操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)---銀行家算法

1、<p>　　操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)報(bào)告</p><p><b>　　題目：銀行家算法</b></p><p>　　院 （系）： 計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院 </p><p>　　專業(yè)班級(jí)： 電子信息技術(shù)及儀器10-2 </p><p>　　姓名： 王中課

2、 </p><p>　　學(xué)號(hào)： 2010302978 </p><p>　　指導(dǎo)教師： 任萍 </p><p>　　操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)報(bào)告</p><p><b>　　摘 要</b><

3、;/p><p>　　Dijkstra提出的銀行家算法，是最具代表性的避免死鎖的算法。</p><p>　　本文對(duì)如何用銀行家算法來(lái)處理操作系統(tǒng)給進(jìn)程分配資源做了詳細(xì)的說(shuō)明，包括需求分析、概要設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、測(cè)試與分析、總結(jié)、源程序清單。 </p><p>　　首先做了需求分析，解釋了什么是銀行家算法，并指出它在資源分配中的</p><p&g

4、t;<b>　　重要作用。</b></p><p>　　然后給出了銀行家算法的概要設(shè)計(jì)，包括算法思路、步驟，以及要用到的主要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、函數(shù)模塊及其之間的調(diào)用關(guān)系等。</p><p>　　在概要設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，又給出了詳細(xì)的算法設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)概要設(shè)計(jì)中定義的所有函數(shù),對(duì)每個(gè)函數(shù)寫(xiě)出核心算法，并畫(huà)出了流程圖。</p><p>　　接著對(duì)編碼進(jìn)行了測(cè)試與分

5、析（并在最后附上Java編寫(xiě)的程序代碼）。</p><p>　　最后對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)行了總結(jié)。</p><p>　　關(guān)鍵詞：安全狀態(tài)；安全序列；銀行家算法；安全性算法；安全序列；流程圖。</p><p><b>　　目錄：</b></p><p><b>　　摘要1</b></p>

6、<p><b>　　1緒論4</b></p><p><b>　　1.1前言5</b></p><p><b>　　1.2研究意義5</b></p><p><b>　　1.3結(jié)構(gòu)安排5</b></p><p><b>　　2需

7、求分析4</b></p><p><b>　　2.1題目描述5</b></p><p>　　2.2銀行家算法5</p><p><b>　　2.3基本要求5</b></p><p><b>　　2.4目的5</b></p><p>

8、<b>　　3概要設(shè)計(jì)4</b></p><p><b>　　3.1基本思路5</b></p><p>　　3.2銀行家算法步驟5</p><p>　　3.3安全型算法步驟5</p><p><b>　　3.4數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)5</b></p><p>

9、;　　3.4.1主要用到的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)6</p><p>　　3.4.2程序模塊6</p><p>　　3.4.3各模塊間的調(diào)用關(guān)系6</p><p><b>　　4詳細(xì)設(shè)計(jì)4</b></p><p>　　4.1主要函數(shù)的核心代碼5</p><p>　　4.1程序流程圖5</p>

10、;<p><b>　　5測(cè)試4</b></p><p><b>　　5.1測(cè)試用例5</b></p><p>　　5.1測(cè)試結(jié)果分析和截圖5</p><p><b>　　6總結(jié)4</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)4</b>

11、;</p><p>　　附錄：原程序清單4</p><p><b>　　1緒論</b></p><p><b>　　1．1前言 ：</b></p><p>　　Dijkstra (1965)提出了一種能夠避免死鎖的調(diào)度算法，稱為銀行家算法。</p><p>　　它的模型基于

12、一個(gè)小城鎮(zhèn)的銀行家，他向一群客戶分別承諾了一定的貸款額度，每個(gè)客戶都有一個(gè)貸款額度，銀行家知道不可能所有客戶同時(shí)都需要最大貸款額，所以他只保留一定單位的資金來(lái)為客戶服務(wù)，而不是滿足所有客戶貸款需求的最大單位。</p><p>　　這里將客戶比作進(jìn)程，貸款比作設(shè)備，銀行家比作系統(tǒng)。</p><p>　　客戶們各自做自己的生意，在某些時(shí)刻需要貸款。在某一時(shí)刻，客戶已獲得的貸款和可用的最大數(shù)額貸

