操作系统课设-死锁的避免(银行家算法)

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。

枣庄学院信息科学与工程学院课程设计任务书题目银行家算法算法的模拟实现学生1: __________________________________________________学生2: __________________________________________________专业： ________________ 计算机应用技术 __________________课程： ________________ 操作系统 _________________________指导教师：__________ 职称： ________________完成时间：2014年12月----2015年1月枣庄学院信息科学与工程学院制2014年12月10日课程设计任务书及成绩评定课程设计的任务和具体要求操作系统课程设计是操作系统课程学习的延续。

主要目的是配合操作系统课程的学习，对Linux操作系统有一定掌握，能够熟练操作，并能在Linux系统下模拟实现操作系统的功能，有助于对操作系统的理解。

本次课程设计共分两部分，其中第一部分为操作题，同学们需要对Linux的基本的命令（常用的几个，讲课的时候强调的），这部分，任课教师实时检查，让学生用命令完成一定的功能，然后，根据完成情况评定成绩。

第二部分为编程设计题，每组同学必须独立完成，可以选择进程调度，也可以根据自己的兴趣，选择模拟实现磁盘调度、银行家算法、页面置换算法等。

指导教师签字：_________________ 日期： ______________________________指导教师评语成绩：______________ 指导教师签字： _______________________ 日期： _____________目录1引言1.1linux 及其特点 .................. ... .. (4)1.1.1Linux 的概述 (4)1.2Linux 的结构 (4)1.3Linux 的版本............. ... . (5)2常用命令基本介绍2.1Linux目录命令 (5)2.2Linux文件命令 ...... (5)3银行家算法3.1实验目的......... (6)3.2实验内容.......................... ................................................................ .. (6)3.3实验方法........................................................................................... .. (7)3.3.1算法流程图............................................................................ ....... .. (7)3.3.2算法数据结构 (7)3.4实验代码........................................................................................................................................ …3.5运行示例 (17)4实验小结................................................................................................................................... .. (17)实用程序：的Linux标准系统都有一套称为应用程序的程序集，它们是专门的程序，包括文本编辑器，编程语言，X Win dow,办公套件，In ternet工具，数据库等1.3Lin ux 的版本：内核版本：根据约定，次版本号为奇数时，表示该版本加入新内容，但不一定很稳定，相当于测试版；次版本号为偶数时，表示这是一个可以使用的稳定版本。

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 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*/ #include "string.h"#include "stdio.h"#include "dos.h"#include "conio.h"#define MOVEIN 1#define GUIYUE 2#define ACC 3#define OK 1#define ERROR 0#define MAXSH 7#define MAXSHL 10#define MAXINPUT 50#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;struct time now;typedef struct{int data[maxsize];int top;}stack;int emptystack(stack *S){if(S->top==48&&S->data[S->top]==35)return(1); /*35 is '#'*/ 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);music(1,60);}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);delay(200);}nosound();}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){case 3:case 43:case 63:case 73:act=4;return MOVEIN;case 0:case 40:case 60:case 70:act=5;return MOVEIN;case 11:case 81: act=6;return MOVEIN;case 92:case 22:act=7;return MOVEIN;case 84:act=11;return MOVEIN;/*-------------------------------------------*/ case 91:case 94:case 95:act=1;return GUIYUE;case 21:case 24:case 25:act=2;return GUIYUE;case 101:case 102:case 104:case 105:act=3;return GUIYUE;case 31:case 32:case 34:case 35:act=4;return GUIYUE;case 111:case 112:case 114:case 115:act=5;return GUIYUE;case 51:case 52:case 54:case 55:act=6;return GUIYUE;/*+++++++++++++++++*/case 15:return ACC;/*******************************/case 6:return 1;case 7:case 47:return 2;case 8:case 48:case 68:return 3;case 46:return 8;case 67:return 9;case 78:return 10;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");if(fp==0){printf("\nwrite error!!");writeok=0;}else{if(a==-1){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); fprintf(fp," 测试时间：%02d:%02d:%02d",now.ti_hour,now.ti_min,now.ti_sec);}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';initstack(st);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2003.01.12 14:04");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=4 int =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。

操作系统集中上机实验1：银行家算法一、目的和要求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、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。

