銀行家算法課程設(shè)計報告

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文檔簡介

1、　　課程設(shè) 計報告　　課程設(shè)計名稱：銀行家算法模擬實現(xiàn) 　　系別：二系 　　姓名： 　　班級：

2、 　　學(xué) 號： 　　成績： 　　指導(dǎo)教師： 　　開課時間： 2014—20

3、15 學(xué)年 2 學(xué)期　　目錄　　第一章需求目的1　　第二章課題內(nèi)容1　　第三章詳細設(shè)計1　　3.1初始化1

4、　　3.2安全性檢查算法2　　3.3銀行家算法3　　第四章調(diào)試分析4　　第五章總結(jié)6　　第六章附錄7

5、　第一章需求目的　　1.1了解多道程序系統(tǒng)中，多個進程并發(fā)執(zhí)行的資源分配。　　1.2掌握死鎖的產(chǎn)生的原因、產(chǎn)生死鎖的必要條件和處理死鎖的基本方法。　　1.3掌握預(yù)防死鎖的方法，系統(tǒng)安全狀態(tài)的基本概念。　　1.4掌握銀行家算法，了解資源在進程并發(fā)執(zhí)行中

6、的資源分配策略。　　1.5理解死鎖避免在當(dāng)前計算機系統(tǒng)不常使用的原因。 　　第二章課題內(nèi)容　　2.1復(fù)習(xí)銀行家算法，設(shè)計一個具有若干（不少于3種）資源和若干（不少于5個）進程的系統(tǒng)。　　2.2定義系統(tǒng)的初始狀態(tài)，即進程獲得的資源數(shù)

7、，還需要的資源數(shù)以及系統(tǒng)可用的資源數(shù)。　　2.3以用戶輸入的方式提出資源請求，并用銀行家算法避免可能發(fā)生的死鎖，若系統(tǒng)安全，允許用戶繼續(xù)申請資源。　　2.4設(shè)計的系統(tǒng)要求結(jié)構(gòu)清晰，與用戶的交互界面友好，能動態(tài)地實現(xiàn)資源的申請和分配。　　第三章詳細設(shè)計

8、　　銀行家算法可分為幾個主要的功能模塊，其描述如下：　　3.1初始化　　由用戶輸入數(shù)據(jù)，分別對運行的進程數(shù)、總的資源種類數(shù)、總資源數(shù)、各進程所需要的最大資源數(shù)量（Max），已分配的資源數(shù)量賦值。　　初始化算法流程圖：&l

9、t;/p>　　3.2安全性檢查算法　　(1)設(shè)置兩個工作向量Work=AVAILABLE;FINISH=false;　　(2)從進程集合中找到一個滿足下述條件的進程，　　FINISH==false;　　NEED<=Work;</p&

10、gt;　　如找到，執(zhí)行(3)；否則，執(zhí)行(4)　　(3)設(shè)進程獲得資源，可順利執(zhí)行，直至完成，從而釋放資源。　　Work+=ALLOCATION;　　Finish=true;　　(4).如所有的進程Finish= true，則表示安全；否則系統(tǒng)不安全

11、。　　安全性算法流程圖：　　3.3銀行家算法　　在避免死鎖的方法中，所施加的限制條件較弱，有可能獲得令人滿意的系統(tǒng)性能。在該方法中把系統(tǒng)的狀態(tài)分為安全狀態(tài)和不安全狀態(tài)，只要能使系統(tǒng)始終都處于安全狀態(tài)，便可以避免發(fā)生死鎖。

12、;　　銀行家算法的基本思想是分配資源之前,判斷系統(tǒng)是否是安全的;若是,才分配。它是最具有代表性的避免死鎖的算法。　　設(shè)進程j提出請求REQUEST [i]，則銀行家算法按如下規(guī)則進行判斷。　　(1).如果REQUEST [j] [i]<= NEED[j][i]，則轉(zhuǎn)(2)；否則，出錯。

13、　　(2).如果REQUEST [j] [i]<= AVAILABLE[j][i]，則轉(zhuǎn)(3)；否則，出錯。　　(3).系統(tǒng)試探分配資源，修改相關(guān)數(shù)據(jù)：　　AVAILABLE[i]-=REQUEST[j][i];　　ALLOCATION[j][i]+=REQUEST[j][i];&l

14、t;p>　　NEED[j][i]-=REQUEST[j][i];　　銀行家算法流程圖：　　第四章調(diào)試分析　　系統(tǒng)中的進程和資源數(shù)：　　系統(tǒng)目前可用資源和各進程所需資源：

15、　　資源申請：　　安全性檢測:　　第五章總結(jié)　　一周的操作系統(tǒng)課程設(shè)計，我學(xué)到了很多課本上沒有的知識。想要完成模擬銀行家算法的C語言程序，首先就是要徹底熟悉算法，了解算法的基本