13、款稱為與資源分配相關(guān)的系統(tǒng)狀態(tài)。一個(gè)狀態(tài)被稱為是安全的，其條件是存在一個(gè)狀態(tài)序列能夠使所有的客戶均得到其所需的貸款。如果忽然所有的客戶都申請(qǐng)，希望得到最大貸款額，而銀行家無(wú)法滿足其中任何一個(gè)的要求，則發(fā)生死鎖。不安全狀態(tài)并不一定導(dǎo)致死鎖，因?yàn)榭蛻粑幢匦枰渥畲筚J款額度，但銀行家不敢抱這種僥幸心理。</p><p>　　銀行家算法就是對(duì)每一個(gè)請(qǐng)求進(jìn)行檢查，檢查如果滿足它是否會(huì)導(dǎo)致不安全狀態(tài)。若是，則不滿足該請(qǐng)求；否

14、則便滿足。</p><p>　　檢查狀態(tài)是否安全的方法是看他是否有足夠的資源滿足一個(gè)距最大需求最近的客戶。如果可以，則這筆投資認(rèn)為是能夠收回的，然后接著檢查下一個(gè)距最大需求最近的客戶，如此反復(fù)下去。</p><p>　　如果所有投資最終都被收回，則該狀態(tài)是安全的，最初的請(qǐng)求可以批準(zhǔn)。</p><p><b>　　1．2研究意義 ：</b><

15、;/p><p>　　在多道程序系統(tǒng)中，多個(gè)進(jìn)程的并發(fā)執(zhí)行來(lái)改善系統(tǒng)的資源利用率，提高系統(tǒng)的吞吐量，但可能發(fā)生一種危險(xiǎn)——死鎖。所謂死鎖(Deadlock)，是指多個(gè)進(jìn)程在運(yùn)行過(guò)程中因爭(zhēng)奪資源而造成的一種僵局（DeadlyEmbrace），當(dāng)進(jìn)程處于這種狀態(tài)時(shí)，若無(wú)外力作用，他們都無(wú)法在向前推進(jìn)。</p><p>　　要預(yù)防死鎖，有摒棄“請(qǐng)求和保持”條件，摒棄“不剝奪”條件，摒棄“環(huán)路等待”條件

16、等方法。</p><p>　　但是，在預(yù)防死鎖的幾種方法之中，都施加了較強(qiáng)的限制條件；而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)狀態(tài)分為安全狀態(tài)和不安全狀態(tài)，便可避免死鎖的發(fā)生。</p><p>　　而最具代表性的避免死鎖的算法，便是Dijkstra的銀行家算法。</p><p>　　利用銀行家算法，我們可以來(lái)檢測(cè)CP

17、U為進(jìn)程分配資源的情況，決定CPU是否響應(yīng)某進(jìn)程的的請(qǐng)求并為其分配資源，從而很好避免了死鎖的產(chǎn)生。</p><p><b>　　1．3結(jié)構(gòu)安排 ：</b></p><p>　　一、緒論： 介紹了題目背景以及研究意義。</p><p>　　二、需求分析： 介紹了題目描述、銀行家算法、以及基本要求和所需達(dá)到的目的。</p><p

18、>　　三、概要設(shè)計(jì)：介紹了基本的算法思路、步驟，以及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和主要的函數(shù)模塊及其調(diào)用關(guān)系。</p><p>　　四、詳細(xì)設(shè)計(jì)：介紹了主要函數(shù)及其核心代碼，以及程序流程圖。</p><p><b>　　五、測(cè)試</b></p><p><b>　　六、總結(jié)</b></p><p><b&g

19、t;　　參考文獻(xiàn)</b></p><p><b>　　附錄：原程序清單</b></p><p><b>　　2 需求分析</b></p><p><b>　　2．1題目描述 ：</b></p><p>　　銀行家算法是一種最具有代表性的避免死鎖的算法。</p&

20、gt;<p>　　要解釋銀行家算法，必須先解釋操作系統(tǒng)的安全狀態(tài)和不安全狀態(tài)。</p><p>　　所謂安全狀態(tài)，是指系統(tǒng)能按照某種進(jìn)程順序{P1,P2,…，Pn}（稱{P1,P2,…，Pn }序列為安全序列），來(lái)為每個(gè)進(jìn)程Pi分配其所需資源，直至滿足每個(gè)進(jìn)程對(duì)資源的最大需求，使每個(gè)進(jìn)程都可以順利完成。安全狀態(tài)一定沒(méi)有死鎖發(fā)生。</p><p>　　如果系統(tǒng)無(wú)法找到這樣一個(gè)安