三、算法描述银行家可以把一定数量的资金供多个用户周转使用，为保证资金的安全银行家规定：1.当一个用户对资金的最大需求量不超过银行家现有的资金就要接纳该用户；2.用户可以分期贷款,但贷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用户的沿需贷数时,对用户的贷款可推迟支付,但总能使用户在有限的时间里得到贷款；4.当用户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。

实验2：时间片轮转法基本思想：将CPU的处理时间划分成一个个时间片，就绪队列中的诸进程轮流运行一个时间片，当时间片结束时，就强迫运行进程让出CPU,该进程进入就绪队列，等待下一次调度，同时,进程调度又去选择就绪队列中的一个进程,分配给它一个时间片，以投入运行。

在轮转法中，时间片长度的选择非常重要,将宜接影响系统开销和响应时间。

如果时间片长度很小，则调度程序剥夺处理机的次数频繁,加重系统开销；反之，如果时间片长度选择过长，比方说一个时间片就能保证就绪队列中所有进程都执行完毕，则轮转法就退化成先进先出算法。

实验3-4：抢占式(或非抢占式)优先级调度算法基本思想：该算法的基本思想是进程优先级高者优先调度，是一种常用的进程调度算法。

该算法的关键是如何确定优先数。

通常确定优先数的方法有两种，即静态法和动态法。

(1)静态优先权是在创建进程时确定的，其运行特征是优先数确定之后在整个进行运行期间不再改变。

确定静态优先权的依据有进程的类型、进程所使用的资源、进程的估计运行时间等因素。

学习操作系统心得体会计算机操作系统是铺设在计算机硬件上的多层系统软件，不仅增强了系统的功能，而且还隐藏了对硬件操作的细节，由它实现了对计算机硬件操作的抽象。

操作系统是管理计算机系统的全部硬件资源包括软件资源及数据资源；控制程序运行；改善人机界面；为其它应用软件提供支持等，使计算机系统所有资源最大限度地发挥作用，为用户提供方便的、有效的、友善的服务界面。

操作系统的一些原理在生活中的应用主要有以下几个，结合生活中的例子，可以化抽象为具体，我们会更加清楚地了解到其原理与操作过程：1、银行家算法——避免死锁死锁的产生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。

我觉得操作系统所讲的死锁就好像两个人竟过独木桥，两辆车竟过单行桥等阻塞现象，原因是共享资源，即道路。

为提高系统资源的利用率，避免死锁并不严格限制死锁必要条件的存在，而是在资源的动态分配过程中，使用某种方法去防止系统进入不安全状态，从而避免死锁的最终出现。

然而，最有代表性的避免死锁的算法，是Dijkstra的银行家算法。

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；若是安全的，才分配。

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。

操作系统实验报告实验三预防进程死锁的银行家算法学号：班级：姓名：【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。

【实验内容】问题描述：设计程序模拟预防进程死锁的银行家算法的工作过程。

假设有系统中有n个进程P1, …,P n，有m类可分配的资源R1, …,R m，在T0时刻，进程P i分配到的j 类资源为Allocation ij个，它还需要j类资源Need ij个，系统目前剩余j类资源Work j 个，现采用银行家算法进行进程资源分配预防死锁的发生。

程序要求如下：1）判断当前状态是否安全，如果安全，给出安全序列；如果不安全给出理由。

2）对于下一个时刻T1，某个进程P k会提出请求Request(R1, …,R m)，判断分配给P k进程请求的资源之后。

3）输入：进程个数n，资源种类m，T0时刻各个进程的资源分配情况（可以运行输入，也可以在程序中设置）；4）输出：如果安全输出安全的进程序列，不安全提示信息。

实现提示：用C++语言实现提示：1）程序中进程调度时间变量描述如下：int Available[MaxNumber];int Max[MaxNumber][MaxNumber];int Allocation[MaxNumber][MaxNumber];int Need[MaxNumber][MaxNumber];int Request[MaxNumber];int SafeOrder[MaxNumber];2）进程调度的实现过程如下：➢变量初始化；➢接收用户输入n，m，（输入或者默认的）Allocation ij，Need ij；➢按照银行家算法判断当前状态安全与否，安全给出安全序列，不安全给出提示；➢如果安全，提示用户输入下一时刻进程P k的资源请求Request(R1, … ,R m)；➢如果不安全或者无新请求则退出。

