，无法进行任何工作。

银行家算法通过对系统资源的分配和管理，可以避免死锁现象的发生。

它主要包括以下几个步骤：1. 初始化系统：在系统启动时，需要确定每种类型的资源的数量和可用数量，并记录每个进程需要的最大资源数和已经分配的资源数。

2. 进行资源请求：当一个进程需要资源时，会向系统发送一个资源请求。

该请求指定了进程需要的资源类型和数量。

如果系统中有足够的资源可以分配给该进程，那么分配成功并将资源分配给该进程。

3. 检查资源分配是否安全：在分配资源之前，需要检查分配后系统是否处于安全状态。

安全状态是指在分配后，所有进程都能够完成它们的工作并释放所有资源。

如果系统处于安全状态，则分配资源并通知进程可以执行它们的任务。

4. 回收资源：当进程完成任务后，会释放它所占用的所有资源并通知系统。

系统会将这些资源重新分配给其他进程。

在银行家算法中，对于每个进程，都会维护一个资源请求向量和一个安全向量。

资源请求向量包含了进程当前所需要的资源数量，安全向量包含了系统中未分配的资源数量。

当系统收到一个资源请求时，会将该请求向量加入到系统资源向量中，并检查是否存在一个安全序列，该安全序列满足所有进程都可以完成它们的任务并释放它们所占用的所有资源。

如果存在这样的安全序列，则分配资源并通知进程可以执行它们的任务；如果不存在，则拒绝资源请求并等待其他进程的资源释放。

通过使用银行家算法，可以避免系统中的死锁现象，保证所有进程都可以完成它们的任务。

这种算法被广泛应用于操作系统和其他复杂的软件系统中，是保障系统安全性的重要工具。

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 100int 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);}int gettop(stack*S){return S->data[S->top];}int pop(stack*S){if(emptystack(S)){printf("the stack is empty\n");exit(1);}else S->top--;return S->data[S->top+1];}void initstack(stack*S){int i;S->top=0;S->data[S->top]=35;}/*****模拟打字机的效果*********/delay_fun(){int i;void music();for(i=0;;i++){if(wel!='\0'){delay(1000);textcolor(YELLOW);gotoxy(26+i,8);cprintf("%c",wel);printf("谢谢");printf("网络");music(1,60);}else break;}delay(500000);for(i=0;;i++){if(ente!='\0'){delay(1000);textcolor(RED);/*显示警告及版权*/gotoxy(2+i,11);cprintf("%c",ente);}else break;}delay(40000);for(i=0;;i++){if(rights!='\0'){delay(1000);textcolor(YELLOW);gotoxy(30+i,14);cprintf("%c",rights);music(1,60);}elsebreak;}getch();}/*********登陆后的效果**********/ logined(){int i;clrscr();gotoxy(28,10);textcolor(YELLOW);cprintf("程序正在载入请稍候....."); gotoxy(35,12);for(i=0;i<=50;i++){gotoxy(40,12);delay(8000);cprintf("%02d%已完成",i*2);gotoxy(i+15,13);cprintf("\n");cprintf("|");}main0();}/*********对PC扬声器操作的函数****/void music(int loop,int f)/*f为频率*/ {int i;for(i=0;i<30*loop;i++){sound(f*20);}int analys(int s,int a){int hh,pos;switch(a){case(int)'i':hh=0;break;case(int)'+':hh=1;break;case(int)'*':hh=2;break;case(int)'(':hh=3;break;case(int)')':hh=4;break;case(int)'#':hh=5;break;case(int)'E':hh=6;break;case(int)'T':hh=7;break;case(int)'F':hh=8;break;default:{printf("\n analys()分析发现不该有的字符%c!(位置:%d)",a,ip+1); writeerror('0',"\n............分析出现错误!!!");writeerror(a,"\n 错误类型: 不该有字符");printf("谢谢");printf("网");return ERROR;}}pos=(s-48)*10+hh;switch(pos){case3:case43:case63:case73:act=4;return MOVEIN;case0:case40:case60:case70:act=5;return MOVEIN;case11:case81:act=6;return MOVEIN;case92:case22:act=7;return MOVEIN;case84:act=11;return MOVEIN;/*-------------------------------------------*/case91:case94:case95:act=1;return GUIYUE;case21:act=2;return GUIYUE;case101:case102:case104:case105:act=3;return GUIYUE;case31:case32:case34:case35:act=4;return GUIYUE;case111:case112:case114:case115:act=5;return GUIYUE;case51:case52:case54:case55:act=6;return GUIYUE;/*+++++++++++++++++*/case15:return ACC;/*******************************/case6:return1;case7:case47:return2;case8:case48:case68:return3;case46:return8;case67:return9;case78:return10;default:{if(a=='#')printf("");else printf("\n analys() 分析发现字符%c 不是所期望的!(位置:%d)",a,ip+1);writeerror('0',"\n...........分析出现错误!!!");writeerror(a,"\n 错误类型: 字符");writeerror('0'," 不是所期望的!");printf("谢谢");printf("网");return ERROR;}}}int writefile(int a,char*st){FILE*fp;fp=fopen("an_slr.txt","a");{fprintf(fp,"%s",st); /*若a==－1则为添加的注释*/}else if(a==-2){getdate(&today);gettime(&now);fprintf(fp,"\n测试日期：%d-%d-%d",today.da_year,today.da_mon,today.da_day);测试时间：%02d:%02d:%02d",now.ti_hour,now.ti_min,now.ti_sec); fprintf(fp,"}else if(a>=0)fprintf(fp,"\n step:%02d,%s",a,st);writeok=1;fclose(fp);}return writeok;}int writeerror(char a,char*st) /*错误类型文件*/{FILE*fpp;fpp=fopen("an_slr.txt","a");if(fpp==0){printf("\nwrite error!!");writeok=0;}else{if(a=='0')fprintf(fpp,"%s",st); /*若a=='0' 则为添加的注释*/else fprintf(fpp,"%s\'%c\'(位置:%d)",st,a,ip+1);writeok=1;fclose(fpp);}return writeok;}/*^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^*/main0(){int an,flag=1,action,lenr;char a,w[MAXINPUT];int len,s,ss,aa,ana;stack*st;char r[MAXSH][MAXSHL];/*初始化产生式*/strcpy(r[0],"S->E");strcpy(r[1],"E->E+T");strcpy(r[2],"E->T");strcpy(r[3],"T->T*F");strcpy(r[4],"T->F");strcpy(r[5],"F->(E)");strcpy(r[6],"F->i");clrscr();printf("\nplease input analyse string:\n");gets(w);len=strlen(w);w[len]='#';w[len+1]='\0';push(st,48); /*(int)0 进栈*/writefile(-1,"\n------------------------SLR(1)词法分析器-------------------------"); writefile(-1,"\n计本003 安完成于2003.01.1214:04"); writefile(-1,"\n谢谢");writefile(-1,"网");writefile(-1,"\n 以下为串");writefile(-1,w);writefile(-1,"('#'为系统添加)的分析结果：");writefile(-2,"");do{s=gettop(st);aa=(int)w[ip];action=analys(s,aa);if(action==MOVEIN){ss=48+act;push(st,aa);push(st,ss); /*if ss=4int=52*/ip++;}else if(action==GUIYUE){lenr=strlen(r[act])-3;for(an=0;an<=2*lenr-1;an++)pop(st); /*#0 */s=gettop(st); /*s=0*/push(st,(int)r[act][0]);/*将产生式左端F 进栈*/ana=analys(s,(int)r[act][0])+48;if(ana>59)printf("\分析出错:ana>59!!!");push(st,ana);/*analys(s,aa)即为goto(s',aa)*/if((line+1)%20==0){printf("\nThis screen is full,press any key to continue!!!");getche();clrscr();}printf("step%02d: %s\n",line++,r[act]);writefile(line,r[act]);}else if(action==ACC){flag=0;right=1;}else if(action==ERROR){flag=0;right=0;}/*接受成功*/else{flag=0;right=0;}/* 出错*/}while(flag==1);if(right==1)printf("\nok,输入串%s 为可接受串!!",w);if(right==0)printf("\nsorry,输入串%s 分析出错!!",w);if(writeok==1){printf("\nAnWin soft have wrote a file an_slr.txt");if(right==1)writefile(-1,"\n最终结果：输入串为可接受串!");}}main() /*主函数*/{clrscr();delay_fun();logined();}六、测试报告－操作系统课程设计－银行家算法(流程图+源代码+设计报告)六、测试报告：（测试结果保存于系统生成的an.txt 文件中）以下为课本上的实例：：-------------------------------------------------------------------------------------========================银行家算法测试结果=========================-------------------------------------------------------------------------------------T0 时刻可用资源(Available)A:3,B:3,C:2测试日期：2003-6-28请求分配时间：14:07:29经测试，可为该进程分配资源。

