银行家算法实验报告c语言

《计算机操作系统》课程设计题目：Linux下C编程实现银行家算法专业：软件工程年级：小组成员：指导教师：时间：地点：2014年12 月摘要Dijkstra(艾兹格·迪科斯彻) 的银行家算法是最有代表性的避免死锁的算法，该算法由于能用于银行系统现金贷款的发放而得名。

银行家算法是在确保当前系统安全的前提下推进的。

对进程请求先进行安全性检查，来决定资源分配与否，从而确保系统的安全，有效的避免了死锁的发生。

该论文在理解和分析了银行家算法的核心思想以及状态的本质涵义的前提下，对算法的实现在总体上进行了设计，包括在对算法分模块设计，并对各个模块的算法思想通过流程图表示，分块编写代码，并进行测试，最后进行程序的测试，在设计思路上严格按照软件工程的思想执行，确保了设计和实现的可行，可信。

代码实现采用C语言。

目录目录1.概述 (4)2.课程设计任务及要求 (4)2.1 设计任务 (4)2.2设计要求 (5)3.算法及数据结构 (5)3.1算法的总体思想 (5)3.2 安全算法模块 (6)3.2.3 算法（流程图表示，或伪C表示） (7)4. 程序设计与实现 (9)4.1程序流程图 (9)4.2程序代码（部分代码） (9)4.3实验结果 (11)5 结论 (13)6 收获、体会和建议。

(14)7 参考文献。

(14)1.概述银行家算法是一种最有代表性的避免死锁的算法。

在避免死锁方法中允许进程动态地申请资源，但系统在进行资源分配之前，应先计算此次分配资源的安全性，若分配不会导致系统进入不安全状态，则分配，否则等待。

为实现银行家算法，系统必须设置若干数据结构。

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。

安全序列是指一个进程序列{P1，…，Pn}是安全的，即对于每一个进程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。

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。

银行家算法分析、设计与实现一、设计理论描述本设计的目的是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。

要求如下：（1）模拟一个银行家算法；（2）初始化时让系统拥有一定的资源；（3）用键盘输入的方式申请资源；（4）如果预分配后，系统处于安全状态，则修改系统的资源分配情况；（5）如果预分配后，系统处于不安全状态，则提示不能满足请求，设计的主要内容是模拟实现动态资源分配。

同时编写和调试一个系统动态资源的简单模拟程序，观察死锁产生的条件，并使用适当的算法，有效的防止和避免死锁的发生。

银行家算法.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，则进程都无法继续执行下去的死锁现象。

把一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.二、算法描述及数据结构模型1.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]，则报错返回。

(2)如果Request[n]>Available，则进程i进入等待资源状态，返回。

(3)假设进程i的申请已获批准，于是修改系统状态：Available=Available-RequestAllocation=Allocation+RequestNeed=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。

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办法，通过编写一种简朴的银行家算法程序，加深理解有关资源申请、避免死锁等概念，并体会和理解死锁和避免死锁的具体实施办法。

三、问题分析与设计：1、算法思路：先对顾客提出的请求进行正当性检查，即检查请求与否不不大于需要的，与否不不大于可运用的。

若请求正当，则进行预分派，对分派后的状态调用安全性算法进行检查。

若安全，则分派；若不安全，则回绝申请，恢复到原来的状态，回绝申请。

2、银行家算法环节：（1）如果Requesti＜or =Need,则转向环节(2)；否则，认为出错，由于它所需要的资源数已超出它所宣布的最大值。

（2）如果Request＜or=Available,则转向环节（3）；否则，表达系统中尚无足够的资源，进程必须等待。

（3）系统试探把规定的资源分派给进程Pi,并修改下面数据构造中的数值：Available=Available-Request[i];Allocation=Allocation+Request;Need=Need-Request;(4)系统执行安全性算法，检查本次资源分派后，系统与否处在安全状态。

3、安全性算法环节：（1）设立两个向量①工作向量Work。

它表达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。

它表达系统与否有足够的资源分派给进程，使之运行完毕，开始时先做Finish[i]=false，当有足够资源分派给进程时，令Finish[i]=true。

（2）从进程集合中找到一种能满足下述条件的进程：①Finish[i]=false②Need<or=Work如找到，执行环节（3）；否则，执行环节（4）。

（3）当进程P 获得资源后，可顺利执行，直至完毕，并释放出分派给它的资源，故应执行：Work=Work+Allocation;Finish[i]=true;转向环节（2）。