实验要求：1)上机前认真复习银行家算法，熟悉资源分配和安全检查过程；2)上机时独立编程、调试程序；3)根据具体实验要求，完成好实验报告（包括实验的目的、内容、要求、源程序、实例运行结果截图）。

课 程 设 计银行家算法2011 年 6 月设计题目学 号 专业班级 学生姓名指导教师课程设计任务书1前言：Dijkstra (1965)提出了一种能够幸免死锁的调度算法，称为银行家算法。

它的模型基于一个小城镇的银行家，他向一群客户别离许诺了必然的贷款额度，每一个客户都有一个贷款额度，银行家明白不可能所有客户同时都需要最大贷款额，因此他只保留必然单位的资金来为客户效劳，而不是知足所有客户贷款需求的最大单位。

那个地址将客户比作进程，贷款比作设备，银行家比作系统。

客户们各自做自己的生意，在某些时刻需要贷款。

在某一时刻，客户已取得的贷款和可用的最大数额贷款称为与资源分派相关的系统状态。

一个状态被称为是平安的，其条件是存在一个状态序列能够使所有的客户均取得其所需的贷款。

若是突然所有的客户都申请，希望取得最大贷款额，而银行家无法知足其中任何一个的要求，那么发生死锁。

不平安状态并非必然致使死锁，因为客户未必需要其最大贷款额度，但银行家不敢抱这种侥幸心理。

银行家算法确实是对每一个请求进行检查，检查若是知足它是不是会致使不平安状态。

假设是，那么不知足该请求；不然便知足。

检查状态是不是平安的方式是看他是不是有足够的资源知足一个距最大需求最近的客户。

若是能够，那么这笔投资以为是能够收回的，然后接着检查下一个距最大需求最近的客户，如此反复下去。

若是所有投资最终都被收回，那么该状态是平安的，最初的请求能够批准。

第一章开题报告（一）该项课程设计的意义；（二）课程设计的任务（三）相关原理及算法描述；（四）开发环境；（五）预期设计目标；1、该项课程设计的意义在多道程序系统中，多个进程的并发执行来改善系统的资源利用率，提高系统的吞吐量，但可能发生一种危险——死锁。

所谓死锁(Deadlock)，是指多个进程在运行进程中因争夺资源而造成的一种僵局（DeadlyEmbrace），当进程处于这种状态时，假设无外力作用，他们都无法在向前推动。

《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。

操作系统课程设计报告1、概述一、设计目的1.对死锁避免中的银行家算法作进一步理解。

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地发生。

二、开发环境操作系统Windows xp编译环境VC++6.0生成文件银行家算法.cpp2、需求分析一、死锁概念：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，这就产生了死锁。

二、关于死锁的一些结论：1.参与死锁的进程最少是两个（两个以上进程才会出现死锁）2.参与死锁的进程至少有两个已经占有资源3.参与死锁的所有进程都在等待资源4.参与死锁的进程是当前系统中所有进程的子集如果死锁发生，会浪费大量系统资源，甚至导致系统崩溃。

三、资源分类：永久性资源：可以被多个进程多次使用（可再用资源）1）可抢占资源2）不可抢占资源临时性资源：只可使用一次的资源；如信号量,中断信号，同步信号等（可消耗性资源）“申请--分配--使用--释放”模式四、产生死锁的四个必要条件：1、互斥使用（资源独占）一个资源每次只能给一个进程使用2、不可强占（不可剥夺）资源申请者不能强行的从资源占有者手中夺取资源，资源只能由占有者自愿释放3、请求和保持（部分分配，占有申请）一个进程在申请新的资源的同时保持对原有资源的占有（只有这样才是动态申请，动态分配）4、循环等待存在一个进程等待队列{P1 , P2 , … , Pn}, 其中P1等待P2占有的资源，P2等待P3占有的资源，…，Pn等待P1占有的资源，形成一个进程等待环路。

内容摘要本课设要完成的是编写一程序，能够模拟银行家算法和安全算法来避免死锁的问题。

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。

关键词银行家算法C语言数据结构课程设计任务书目录：第一章绪论 (4)1.1 综述 (4)1.2设计内容与要求 (5)1.3 设计目的 (5)1.4设计地点 (5)1.5设计环境 (5)第二章程序设计与实现 (6)2 .1详细设计 (6)2.1 .1银行家算法数据结构设计描述 (6)2.1.2银行家算法实现描述 (6)2.1.3 程序流程图 (7)第三章程序调试与运行 (8)3.1运行结果 (8)第四章实验体会 (10)参考文献 (11)附录： (11)第一章绪论1.1 综述操作系统是现代计算机系统中最基本和最重要的系统软件，它是计算机科学与技术专业的一门重要的基础课程。