调度算法考研题库及答案调度算法是操作系统中一个重要的概念，它决定了多任务环境下任务执行的顺序。

以下是一些调度算法的考研题目及其答案：1. 题目一：请简述什么是进程调度算法，并列举至少三种常见的进程调度算法。

答案：进程调度算法是操作系统用于决定哪个进程获得CPU资源的策略。

常见的进程调度算法包括：- 先来先服务（FCFS）调度算法：按照任务到达的顺序进行调度。

- 短作业优先（SJF）调度算法：优先调度预计执行时间较短的任务。

- 轮转（RR）调度算法：将CPU时间分配给所有任务，每个任务轮流执行固定的时间片。

2. 题目二：描述什么是死锁，并解释银行家算法是如何预防死锁的。

答案：死锁是指在多任务环境中，两个或多个进程在执行过程中因争夺资源而造成的一种僵局，此时这些进程无法继续执行。

银行家算法是一种预防死锁的算法，它通过分配资源前检查是否存在安全序列来决定是否分配资源，从而避免死锁的发生。

3. 题目三：解释什么是时间片轮转调度算法，并说明其优缺点。

答案：时间片轮转调度算法是一种CPU调度算法，它将CPU时间分割成固定长度的时间片，并轮流分配给就绪队列中的每个进程。

每个进程在获得CPU后只能执行一个时间片，时间片用完后，CPU将被分配给下一个进程。

优点包括简单易实现和响应时间可预测。

缺点是不适合I/O密集型任务，因为它们可能在时间片结束前不需要CPU。

4. 题目四：什么是优先级调度算法？请解释其工作原理。

答案：优先级调度算法是一种基于优先级的调度策略，每个进程都被赋予一个优先级值。

调度器总是选择最高优先级的进程来执行。

如果两个进程具有相同的优先级，它们将按照先来先服务的原则被调度。

这种算法适用于实时系统，可以确保高优先级的进程得到及时处理。

5. 题目五：描述什么是多级反馈队列调度算法，并简述其特点。

答案：多级反馈队列调度算法是一种动态的调度算法，它使用多个队列来管理进程，每个队列具有不同的优先级。

新创建的进程首先被放入低优先级的队列中。

操作系统之银⾏家算法
银⾏家算法
银⾏家算法是解决死锁问题的。

那么怎么解决呢？ 死锁的⼀个原因就是互斥资源， 如上图，有A，B，C三个资源，数量分别是
10,5,7，MAX表⽰的是每个进程需要该资源，需要多少，Allocation表⽰现在分配了多少，Need表⽰他们还需要多少，⾃然Max-
Allocation就能算出need。

那么怎样算Available呢？某个资源⼀共有的减去分配了的，就是当前可⽤的。

work表⽰当前可⽤的资源的数⽬，刚开始肯定就是3 3 2，这个表⽰我们的系统中的资源还剩多少，然后判断可以分配给哪个进程，把这个进程的名字写在前⾯，然后need就是这个进程需要的资源数，Allocation是这个进程当前分配了多少，work+Allocation为把两个加起来，意思就是系统执⾏这个进程，完了以后会释放之前分配给他的，然后这个系统中当前有的资源数就是work+Allocation。