计算机操作系统课程设计报告《Linux下C编程实现银行家算法》《计算机操作系统》课程设计题目：专业：年级：小组成员：指导教师：时间：地点：Linux下C编程实现银行家算法软件工程2021年 12 月1摘要Dijkstra(艾兹格·迪科斯彻) 的银行家算法是最有代表性的避免死锁的算法，该算法由于能用于银行系统现金贷款的发放而得名。

银行家算法是在确保当前系统安全的前提下推进的。

对进程请求先进行安全性检查，来决定资源分配与否，从而确保系统的安全，有效的避免了死锁的发生。

该论文在理解和分析了银行家算法的核心思想以及状态的本质涵义的前提下，对算法的实现在总体上进行了设计，包括在对算法分模块设计，并对各个模块的算法思想通过流程图表示，分块编写代码，并进行测试，最后进行程序的测试，在设计思路上严格按照软件工程的思想执行，确保了设计和实现的可行，可信。

代码实现采用C语言。

2目录目录1.概述 (4)2.课程设计任务及要求 .....................................4 2.1 设计任务 ..........................................4 2.2设计要求 ..........................................5 3.算法及数据结构 ......................................... 5 3.1算法的总体思想 ..................................... 5 3.2 安全算法模块 ...................................... 6 3.2.3算法（流程图表示，或伪C表示）.................. 7 4. 程序设计与实现 ........................................ 9 4.1程序流程图 ........................................ 9 4.2程序代码（部分代码）............................... 9 4.3实验结果 ......................................... 11 5 结论 (13)6 收获、体会和建议。

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。

银行家算法课程设计实验报告摘要：本文主要介绍了一种新的实验方法——银行家算法课程设计实验，针对算法教学的实验设计，特别是在银行家算法这一领域，运用Visual C++ 语言，给出了一种实验实现及其相应的实验报告。

实验的通过对 Visual C++ 的开发环境及语法的掌握，实验证明了银行家算法的可行性和实际应用的安全性。

关键词：银行家算法；Visual C++；实验设计；实验报告1. 绪论随着网络技术的不断发展和深化，如今网络系统的仿真实验，尤其是银行家算法的仿真实验的需求量日益增大，该实验将把网络系统设计中的概念、原理以及运用的方法用于系统的实际应用，更直观地表达出网络实验中的概念。

本实验希望通过对 Visual C++语言的开发环境及语法的掌握，实现银行家算法在计算机系统中的运用，实现这种算法的可行性和实际应用的安全性，从而使网络系统仿真实验更加简单有效的实现。

2. 实验目的（1）熟悉 Visual C++ 语言的开发环境及语法；（2）了解银行家算法基本原理及其实现；（3）验证银行家算法的可行性及实际应用的安全性；（4）为网络系统仿真实验提供一种新的实验方法。

3. 实验内容（1）Visual C++编程环境的熟悉；（2）实现银行家算法的仿真实验；（3）验证银行家算法的可行性和实际应用的安全性；（4）实验报告的编写。

4. 实验环境实验环境主要包括实验平台、操作系统、语言编程工具和文本编辑器。

实验平台：实验所使用的计算机硬件平台为：Intel 酷睿i5-8400 处理器、 DDR4 8G 内存及 GTX 1050TI 4G 显卡；操作系统：实验所使用的操作系统为 Windows 10 家庭版；语言编程工具：实验所使用的语言编程工具为 Visual Studio 2017；文本编辑器：实验所使用的文本编辑器为 Notepad。

5. 实验过程实验过程主要包括 Visual C++ 编程环境的熟悉、银行家算法的仿真实现及实验报告的编写。

淮海工学院计算机工程学院实验报告书课程名：《操作系统原理A》题目：银行家算法班级：软件122学号：2012122734姓名：韩莹操作系统原理实验——银行家算法实验报告1目的与要求:1）本实验目的是通过使用银行家算法实现系统资源的分配和安全性检查模拟，提高学生对操作系统资源分配功能的深刻理解，并培养学生对操作系统开发的兴趣与应用能力；2）实验前必须认真阅读和理解银行家算法的基本原理和实现方法；3）独立使用C或VC++编程语言编写银行家算法模拟程序；4）按照实验题目要求独立正确地完成实验内容（编写、调试算法程序，提交程序清单及及相关实验数据与运行结果）5）于2014年4月25日以前提交本次实验报告（含电子和纸质报告，由学习委员以班为单位统一打包提交）。