通过讲授本课程，学生可以全面的了解操作系统的概念，操作系统是一组能有效的组织和管理计算机硬件和软件资源，合理地对各类资源进行调度，以方便用户使用的程序的集合。

其作用是管理好这些设备，提高利用率和系统的吞吐量，为用户和应用程序提供简单的接口，便于用户使用。

学完操作系统，可以更好的搭建学生的专业基础知识。

本次课程设计在本着加强课本知识运用能力的前提下，老师给出银行家算法这个题目。

该题目主要是解决利用银行家算法和安全算法来避免死锁的问题。

一、【实验目的】1．理解并掌握死锁有关概念；2．理解并掌握银行家算法；3．掌握进程安全性检查的方法及资源分配的方法。

二、【实验任务】任务描述：编制模拟银行家算法的程序，并以下面给出的例子验证所编写的程序的正确性。

某系统有A、B、C、D四类资源共5个进程(P0、P1、P2、P3、P4)共享，各进程对现在系统中A、B、C、D四类资源分别还剩1、5、2、0个，请按银行家算法回答下列问题：①现在系统是否处于安全状态？②如果现在进程P1提出资源请求(0、4、2、0)，系统能否满足它的请求？任务梳理：1.死锁：在操作系统中，“死锁”用于描述资源分配时，进程互相抢占资源，又因为需求的资源被别的进程抢占，只好互相等待，以至于等待循环中的所有进程均无法正常运行的情况。

死锁形成需要四个条件，这四个条件缺少一个，就不会形成死锁。

死锁的四个条件:1）互斥条件即对于某资源在一段时间内仅允许一个进程占有使用。

2）占有且等待条件/请求和保持条件在进程已经占有一个或多个资源的情况下，若它仍申请新的资源，在等待获得新的资源时，进程仍会继续占有旧有资源，不会主动释放。

3）不可抢占条件直到占有该资源的进程使用完毕之前，其他任何进程均不应该强行抢占该资源。

4）循环等待条件若干个进程之间形成了一个等待循环。

2.安全状态若针对目前资源分配情况，系统可以找到某种次序为进程分配资源，使得所有进程能够依次运行成功，则称系统此时的分配状态是安全的，分配资源的次序称为“安全序列”。