21、全序列，則稱系統(tǒng)處于不安全狀態(tài)。</p><p>　　那么，什么是安全序列呢？</p><p>　　如果對(duì)每一個(gè)進(jìn)程Pi(1<i<n)，它以后尚需要的資源量不超過(guò)系統(tǒng)當(dāng)前可利用的資源量與所有的進(jìn)程Pj(j<n)所占有的資源量之和，則稱此進(jìn)程序列{P1,P2,…，Pn}是安全的，稱作安全序列。</p><p>　　2．2銀行家算法 ：</p&g

22、t;<p>　　我們可以把操作系統(tǒng)看做是銀行家，操作系統(tǒng)管理的資源相當(dāng)于銀行家管理的資金，進(jìn)程向操作系統(tǒng)請(qǐng)求資源相當(dāng)于客戶向銀行家貸款。</p><p>　　操作系統(tǒng)按銀行家制定的規(guī)則為進(jìn)程分配資源，當(dāng)進(jìn)程首次申請(qǐng)資源時(shí)，要測(cè)試該進(jìn)程尚需求的資源量，若是系統(tǒng)現(xiàn)存的資源可以滿足它尚需求的資源量，則按當(dāng)前的申請(qǐng)量來(lái)分配資源，否則就推遲分配。</p><p>　　當(dāng)進(jìn)程在執(zhí)行中繼續(xù)

23、申請(qǐng)資源時(shí)，先測(cè)試該進(jìn)程申請(qǐng)的資源量是否超過(guò)了它尚需的資源量。若超過(guò)則拒絕分配，若沒(méi)有超過(guò)則再測(cè)試系統(tǒng)尚存的資源是否滿足該進(jìn)程尚需的資源量，若滿足即可按當(dāng)前的申請(qǐng)量來(lái)分配，若不滿足亦推遲分配。</p><p><b>　　2．3基本要求 ：</b></p><p>　?。?）可以輸入某系統(tǒng)的資源以及T0時(shí)刻進(jìn)程對(duì)資源的占用及需求情況的表項(xiàng)，以及T0時(shí)刻系統(tǒng)的可利用資源

24、數(shù)。</p><p>　?。?）對(duì)T0時(shí)刻的進(jìn)行安全性檢測(cè)，即檢測(cè)在T0時(shí)刻該狀態(tài)是否安全。</p><p>　　（3）進(jìn)程申請(qǐng)資源，用銀行家算法對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)，分為以下三種情況：</p><p>　　A. 所申請(qǐng)的資源大于其所需資源，提示分配不合理不予分配并返回</p><p>　　B. 所申請(qǐng)的資源未大于其所需資源，但大于系統(tǒng)此時(shí)的可利用資

25、源，提示分配不合理不予分配并返回。</p><p>　　C. 所申請(qǐng)的資源未大于其所需資源，亦未大于系統(tǒng)此時(shí)的可利用資源，預(yù)分配并進(jìn)行安全性檢查：</p><p>　　a. 預(yù)分配后系統(tǒng)是安全的，將該進(jìn)程所申請(qǐng)的資源予以實(shí)際分配并打印后返回。</p><p>　　b. 與分配后系統(tǒng)進(jìn)入不安全狀態(tài)，提示系統(tǒng)不安全并返回。</p><p>　　（

26、4）對(duì)輸入進(jìn)行檢查，即若輸入不符合條件，應(yīng)當(dāng)報(bào)錯(cuò)并返回重新輸入。</p><p><b>　　2．4目的：</b></p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)題目的要求，充分地分析和理解題目，敘述系統(tǒng)的要求，明確程序要求實(shí)現(xiàn)的功能以及限制條件。</p><p>　　明白自己需要用代碼實(shí)現(xiàn)的功能，清楚編寫(xiě)每部分代碼的目的，做到有的放矢，有條理不遺漏的用代碼實(shí)現(xiàn)

27、銀行家算法。</p><p><b>　　3 概要設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　3．1算法思路：</b></p><p>　　先對(duì)用戶提出的請(qǐng)求進(jìn)行合法性檢查，即檢查請(qǐng)求是否大于需要的，是否大于可利用的。若請(qǐng)求合法，則進(jìn)行預(yù)分配，對(duì)分配后的狀態(tài)調(diào)用安全性算法進(jìn)行檢查。若安全，則分配；若不安全，則拒絕申請(qǐng)，恢復(fù)到