执⾏完，最后的work+Allocation应该跟刚
开始系统的资源数相同。

「怎样判断系统是否安全呢？」 如果每个进程都能执⾏，也就是finish都为true，那么这个系统就是安全的，反之就不安全。

P1发出请求向量，是在他原来需要的1 2 2⾥，先要请求1 0 2，所以先要判断请求的向量是不是⽐需要的多，如果多肯定是不对的。

第⼆步，请求的向量需要⽐当前可⽤的少，这两个条件都满⾜以后，我们就把Allocation的向量增加请求向量，把Need向量减少请求向量，然后继续进⾏计算。

银行家算法java代码银行家算法是一种用于避免死锁的算法，它可以保证系统在分配资源时不会陷入死锁状态。

在操作系统中，银行家算法被广泛应用于进程调度和资源管理中。

本文将介绍银行家算法的原理和实现，并提供Java代码示例。

一、银行家算法原理银行家算法是基于资源分配图的理论基础上发展而来的。

资源分配图是描述进程和资源之间关系的一种图形表示方法。

在资源分配图中，每个进程和每个资源都表示为一个节点，进程需要的资源和已经被占用的资源之间连接一条边。

银行家算法通过模拟进程请求和释放资源的过程来判断是否会出现死锁。

当一个进程请求某些资源时，如果系统能够满足其请求，则该进程可以继续执行；否则，该进程必须等待直到有足够的资源可用。

当一个进程释放掉已经占用的某些资源时，系统会将这些资源重新分配给其他需要它们的进程。

为了避免死锁，银行家算法采取了预防措施：在分配任何一个新任务之前，先检查该任务所需求各类资料是否超过了系统现有的资料总量，如果超过了，则不予分配。

否则，再检查该任务所需求各类资料是否超过了系统现有的未分配资料总量，如果超过了，则不予分配。

二、银行家算法实现银行家算法的实现需要考虑以下几个方面：1.资源分配图的表示方法：可以使用邻接矩阵或邻接表来表示资源分配图。

2.进程请求和释放资源的模拟：可以使用数组来存储进程占用和需要的资源数量，并通过对数组的修改来模拟进程请求和释放资源的过程。

3.死锁检测：可以使用安全序列或银行家算法来判断是否会出现死锁。

下面是一个基于银行家算法实现的简单Java代码示例：public class BankerAlgorithm {// 进程数private int n;// 资源数private int m;// 各进程已占用资源数量private int[][] allocation;// 各进程尚需资源数量private int[][] need;// 系统剩余可用资源数量private int[] available;/*** 构造函数* @param n 进程数* @param m 资源数* @param allocation 各进程已占用资源数量* @param need 各进程尚需资源数量* @param available 系统剩余可用资源数量*/public BankerAlgorithm(int n, int m, int[][] allocation, int[][] need, int[] available) {this.n = n;this.m = m;this.allocation = allocation;this.need = need;this.available = available;}/*** 模拟进程请求资源* @param pid 进程ID* @param request 请求的资源数量* @return 是否满足请求*/public boolean requestResources(int pid, int[] request) { // 检查请求是否超过进程所需的资源数量for (int i = 0; i < m; i++) {if (request[i] > need[pid][i]) {return false;}}// 检查请求是否超过系统剩余的资源数量for (int i = 0; i < m; i++) {if (request[i] > available[i]) {return false;}}// 模拟进程占用资源的过程for (int i = 0; i < m; i++) {available[i] -= request[i];allocation[pid][i] += request[i];need[pid][i] -= request[i];}return true;}/*** 模拟进程释放资源* @param pid 进程ID* @param release 释放的资源数量*/public void releaseResources(int pid, int[] release) { // 模拟进程释放资源的过程for (int i = 0; i < m; i++) {available[i] += release[i];allocation[pid][i] -= release[i];need[pid][i] += release[i];}}/*** 判断系统是否安全* @return 是否安全*/public boolean isSafe() {// 初始化工作数组int[] work = new int[m];for (int i = 0; i < m; i++) {work[i] = available[i];}boolean[] finish = new boolean[n]; for (int i = 0; i < n; i++) {finish[i] = false;}// 查找可用的进程int count = 0;while (count < n) {boolean found = false;for (int i = 0; i < n; i++) {if (!finish[i]) {boolean canRun = true;for (int j = 0; j < m; j++) { if (need[i][j] > work[j]) { canRun = false;break;}}if (canRun) {finish[i] = true;found = true;count++;for (int j = 0; j < m; j++) {work[j] += allocation[i][j];}}}}if (!found) {return false;}}return true;}}三、总结银行家算法是一种重要的避免死锁的算法，它可以在系统分配资源时避免出现死锁状态。

实验二时间片轮转【实验目的】通过这次实验, 加深对进程概念的理解, 进一步掌握进程状态的转变、进程调度的策略及对系统性能的评价方法。

【实验内容】问题描述:设计程序模拟进程的时间片轮转RR调度过程。

假设有n个进程分别在T1, …,Tn时刻到达系统, 它们需要的服务时间分别为S1, …,Sn。

分别利用不同的时间片大小q, 采用时间片轮转RR进程调度算法进行调度, 计算每个进程的完成时间, 周转时间和带权周转时间, 并且统计n个进程的平均周转时间和平均带权周转时间。

程序要求如下:1）进程个数n；每个进程的到达时间T1, … ,T n和服务时间S1, … ,S n；输入时间片大小q。

2）要求时间片轮转法RR调度进程运行, 计算每个进程的周转时间, 带权周转时间, 并且计算所有进程的平均周转时间, 带权平均周转时间；3）输出: 要求模拟整个调度过程, 输出每个时刻的进程运行状态, 如“时刻3: 进程B开始运行”等等；4）输出：要求输出计算出来的每个进程的周转时间, 带权周转时间, 所有进程的平均周转时间, 带权平均周转时间。