安全状态时系统中无死锁，所以所有避免死锁的算法都尽可能地使系统进入安全状态。

值得注意的是，即使是安全状态下的系统，如果资源分配不当，仍然可以使系统变为不安全状态。

3.银行家算法1）设计思想在系统中，进程发起一项资源分配请求，由系统检查是否可以满足该分配请求，若可以，应暂时满足该请求，并查看此时系统是否仍是安全状态。

2）程序流程图可以分为三个功能模块，第一个模块检查需求是否可以被满足，第二个模块检查系统是否安全，第三个模块是主程序，通过调用前两个模块实现资源分配或请求驳回。

银行家算法-课程设计1. 简介银行家算法（Banker’s Algorithm）是一种用于避免死锁的资源分配算法。

它最初由艾兹格·迪杰斯特拉（Edsger Dijkstra）于1965年提出，用于解决并发系统中的资源管理问题。

银行家算法可以预防死锁，即在执行过程中不会出现资源分配无法进行的情况。

在本次课程设计中，我们将深入研究银行家算法的原理和实现，并尝试在一个模拟的并发系统中应用该算法。

2. 算法原理银行家算法基于资源的可用性进行计算，以确保在给定的时刻，系统能够满足所有进程的资源需求，从而避免死锁的发生。

该算法通过以下几个关键步骤实现：2.1 系统资源初始化在系统启动之初，需要预先分配每种资源的总数和已被分配的数量。

这些信息将用于处理进程的资源请求和释放。

2.2 进程资源请求判断当一个进程提出资源请求时，银行家算法会判断是否能够满足该请求。

算法会检查当前的系统资源状态和进程的资源需求，以判断是否有足够的资源可供分配。

2.3 资源分配和回收如果银行家算法判断当前资源状态可以满足进程的资源请求，该算法将分配资源给该进程，并更新系统资源状态。

如果无法满足资源请求，进程将进入等待状态，直到系统有足够的资源可供分配。

2.4 进程资源回收和死锁检测当一个进程完成任务或者释放资源时，银行家算法会回收该进程所占用的资源，并检测是否可能发生死锁现象。

通过回收资源并重新分配，银行家算法可以避免死锁的发生。

3. 实现设计在本次课程设计中，我们将使用Python语言来实现银行家算法的模拟。

主要分为以下几个步骤：3.1 系统资源初始化首先，我们需要定义系统中每种资源的总量和已被分配数量。

这些数据可以使用一个二维矩阵来表示，其中每一行代表一种资源，每一列代表对应资源的数量。

3.2 进程资源请求判断当一个进程提出资源请求时，我们需要判断是否能够满足该请求。

可以通过比较进程的资源需求和系统资源状态来判断。

如果某个资源的需求量小于等于系统中该资源的可用数量，说明可以满足该请求。

避免死锁的银⾏家算法死锁的定义>如果⼀组进程中的每⼀个进程都在等待仅由该组进程中的其他进程才能引发的事件，那仫该组进程就是死锁的.产⽣死锁的必要条件>1).互斥条件:进程对所分配到的资源进⾏排它性使⽤，即在⼀段时间内，某资源只能被⼀个进程占⽤。

如果此时还有其他进程请求该资源，则请求资源只能等待，直⾄占有该资源的进程⽤毕释放.2).请求和保持条件:进程已经保持了⾄少⼀个资源，但⼜提出了新的资源请求，⽽该资源已经被其他进程占有，此时请求进程被保持，但对⾃⼰所获得的资源⼜保持不放.3).不可抢占条件:进程已获得的资源在未使⽤完之前不可被抢占，只能在使⽤完成后⾃⼰释放.4).环路等待:在发⽣死锁时，必然存在⼀个进程，资源的循环链.死锁产⽣的原因>1).竞争可重⽤不可抢占式的资源2).竞争可消耗资源3).进程推进顺序不当.可重⽤性资源:可供重复使⽤多次的资源.不可抢占性资源:⼀旦系统把某资源分配给该进程后，就不能将它强⾏收回，只能在进程使⽤完后⾃动释放.可消耗资源:⼜叫临时性资源，它是在进程运⾏期间，由进程动态的创建和消耗的.利⽤银⾏家算法解决死锁>1).银⾏家算法中的数据结构(1).可利⽤资源向量Available(2).最⼤需求矩阵Max(3).分配矩阵Allocation(4).需求矩阵Need2).银⾏家算法Request请求向量，(1).如果Request[i] <= Need[i][j]转下步，否则它所需要的资源数已超过它所需要的最⼤值(2).如果Request[i] <= Available[i][j]转下步，否则尚⽆⾜够资源，进程需等待(3).系统试分配给进程p,并修改Available,Allocation和NeedAvailable[j] -= Request[j]Allocation[i][j] += Request[j]Need[i][j] -= Request[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，才正式分配；否则恢复原来的分配状态，让该进程等待3).安全性算法(1).设置两个向量,⼯作向量Work,在执⾏安全性算法开始时 Work=Available;Finish:表⽰有⾜够的资源分配给进程，使之运⾏完成,Finish[i]=false;当有⾜够资源分配给进程时，再另Finish[i]=false(2).从进程集合中找到⼀个满⾜该条件的进程:Finish[i]=falseNeed[i][j] <= Work[j](3).当进程获得资源后，可顺利执⾏，并修改Work向量和Finsh向量Work[i] += Allocation[i][j]Finish[i]=true(4).如果所有进程的Finish[i]=true说明系统处于安全状态，否则系统处于不安全状态.在实现这份代码的时候陷⼊了⼀个误区那就是当你找到了⼀个安全序列之后，它查找过的Finish必定会被修改为true,⽽Finish这个数组⼜是在全局定义的，所以只要找到⼀次正确的安全序列这个Finish所找到的位就会被置为true会⼀直出现找到安全序列的，所以在找到安全序列之后⼀定要将Finish重新赋初值false,这个问题让我排错了半天，在定义变量的时候最好不要定义为全局的。

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。