16、原理，才能開始著手程序設(shè)計在程序設(shè)計設(shè)計過程中，遇到了一些困難，通過向同學(xué)詢問，翻閱資料等，問題被一一解決了。首先就是在知識層面上了解了銀行家算法這種進程調(diào)度和避免死鎖的算法，并用C語言程序真正模擬出安全性檢查和銀行家算法過程，復(fù)習(xí)了之前所學(xué)C語言和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的知識；在編程過程中雖然遇到很多困難，解決問題的過程中，同時也鍛煉了我不怕困難，勇于迎接挑戰(zhàn)的精神，為以后的工作打下了堅實的基礎(chǔ)。<b

17、>　　第六章附錄　　#include<string.h>　　#include<stdio.h>　　#include<stdlib.h>　　#define FALSE 0 <p&g

18、t;　　#define TRUE 1 　　#define W 10　　#define R 20　　int M ; //總進程數(shù)　　int N ; //資源種類　　int ALL_RESOURCE[W];//各種資源的數(shù)目總和<

19、;/p>　　int MAX[W][R]; //M個進程對N類資源最大資源需求量　　int AVAILABLE[R]; //系統(tǒng)可用資源數(shù)　　int ALLOCATION[W][R]; //M個進程已經(jīng)得到N類資源的資源量　　int NEED[W][R]; //M個進程還需要N類資源的資

20、源量　　int Request[R]; //請求資源個數(shù)　　void showdata() //函數(shù)showdata,輸出資源分配情況　　{ 　　int i,j; <

21、p>　　printf("\n\n各種資源的總數(shù)量(all):\n"); 　　for (j=0;j<N;j++)　　printf(" 資源 %d: %d\n",j+1,ALL_RESOURCE[j]);　　printf("\n\n");

22、 　　printf("系統(tǒng)目前各種資源可用的數(shù)為(available):\n");　　for (j=0;j<N;j++)　　printf(" 資源 %d: %d\n", j+1, AVAILABLE[j]); 　　p

23、rintf("\n\n"); 　　printf("各進程還需要的資源量(need):\n\n"); 　　printf(" 進程 ");　　for(i=0;i<N;i++)　　printf("

24、資源%d ",i+1); 　　printf("\n");　　for (i=0;i<M;i++) 　　{ 　　printf("進程p%d：",i+1);&l

25、t;p>　　for (j=0;j<N;j++)　　printf(" %d ",NEED[i][j]);　　printf("\n"); 　　} 　　printf("\n

26、\n");　　printf(" 各進程已經(jīng)得到的資源量(allocation): \n\n"); 　　printf(" 進程 ");　　for(i=0;i<N;i++)　　printf(" 資源%d &q

27、uot;,i+1);　　printf("\n"); 　　for (i=0;i<M;i++) 　　{ 　　printf("進程p%d: ",i+1);

28、;　　for (j=0;j<N;j++)　　printf(" %d ",ALLOCATION[i][j]);　　printf("\n");　　} 　　printf("\n&

29、quot;);　　} 　　void changdata(int k) //函數(shù)changdata,改變可用資源和已經(jīng)拿到資源和還需要的資源的值　　{ 　　int j; </

30、b>　　for (j=0;j<N;j++) 　　{ 　　AVAILABLE[j]=AVAILABLE[j]-Request[j]; 　　ALLOCATION[k][j]=ALLOCATION[k][j]+Request[j

31、]; 　　NEED[k][j]=NEED[k][j]-Request[j];}}　　void rstordata(int k) //函數(shù)rstordata,恢復(fù)可用資源和已經(jīng)拿到資源和還需要的資源的值　　{int j; 　　for (

32、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];}}&l

33、t;p>　　int chkerr(int s) //函數(shù)chkerr,檢查是否安全　　{ int WORK,FINISH[W]; 　　int i,j,k=0; 　　for(i=0;i<M;i++)　　FINISH[i]=FALSE; &

34、lt;p>　　for(j=0;j<N;j++) 　　{　　WORK=AVAILABLE[j]; 　　i=s; 　　do&l

35、t;p>　　{ 　　if(FINISH[i]==FALSE&&NEED[i][j]<=WORK)　　{　　WORK=WORK+ALLOCATION[i][j]; 　　F

36、INISH[i]=TRUE; 　　i=0; 　　} 　　else 　　{ i++; <p&

37、gt;　　} 　　}while(i<M);　　for(i=0;i<M;i++) 　　if(FINISH[i]==FALSE) 　　{　　pri

38、ntf("\n");　　printf(" 系統(tǒng)不安全!!! 本次資源申請不成功!!!\n"); 　　printf("\n");　　return 1; 　　} </p&g

39、t;　　} 　　printf("\n");　　printf(" 經(jīng)安全性檢查，系統(tǒng)安全，本次分配成功。\n"); 　　printf("\n");　　re