源程序在VisualC++6.0中实现//RR算法#include<iostream.h>#include<iomanip.h>#include<stdio.h>#include<conio.h>#include<malloc.h>#include<stdlib.h>typedef int QElemType;#define OK 1#define ERROR 0#define OVERFLOW -1typedef int Status;typedef struct QNode{QElemType data;struct QNode *next;}QNode,*QueuePtr;typedef struct{QueuePtr front;QueuePtr rear;}LinkQueue;Status InitQueue(LinkQueue &Q);Status DestroyQueue(LinkQueue &Q);Status EnQueue(LinkQueue &Q,QElemType e);int DeQueue(LinkQueue &Q,QElemType e);bool QueueEmpty(LinkQueue &Q);static const int MaxNum=100;intn,q,ArrivalTime[MaxNum],ServiceTime[MaxNum],FinishedTime[MaxNum],WholeTime[MaxNu m];double WeightWholeTime[MaxNum],Average_WT=0,Average_WWT=0;LinkQueue Q;void RR(int*ArrivalTime,int*ServiceTime,int n,int q,LinkQueue &Q);void main(){cout<<"请输入进程总数n的值(0<n<=100):"<<endl;cin>>n;while(n<0||n>100){cout<<"你输入的n的值不正确, 请重新输入！"<<endl;cin>>n;}cout<<"请依次输入各个进程的到达时间: "<<endl;for(int i=0;i<n;i++)cin>>ArrivalTime[i];cout<<"请依次输入各个进程的服务时间: "<<endl;for( i=0;i<n;i++)cin>>ServiceTime[i];cout<<"请输入时间片q的值(0<q<=200):"<<endl;cin>>q;while(q<0||q>200){cout<<"你输入的q值不正确, 请重新输入！"<<endl;cin>>q;}RR(ArrivalTime,ServiceTime,n,q,Q);//调用RR算法}//RR算法的具体实现void RR(int*ArrivalTime,int*ServiceTime,int n,int q,LinkQueue &Q){int countTime=0,e;int STime[MaxNum],pushed[MaxNum];for(int i=0;i<n;i++){STime[i]=ServiceTime[i];pushed[i]=0;}InitQueue(Q);EnQueue(Q,0);pushed[0]=1;int time=0;while(QueueEmpty(Q)==false){e=DeQueue(Q,e);if(STime[e]>q){STime[e]=STime[e]-q;countTime+=q;}else{countTime+=STime[e];STime[e]=0;FinishedTime[e]=countTime;}while(time<countTime){if(STime>0){cout<<"时刻"<<setw(2)<<time<<":进程"<<e<<"正在运行"<<endl;}time++;}for(i=1;i<n;i++){if(STime!=0&&i!=e&&ArrivalTime[i]<countTime&&pushed[i]==0||STime!=0&&i!=e&&A rrivalTime[i]==countTime){EnQueue(Q,i);pushed[i]=1;}}if(STime[e]>0)//判断进程e是否已执行完{EnQueue(Q,e);}}for(i=0;i<n;i++){//求周转时间和带权周转时间WholeTime[i]=FinishedTime[i]-ArrivalTime[i];WeightWholeTime[i]=(double)(WholeTime[i]*1.000000/ServiceTime[i]);Average_WT+=WholeTime[i];Average_WWT+=WeightWholeTime[i];}Average_WT/=n;//求平均周转时间Average_WWT/=n;//求平均带权周转时间//----------------输出----------------cout<<"完成:"<<" ";for(i=0;i<n;i++)cout<<setw(8)<<FinishedTime[i]<<" ";cout<<endl;cout<<"周转:"<<" ";for(i=0;i<n;i++)cout<<setw(8)<<WholeTime[i]<<" ";cout<<endl;cout<<"带权: "<<" ";for(i=0;i<n;i++)cout<<setw(8)<<setiosflags(ios::fixed)<<setprecision(2)<<WeightWholeTime[i]<<" "; cout<<endl;cout<<"平均周转时间为: "<<Average_WT<<endl;cout<<"平均带权周转时间为:"<<Average_WWT<<endl;DestroyQueue(Q);}//初始化链队列QStatus InitQueue(LinkQueue &Q){Q.front=Q.rear=(QueuePtr)malloc(sizeof(QNode));if(!Q.front)exit(OVERFLOW);Q.front->next=NULL;return OK;}//销毁链队列QStatus DestroyQueue(LinkQueue &Q){while(Q.front){Q.rear=Q.front->next;free(Q.front);Q.front=Q.rear;}return OK;}//入队Status EnQueue(LinkQueue &Q,QElemType e){QueuePtr p=(QueuePtr)malloc(sizeof(QNode));if(!p) exit(OVERFLOW);p->data=e;p->next=NULL;Q.rear->next=p;Q.rear=p;return OK;}//出队, 并用e返回出队节点的元素值int DeQueue(LinkQueue &Q,QElemType e){ QueuePtr p;if(Q.front==Q.rear) return ERROR;p=Q.front->next;e=p->data;Q.front->next=p->next;if(Q.rear==p) {Q.rear=Q.front;}free(p);return e;}//判断链队列Q是否为空bool QueueEmpty(LinkQueue &Q){if(Q.front==Q.rear)return true;else return false;}实例运行截图实验三银行家算法【实验目的】通过这次实验, 加深对进程死锁的理解, 进一步掌握进程资源的分配、死锁的检测和安全序列的生成方法。