2 实验内容或题目1）设计五个进程{P0，P1，P2，P3，P4}共享三类资源{A，B，C}的系统，{A，B，C}的资源总数量分别为10，5，7。

（参考书上用例）2）并行进程可动态地申请资源和释放资源（程序交互输入申请或释放资源数量），系统按各进程的申请动态地分配资源。

3）每当进程动态申请资源或释放资源时，模拟程序应能及时显示或打印各个进程在此时刻的资源分配表、系统可用资源量和安全序列等资源分配信息和安全检查信息。

4）本次实验内容（项目）的详细说明以及要求请参见实验指导书。

3 实验步骤与源程序#include "iostream.h"#include<conio.h>#define M 5#define N 3#define TRUE 1#define FALSE 0int MAX[M][N]={{7,5,3},{3,2,2},{9,0,2},{2,2,2},{4,3,3}};int AVAILABLE[N]={10,5,7};int ALLOCATION[M][N]={{0,0,0},{0,0,0},{0,0,0},{0,0,0},{0,0,0}};int NEED[M][N]={{7,5,3},{3,2,2},{9,0,2},{2,2,2},{4,3,3}};int Request[N]={0,0,0};void displaydata(){int i,j;cout<<" 系统可用的资源数为:"<<endl<<endl;for (j=0;j<N;j++) cout<<" 资源"<<j<<": "<<AVAILABLE[j]; cout<<endl;cout<<" 各进程还需要的资源量:"<<endl<<endl;for (i=0;i<M;i++) {cout<<"进程"<<i<<":";for (j=0;j<N;j++)cout<<" 资源"<<j<<": "<<NEED[i][j];cout<<endl; }cout<<endl;cout<<" 各进程已经得到的资源量: "<<endl<<endl;for (i=0;i<M;i++) {cout<<"进程"<<i<<":";for (j=0;j<N;j++)cout<<" 资源"<<j<<": "<<ALLOCATION[i][j]; cout<<endl;}}void changedata(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];}}void restoredata(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];}}int compare(int need[ ],int work[ ]){int j;for(j=0;j<N;j++){if(need[j]>work[j]){return 0;}}return 1;}int isSecurity(int available[3],int need[M][N],int allocation[M][N]){int i,j,k=0,flag,finish[M],work[N],p[6];for(i=0;i<M;i++){finish[i]=0;}for(j=0;j<N;j++){ work[j]=available[j];}while(1){flag=FALSE;for(i=0;i<M;i++) {if(finish[i]==0&&compare(need[i],work)==TRUE){ for(j=0;j<N;j++)work[j]+=allocation[i][j];finish[i]=1;p[k++]=i;flag=1;break;}}if(flag==0) {for(i=0;i<M;i++) {if(finish[i]==FALSE)return FALSE;}cout<<"安全序列为:"<<"p"<<p[0]<<" p"<<p[1]<<" p"<<p[2]<<" p"<<p[3]<<" p"<<p[4]<<endl;return TRUE;}}}void main(){int x=1;displaydata();if(!isSecurity(AVAILABLE,NEED,ALLOCATION)){restoredata(x);cout<<"不通过安全检测！"<<endl;}while(1){cout<<"<1>申请资源\n<2>退出"<<endl;cin>>x;displaydata();if(x==2)break;cout<<"要申请的资源为p:";cin>>x;cout<<"申请的资源为:";cin>>Request[0]>>Request[1]>>Request[2];if(NEED[x][0]>=Request[0]&&NEED[x][1]>=Request[1]&&NEED[x][2]>=Reque st[2]){changedata(x);if(!isSecurity(AVAILABLE,NEED,ALLOCATION)){restoredata(x);cout<<"不通过安全检测！"<<endl;}}elsecout<<"申请的资源数目大于需求资源!"<<endl;getch();}}4 测试数据与实验结果（可以抓图粘贴）5 结果分析与实验体会通过这次的实验，银行家算法是一种最有代表性的避免死锁的算法。

-! 学号 P71514032 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Finish char name[100][10];//定义最大100个进程，每个大小为10 int 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;