40、turn 0; 　　}　　void bank() //銀行家算法　　{　　int i=0,j=0; 　　char flag='Y';

41、　　while(flag=='Y'||flag=='y') 　　{ 　　i=-1; 　　while(i<0||i>=M) <

42、;p>　　{ 　　printf(" 請輸入需申請資源的進程號（從P1到P%d，否則重輸入!）:",M); 　　printf("p");　　scanf("%d",&i); <

43、p>　　if(i<1||i>M)　　printf(" 輸入的進程號不存在，重新輸入!\n"); 　　} 　　printf(" 請輸入進程P%d申請的資源數(shù):\n",i);

44、for (j=0;j<N;j++) 　　{ 　　printf(" 資源%d:",j+1); 　　scanf("%d",&Request[j]);　　if(Request[j]>

45、;NEED[i-1][j]) //若請求的資源數(shù)大于進程還需要i類資源的資源量j　　{ 　　printf(" 進程P%d申請的資源數(shù)大于進程P%d還需要%d類資源的資源量!",i,i,j); 　　printf("申請不合理，出錯!請重新選擇!\n

46、\n"); 　　flag='N'; 　　break; 　　} 　　else <b&g

47、t;　　{　　if(Request[j]>AVAILABLE[j]) //若請求的資源數(shù)大于可用資源數(shù)　　{ 　　printf("進程P%d申請的資源數(shù)大于系統(tǒng)可用%d類資源的資源量!",i,j); <

48、;p>　　printf("申請不合理，出錯!請重新選擇!\n\n"); 　　flag='N'; 　　break; 　　} 　　} <

49、;/b>　　} 　　if(flag=='Y'||flag=='y') 　　{ 　　changdata(i-1); //調(diào)用changdata(i)函數(shù)，改變資

50、源數(shù)　　if(chkerr(i-1)) //若系統(tǒng)安全　　{ 　　rstordata(i-1); //調(diào)用rstordata(i)函數(shù)，恢復(fù)資源數(shù)　　showdata(); //輸出資源分配情況<p&

51、gt;　　} 　　else //若系統(tǒng)不安全 　　showdata(); 　　} //輸出資源分配情況 　　else //若flag=N||flag=n　　showdat

52、a(); 　　printf("\n");　　printf("是否繼續(xù)銀行家算法演示,按'Y'或'y'鍵繼續(xù),按'N'或'n'鍵退出演示: "); 　　scanf("%c",&flag

53、);　　} 　　} 　　void main() //主函數(shù)　　{ 　　int i=0,j=0,p; </p&

54、gt;　　printf(" *************************************** \n");　　printf(" 銀行家算法的模擬實現(xiàn) \n");　　printf(" ******

55、********************************* \n\n");　　printf("請輸入總進程數(shù):");　　scanf("%d",&M);　　printf("請輸入總資源種類:");&

56、lt;p>　　scanf("%d",&N);　　printf("請輸入總資源數(shù)(all_resource):");　　for(i=0;i<N;i++)　　scanf("%d",&ALL_RESOURCE[i]);</p&

57、gt;　　printf("依次輸入各進程所需要的最大資源數(shù)量(max):\n");　　for (i=0;i<M;i++)　　{　　for (j=0;j<N;j++)

58、;　　{　　do　　{　　scanf("%d",&MAX[i][j]);　　if (MAX[i][j]>ALL_RESOURCE[j])<

59、;/p>　　printf("\n占有資源超過了聲明的該資源總數(shù),請重新輸入!\n");　　}while (MAX[i][j]>ALL_RESOURCE[j]);　　}　　}</p

60、>　　printf("依次輸入各進程已經(jīng)占據(jù)的資源數(shù)量(allocation):\n");　　for (i=0;i<M;i++)　　{　　for (j=0;j<N;j++)&

61、lt;b>　　{　　do　　{　　scanf("%d",&ALLOCATION[i][j]);　　if (ALLOCATION[i][j]&g

62、t;MAX[i][j])　　printf("\n占有資源超過了聲明的最大資源,請重新輸入\n");　　}while (ALLOCATION[i][j]>MAX[i][j]);　　}　　}//初始化資源數(shù)量&l

63、t;/p>　　for (j=0;j<N;j++)　　{ 　　p=ALL_RESOURCE[j];　　for (i=0;i<M;i++)　　{</p&g

64、t;　　p=p-ALLOCATION[i][j];//減去已經(jīng)被占據(jù)的資源　　AVAILABLE[j]=p;　　if(AVAILABLE[j]<0)　　AVAILABLE[j]=0;　　}

65、;　　}　　for (i=0;i<M;i++)　　for(j=0;j<N;j++)　　NEED[i][j]=MAX[i][j]-ALLOCATION[i][j];　　showdata();</p

眾賞文庫> 全部分類> 畢業(yè)設(shè)計

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