计算机操作系统实验四计算机操作系统实验四一、实验目的本实验旨在通过实践，让学生熟悉并理解操作系统中进程调度和死锁的相关概念、算法和解决方法。

二、实验要求1.学习理解进程调度的基本概念和相关算法，包括先来先服务（FCFS）、短作业优先（SJF）、高响应比优先（HRRN）以及时间片轮转等算法。

2.掌握进程调度算法的实现原理和代码实现方法。

3.学习理解死锁的概念、产生原因以及解决方法，包括资源分配图法、银行家算法等。

4.掌握死锁相关算法的实现原理和代码实现方法。

5.进行相关实验操作，并记录实验结果和分析。

三、实验步骤1.进程调度实验1.1 实验环境配置在操作系统中配置相关环境，创建进程调度实验所需的实验环境，包括进程控制块（PCB）、进程队列、进程状态等。

1.2 先来先服务（FCFS）算法实现阐述先来先服务算法的实现原理，包括就绪队列、完成队列的管理和进程状态的切换。

1.3 短作业优先（SJF）算法实现阐述短作业优先算法的实现原理，包括作业调度表、就绪队列、完成队列的管理和进程状态的切换。

1.4 高响应比优先（HRRN）算法实现阐述高响应比优先算法的实现原理，包括计算响应比、优先级比较和进程状态的切换。

1.5 时间片轮转算法实现阐述时间片轮转算法的实现原理，包括设置时间片长度、就绪队列的管理和进程状态的切换。

1.6 实验结果分析运行各种进程调度算法，并记录实验结果，分析每种算法的优缺点和适用场景。

2.死锁实验2.1 死锁概念和产生原因阐述死锁的概念、产生原因，包括资源竞争、进程互斥、不可抢占和循环等。

2.2 资源分配图法实现阐述资源分配图法解决死锁的实现原理，包括资源分配图的构建和死锁检测算法的应用。

2.3 银行家算法实现阐述银行家算法解决死锁的实现原理，包括安全序列的判断和资源分配的策略。

2.4 实验结果分析运行资源分配图法和银行家算法，记录实验结果，分析算法的效果和应用场景。

四、实验结果及分析经过实验，我们得到了以下结果和分析：1.进程调度实验结果分析在不同的进程调度算法下，记录了各个进程在不同时刻的执行情况、等待时间和周转时间等指标。

《操作系统－-课程设计报告》银行家算法姓名:学号：专业:指导老师:目录一、设计目的 ............................................................................... 错误!未定义书签。

二、设计要求ﻩ错误!未定义书签。

三、设计内容和步骤 ................................................................... 错误!未定义书签。

四、算法描述ﻩ错误!未定义书签。

五、实验结果ﻩ错误!未定义书签。

六、实验心得 ............................................................................... 错误!未定义书签。

一、设计目的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。

二、设计要求在了解和掌握银行家算法的基础上,能熟练的处理课本例题中所给状态的安全性问题,能编制银行家算法通用程序,将调试结果显示在计算机屏幕上。

具体程序的功能要求:1．设定进程对各类资源最大申请表示及初值确定。

2.设定系统提供资源初始状况(已分配资源、可用资源)。

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，决定其申请是否得到满足。

三、设计内容和步骤设计内容银行家算法的思路：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。

设计步骤1、为实现银行家算法，系统中需要设置若干数据结构,用来表示系统中各进程的资源分配及需求情况。

估计机支配系统真验报告之阳早格格创做题目利用银止家算法预防死锁一、真验手段：1、加深相识有闭资材申请、预防死锁等观念，并感受战相识死锁战预防死锁的简曲真施要领.2、央供编写战调试一个系统动背调配资材的简朴模拟步调，瞅察死锁爆收的条件，并采与银止家算法，灵验的预防战预防死锁的爆收.二、真验真质：用银止家算法真止资材调配：安排五个进程{p0,p1,p2,p3,p4}同享三类资材{A,B,C}的系统，比圆，{A,B,C}的资材数量分别为10，5，7.进程可动背天申请资材战释搁资材，系统按进程的申请动背天调配资材，央供步调具备隐现战挨印各进程的某一个时刻的资材调配表战仄安序列；隐现战挨印各进程依次央供申请的资材号以及为某进程调配资材后的有闭资材数据.三、问题分解与安排：1、算法思路：先对于用户提出的哀供举止合法性查看，即查看哀供是可大于需要的，是可大于可利用的.若哀供合法，则举止预调配，对于调配后的状态调用仄安性算法举止查看.若仄安，则调配；若没有服安，则中断申请，回复到本去的状态，中断申请.2、银止家算法步调：（1）如果Requesti＜or =Need,则转背步调(2)；可则，认为堕落，果为它所需要的资材数已超出它所宣布的最大值.（2）如果Request＜or=Available,则转背步调（3）；可则，表示系统中尚无脚够的资材，进程必须等待.（3）系统探索把央供的资材调配给进程Pi,并建改底下数据结构中的数值：Available=Available-Request[i];Allocation=Allocation+Request;Need=Need-Request;(4)系统真止仄安性算法，查看此次资材调配后，系统是可处于仄安状态.3、仄安性算法步调：（1）树坐二个背量①处事背量Work.它表示系统可提供进程继承运止所需要的百般资材数目，真止仄安算法启初时，Work=Allocation;②布我背量Finish.它表示系统是可有脚够的资材调配给进程，使之运止完毕，启初时先干Finish[i]=false，当有脚够资材调配给进程时，令Finish[i]=true.（2）从进程集中中找到一个能谦脚下述条件的进程：①Finish[i]=false②Need<or=Work如找到，真止步调（3）；可则，真止步调（4）.（3）当进程P赢得资材后，可成功真止，曲至完毕，并释搁出调配给它的资材，故应真止：Work=Work+Allocation;Finish[i]=true;转背步调（2）.（4）如果所有进程的Finish[i]=true,则表示系统处于仄安状态；可则，系统处于没有服安状态.4、过程图：系统主要历程过程图银止家算法过程图仄安性算法过程图5、主要数据结构假设有M个进程N类资材，则犹如下数据结构：int max[M*N] M个进程对于N类资材的最大需要量int available[N] 系统可用资材数int allocated[M*N] M个进程已经得到N类资材的资材量int need[M*N] M个进程还需要N类资材的资材量int worked[] 系统提供给进程继承运止所需的百般资材数目四、源代码import java.awt.*;import javax.swing.*;import java.util.*;import java.awt.event.*;import javax.swing.border.*;public class OsBanker extends JFrame { // 界里安排JLabel labelInfo;JLabel labelInfo1;int resourceNum, processNum;int count = 0;JButton buttonRequest, buttonSetInit, button, button1, buttonsearch,button2;JTextField tf1, tf2;JTextField[] textAvailable;JTextField[][] textAllocation;JTextField[][] textNeed;JTextField textProcessName;JTextField[] textRequest;int available[];int max[][];int need[][];int allocated[][];int SafeSequence[];int request[];boolean Finish[];int worked[];boolean flag = false;JFrame f1;JFrame f2;JFrame f3;JTextArea jt;void display() {Border border = BorderFactory.createLoweredBevelBorder(); Border borderTitled = BorderFactory.createTitledBorder(border, "按钮区");textAvailable = new JTextField[5];textAllocation = new JTextField[6][5];textNeed = new JTextField[6][5];textProcessName = new JTextField(""); textProcessName.setEnabled(false);textRequest = new JTextField[5];tf1 = new JTextField(20);tf2 = new JTextField(20);labelInfo = new JLabel("请先输进资材个数战进程个数（1~6），后单打决定");JPanel contentPane;contentPane = (JPanel) this.getContentPane(); contentPane.setLayout(null);contentPane.setBackground(Color.pink);labelInfo.setBounds(50, 10, 300, 40);labelInfo.setOpaque(true);labelInfo.setForeground(Color.red);labelInfo.setBackground(Color.pink);contentPane.add(labelInfo, null);JLabel b1 = new JLabel("资材个数:");b1.setForeground(Color.blue);JLabel b2 = new JLabel("进程个数:");b2.setForeground(Color.blue);b1.setBounds(50, 80, 80, 30);contentPane.add(b1, null);tf1.setBounds(180, 80, 170, 30);contentPane.add(tf1, null);b2.setBounds(50, 150, 80, 30);contentPane.add(b2, null);tf2.setBounds(180, 150, 170, 30);contentPane.add(tf2, null);button1 = new JButton("决定");button = new JButton("沉置");button1.setBounds(80, 200, 80, 30);contentPane.add(button1, null);button.setBounds(220, 200, 80, 30);contentPane.add(button, null);this.setSize(400, 300);this.setResizable(false);this.setTitle("银止家算法(SXJ)");this.setLocationRelativeTo(null);this.setDefaultClo搜索引擎劣化peration(EXIT_ON_CLOSE); this.setVisible(true);f1 = new JFrame();labelInfo1 = new JLabel("请先输进最大需要战调配矩阵，而后单打初初化");JPanel contentPane1;contentPane1 = (JPanel) f1.getContentPane();contentPane1.setLayout(null);contentPane1.setBackground(Color.pink);labelInfo1.setOpaque(true);labelInfo1.setBounds(75, 10, 400, 40);labelInfo1.setBackground(Color.pink);labelInfo1.setForeground(Color.blue);contentPane1.add(labelInfo1, null);JLabel labelAvailableLabel = new JLabel("AllResource:"); JLabel labelNeedLabel = new JLabel("MaxNeed:");JLabel labelAllocationLabel = new JLabel("allocated:"); JLabel labelRequestLabel = new JLabel("request process:"); labelNeedLabel.setBounds(75, 90, 100, 20);// x,y,width,heightcontentPane1.add(labelNeedLabel, null); labelAllocationLabel.setBounds(75, 240, 100, 20); contentPane1.add(labelAllocationLabel, null); labelAvailableLabel.setBounds(75, 70, 100, 20); contentPane1.add(labelAvailableLabel, null); labelRequestLabel.setBounds(75, 400, 100, 20);contentPane1.add(labelRequestLabel, null);JLabel[] labelProcessLabel1 = { new JLabel("进程1"), new JLabel("进程2"),new JLabel("进程3"), new JLabel("进程4"), new JLabel("进程5"),new JLabel("进程6") };JLabel[] labelProcessLabel2 = { new JLabel("进程1"), new JLabel("进程2"),new JLabel("进程3"), new JLabel("进程4"), new JLabel("进程5"),new JLabel("进程6") };JPanel pPanel1 = new JPanel(), pPanel2 = new JPanel(), pPanel3 = new JPanel(), pPanel4 = new JPanel();pPanel1.setLayout(null);pPanel2.setLayout(null);/** pPanel4.setLayout(null); pPanel4.setBounds(440,120,90,270); * pPanel4.setBorder(borderTitled);*/buttonSetInit = new JButton("初初化");buttonsearch = new JButton("检测仄安性");button2 = new JButton("沉置");buttonRequest = new JButton("哀供资材");buttonSetInit.setBounds(420, 140, 100, 30);contentPane1.add(buttonSetInit, null);buttonsearch.setBounds(420, 240, 100, 30);contentPane1.add(buttonsearch, null);button2.setBounds(420, 340, 100, 30);contentPane1.add(button2, null);buttonRequest.setBounds(420, 425, 100, 30); contentPane1.add(buttonRequest, null);for (int pi = 0; pi < 6; pi++) {labelProcessLabel1[pi].setBounds(0, 0 + pi * 20, 60, 20); labelProcessLabel2[pi].setBounds(0, 0 + pi * 20, 60, 20); }pPanel1.setBounds(75, 120, 60, 120);pPanel2.setBounds(75, 270, 60, 120);for (int pi = 0; pi < 6; pi++) {pPanel1.add(labelProcessLabel1[pi], null);pPanel2.add(labelProcessLabel2[pi], null);}contentPane1.add(pPanel1);contentPane1.add(pPanel2);contentPane1.add(pPanel4);for (int si = 0; si < 5; si++)for (int pi = 0; pi < 6; pi++) {textNeed[pi][si] = new JTextField();textNeed[pi][si].setBounds(150 + si * 50, 120 + pi * 20, 50, 20); textNeed[pi][si].setEditable(false);textAllocation[pi][si] = new JTextField();textAllocation[pi][si].setBounds(150 + si * 50, 270 + pi * 20, 50, 20);textAllocation[pi][si].setEditable(false);}for (int si = 0; si < 5; si++) {textAvailable[si] = new JTextField();textAvailable[si].setEditable(false);textAvailable[si].setBounds(150 + si * 50, 70, 50, 20); textRequest[si] = new JTextField();textRequest[si].setEditable(false);textRequest[si].setBounds(150 + si * 50, 430, 50, 20); contentPane1.add(textAvailable[si], null);contentPane1.add(textRequest[si], null);}for (int pi = 0; pi < 6; pi++)for (int si = 0; si < 5; si++) {contentPane1.add(textNeed[pi][si], null);contentPane1.add(textAllocation[pi][si], null);}textProcessName.setBounds(80, 430, 50, 20); contentPane1.add(textProcessName, null);f1.setSize(550, 500);f1.setResizable(false);f1.setTitle("银止家算法(SXJ)");f1.setLocationRelativeTo(null);f1.setDefaultClo搜索引擎劣化peration(EXIT_ON_CLOSE); // f1.setVisible(true);f1.setVisible(false);f2 = new JFrame("仄安序列隐现框");jt = new JTextArea(75, 40);jt.setBackground(Color.pink);jt.setForeground(Color.blue);JScrollPane scrollPane = new JScrollPane(jt); // 加滑动条scrollPane.setBorder(BorderFactory.createLoweredBevelBorder ());// 鸿沟(f2.getContentPane()).add(scrollPane);f2.setSize(450, 400);f2.setResizable(false);f2.setDefaultClo搜索引擎劣化peration(EXIT_ON_CLOSE); f2.setVisible(false);buttonSetInit.setEnabled(false);buttonRequest.setEnabled(false);buttonsearch.setEnabled(false);button1.addActionListener(new ActionListener() {public void actionPerformed(ActionEvent e) {// labelInfo.setText("请先初初化allocated战Maxneed，后单打初初化按钮");f1.setVisible(true);buttonSetInit.setEnabled(true);resourceNum = Integer.parseInt(tf1.getText());processNum = Integer.parseInt(tf2.getText());for (int i = 0; i < processNum; i++) {for (int j = 0; j < resourceNum; j++) {textNeed[i][j].setEditable(true);textAllocation[i][j].setEditable(true);textAvailable[j].setEditable(true);}}}});buttonSetInit.addActionListener(new ActionListener() {public void actionPerformed(ActionEvent e) {Init();buttonsearch.setEnabled(true);}buttonsearch.addActionListener(new ActionListener() { public void actionPerformed(ActionEvent e) {count = 0;SafeSequence = new int[processNum];worked = new int[resourceNum];Finish = new boolean[processNum];copyVector(worked, available);Safety(0);jt.append("仄安序列数量：" + count);if (flag) {labelInfo1.setText("目前系统状态：仄安");f2.setVisible(true);buttonRequest.setEnabled(true); textProcessName.setEnabled(true);for (int i = 0; i < resourceNum; i++) {textRequest[i].setEditable(true);}} else {labelInfo1.setText("目前系统状态：没有服安");}buttonSetInit.setEnabled(false);});buttonRequest.addActionListener(new ActionListener() { public void actionPerformed(ActionEvent e) {count = 0;for (int i = 0; i < processNum; i++) {Finish[i] = false;}jt.setText("");flag = false;RequestResource();}});button2.addActionListener(new ActionListener() { public void actionPerformed(ActionEvent e) {/** tf1.setText(""); tf2.setText("");*/f2.setVisible(false);jt.setText("");for (int i = 0; i < processNum; i++) {for (int j = 0; j < resourceNum; j++) {textNeed[i][j].setText("");textAllocation[i][j].setText("");textAvailable[j].setText("");textRequest[j].setText("");// textNeed[i][j].setEditable(false);// textAllocation[i][j].setEditable(false);// textAvailable[j].setEditable(false);textRequest[j].setEditable(false);textProcessName.setText("");Finish[i] = false;}}flag = false;buttonsearch.setEnabled(false);// labelInfo.setText("请先输进资材个数战进程个数，后单打决定");}});button.addActionListener(new ActionListener() {public void actionPerformed(ActionEvent e) {tf1.setText("");tf2.setText("");f2.setVisible(false);jt.setText("");flag = false;}});}void copyVector(int[] v1, int[] v2) { for (int i = 0; i < v1.length; i++)v1[i] = v2[i];}void Add(int[] v1, int[] v2) {for (int i = 0; i < v1.length; i++)v1[i] += v2[i];}void Sub(int[] v1, int[] v2) {for (int i = 0; i < v1.length; i++)v1[i] -= v2[i];}boolean Smaller(int[] v1, int[] v2) { boolean value = true;for (int i = 0; i < v1.length; i++)if (v1[i] > v2[i]) {value = false;break;}return value;}public static void main(String[] args) {OsBanker ob = new OsBanker();ob.display();// System.out.println(" "+count);}void Init() // 初初化支配矩阵{available = new int[resourceNum];for (int i = 0; i < resourceNum; i++) {available[i] = Integer.parseInt(textAvailable[i].getText()); }max = new int[processNum][resourceNum];allocated = new int[processNum][resourceNum];need = new int[processNum][resourceNum];for (int i = 0; i < processNum; i++) {for (int j = 0; j < resourceNum; j++) {max[i][j] = Integer.parseInt(textNeed[i][j].getText());allocated[i][j] = Integer.parseInt(textAllocation[i][j] .getText());}}for (int i = 0; i < resourceNum; i++)for (int j = 0; j < processNum; j++)need[j][i] = max[j][i] - allocated[j][i];for (int i = 0; i < resourceNum; i++)for (int j = 0; j < processNum; j++) {available[i] -= allocated[j][i];if (available[i] < 0) {labelInfo.setText("您输进的数据有误,请沉新输进"); }}}void Safety(int n) // 查找所有仄安序列{if (n == processNum) {count++;for (int i = 0; i < processNum; i++) {jt.append("进程" + (SafeSequence[i] + 1) + " ");}jt.append("\n");flag = true;return;}for (int i = 0; i < processNum; i++) { if (Finish[i] == false) {boolean OK = true;for (int j = 0; j < resourceNum; j++) { if (need[i][j] > worked[j]) {OK = false;break;}}if (OK) {for (int j = 0; j < resourceNum; j++) { worked[j] += allocated[i][j];}Finish[i] = true;SafeSequence[n] = i;Safety(n + 1);Finish[i] = false;SafeSequence[n] = -1;// num++;for (int j = 0; j < resourceNum; j++) {worked[j] -= allocated[i][j];}}}}}void RequestResource() { // 哀供资材jt.setText("");int processname = (Integer.parseInt(textProcessName.getText()) - 1);request = new int[resourceNum];for (int i = 0; i < resourceNum; i++) {request[i] = Integer.parseInt(textRequest[i].getText());}if (!Smaller(request, need[processname])) {labelInfo.setText("资材哀供没有符该进程的需要量.");} else if (!Smaller(request, available)) {labelInfo1.setText("可用资材缺累以谦脚哀供,进程需要等待.");} else {Sub(available, request);Add(allocated[processname], request);Sub(need[processname], request);copyVector(worked, available);Safety(0);if (flag) {labelInfo1.setText("可坐时调配给该进程!");} else {labelInfo1.setText("调配后引导系统处于没有服安状态!,没有创制时调配");Add(available, request);Sub(allocated[processname], request);Add(need[processname], request);}}// }}}五、真验截止：初初界里：初初化：检测仄安性：哀供资材：（1）进程2（1，0，2）（2）进程5（3，3，0）（3）进程1（0，2，0）六、逢到的问题及缺累之处：1、步调编写的时间确定最大资材数战最大进程数均<=6.2、步调曲交初初化了6个进程框，既浪费了内存空间，又对于可视化界里的好瞅制成做用.3、已对于输进非常十分举止处理：比圆正在哀供资材的第一个圆框中只可挖进进程的数字编号，当挖进的为非整数时，步调会扔出非常十分.4、已办理进程名中对于字符串的处理，曲交牢固进程名为数字，用户没有克没有及曲交输进本有的进程名，制成短佳的用户感受.。

课程设计报告( 2013-- 2014年度第1学期)名称：操作系统原理课程设计院系：班级：学号：学生姓名：指导教师：设计周数： 1成绩：日期：2013年11 月15日《操作系统原理课程设计B》课程设计任务书一、目的与要求1. 理解和掌握操作系统的基本概念、基本组成与工作原理；2. 理解和掌握操作系统中主要功能模块的工作原理及其实现算法；3. 掌握软件模块设计技能；熟悉并能较好地利用软件开发环境独立编程、调试和分析程序运行情况，逐渐形成创新思维和从事系统软件的研究和开发能力。

二、主要内容采用某种程序设计语言，设计与开发一个仿真操作系统，要求具备进程调度、存储器管理、文件及设备管理等基本功能，具体内容包括：1.模拟单处理器系统的进程调度，加深对进程的概念及进程调度算法的理解；2.编写一个多线程程序，加深对现代操作系统中线程的理解；3.编写和调试一个银行家算法程序，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；4.用可变分区算法模拟主存的分配和回收，加深对存储器管理的理解，熟悉各种主存分配方法；根据个人情况选做其中三个。

三、进度计划四、设计（实验）成果要求至少完成主要内容中的3项，统一使用课程设计报告书，文字清楚、工整。

学生姓名：指导教师：2013 年11 月15 日一、课程设计(综合实验)的目的与要求1. 理解和掌握操作系统的基本概念、基本组成与工作原理；2. 理解和掌握操作系统中主要功能模块的工作原理及其实现算法；3. 掌握软件模块设计技能；熟悉并能较好地利用软件开发环境独立编程、调试和分析程序运行情况，逐渐形成创新思维和从事系统软件的研究和开发能力。

二、实验环境Visual C++6.0和JCreator三、设计（实验）正文多线程：用Runnable接口和继承Thread类的方法实现多线程程序。

设计龟兔赛跑，赛程1000米，兔子跑5米，乌龟跑1米，兔子每20米休息500毫秒，乌龟每100米休息500毫秒。

操作系统中的死锁问题死锁是指在并发的程序执行中，两个或多个进程因竞争资源而陷入等待对方已经占用的资源，使得所有的进程无法继续执行的一种情况。

死锁是计算机科学中一个重要的问题，尤其在多任务处理、多线程处理或分布式系统中更为常见。

死锁发生时，系统的处理能力就会下降，甚至会导致系统崩溃。

因此，了解死锁的发生及避免方法，对保证系统的稳定、正确运作是极为重要的。

操作系统中的死锁问题源于进程对有限的系统资源竞争，如果多个进程对特定的资源互相竞争并等待对方先释放这些资源，便有可能引起死锁事件：如下图所示有两个进程A和B，需要互相占用对方已经占用的资源：1. A进程获得资源a，等待B进程释放资源b；2. B进程获得资源b，等待A进程释放资源a。

当A和B进程都处于等待状态时，称为死锁状态。

操作系统中的死锁问题一般由以下四个必要条件组成：1. 互斥条件：进程对资源的访问具有排他性，即一次只能有一个进程访问；2. 请求与保持条件：进程至少会持有别的资源，而请求新的资源，从而形成保持一定资源的状态；3. 不剥夺条件：已经分配给进程的资源不能强制性地回收；4. 环路等待条件：进程互相等待对方所持有的资源。

要解决或避免死锁问题，有以下三种方法：1. 资源分配策略：这是最基础的一种方法，可通过合理的资源分配策略防止死锁的发生或降低死锁的可能性。

即以某种规定的顺序，分配在某个时间段内所需要的全部资源，并约定在遇到请求时，如果资源不可用，则请求者必须释放已经占用的资源，若所有进程严格按照此顺序请求资源，则死锁不会发生。

但是这种方法需要对资源使用的情况作出严格约定，过于依赖于用户的遵守程度。

2. 银行家算法：银行家算法是操作系统中实现资源分配的一种途径，它不仅可以银行家预测和控制金融市场的走向，也可以预测和控制资源的分配和任务的调度，从而减少死锁的产生。

在这种方案中，操作系统会预先计算出每个进程的最大需求资源数及其已占用的资源，以此来实现一个限制性的资源分配机制。

计算机操作系统实验报告题目利用银行家算法避免死锁一、实验目的：1、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。

2、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，并采用银行家算法，有效的防止和避免死锁的发生。

二、实验内容：用银行家算法实现资源分配：设计五个进程{p0,p1,p2,p3,p4}共享三类资源{A,B,C}的系统，例如，{A,B,C}的资源数量分别为10，5，7。

进程可动态地申请资源和释放资源，系统按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个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号以及为某进程分配资源后的有关资源数据。

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。

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。