28、原來(lái)的狀態(tài)，拒絕申請(qǐng)。</p><p>　　3．2銀行家算法步驟</p><p>　　（1）如果Requesti＜o(jì)r =Need,則轉(zhuǎn)向步驟(2)；否則，認(rèn)為出錯(cuò)，因?yàn)樗枰馁Y源數(shù)已超過(guò)它所宣布的最大值。</p><p>　　（2）如果Request＜o(jì)r=Available,則轉(zhuǎn)向步驟（3）；否則，表示系統(tǒng)中尚無(wú)足夠的資源，進(jìn)程必須等待。</p>

29、<p>　?。?）系統(tǒng)試探把要求的資源分配給進(jìn)程Pi,并修改下面數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的數(shù)值：</p><p>　　Available=Available-Request[i];</p><p>　　Allocation=Allocation+Request;</p><p>　　Need=Need-Request;</p><p>　　(

30、4)系統(tǒng)執(zhí)行安全性算法，檢查此次資源分配后，系統(tǒng)是否處于安全狀態(tài)。</p><p>　　3．3安全性算法步驟</p><p><b>　　（1）設(shè)置兩個(gè)向量</b></p><p>　?、俟ぷ飨蛄縒ork。它表示系統(tǒng)可提供進(jìn)程繼續(xù)運(yùn)行所需要的各類資源數(shù)目，執(zhí)行安全算法開(kāi)始時(shí)，Work=Allocation;</p><p&g

31、t;　?、诓紶栂蛄縁inish。它表示系統(tǒng)是否有足夠的資源分配給進(jìn)程，使之運(yùn)行完成，開(kāi)始時(shí)先做Finish[i]=false，當(dāng)有足夠資源分配給進(jìn)程時(shí)，令Finish[i]=true。</p><p>　?。?）從進(jìn)程集合中找到一個(gè)能滿足下述條件的進(jìn)程：</p><p>　　①Finish[i]=false</p><p>　?、贜eed<or=Work<

32、;/p><p>　　如找到，執(zhí)行步驟（3）；否則，執(zhí)行步驟（4）。</p><p>　　（3）當(dāng)進(jìn)程P獲得資源后，可順利執(zhí)行，直至完成，并釋放出分配給它的資源，故應(yīng)執(zhí)行：</p><p>　　Work=Work+Allocation;</p><p>　　Finish[i]=true; </p><p><b>

33、　　轉(zhuǎn)向步驟（2）。</b></p><p>　?。?）如果所有進(jìn)程的Finish[i]=true,則表示系統(tǒng)處于安全狀態(tài)；否則，系統(tǒng)處于不安全狀態(tài)。</p><p><b>　　3．4數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：</b></p><p>　　3．4. 1主要用到的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：</p><p>　　最大需求矩陣Max[][]&l

34、t;/p><p>　　已分配矩陣Allocation[][]</p><p>　　仍需求矩陣Need[][]=Max[][]-Allocation[][]</p><p>　　可利用資源向量Available[]</p><p>　　申請(qǐng)各類資源向量Request[]</p><p>　　工作向量 work[] , Fin

35、ish[]</p><p>　　3．4. 2程序模塊： </p><p>　　public static void main(String[] args) //系統(tǒng)的主函數(shù)</p><p>　　public void printFrame() //初始化</p><p>　　public void print() //打印輸

36、出 </p><p>　　public void Safty() //利用安全性算法進(jìn)行安全性檢測(cè)</p><p>　　public void changdata(int i) //進(jìn)行資源分配</p><p>　　void judge() //利用銀行家算法對(duì)申請(qǐng)資源進(jìn)行判定</p><p>　　3．4. 3各模塊間的調(diào)用

37、關(guān)系：</p><p>　　主函數(shù)void main()</p><p>　　要調(diào)用： printFrame()，print()，Safty()，judge()</p><p>　　安全性檢測(cè)函數(shù)Safty()</p><p>　　要調(diào)用：print()</p><p>　　銀行家算法函數(shù)judge()</p&g

38、t;<p>　　要調(diào)用print()、Safty()、和judge()本身</p><p><b>　　4 詳細(xì)設(shè)計(jì) </b></p><p>　　4．1主要函數(shù)的核心代碼：</p><p>　　進(jìn)行初始化輸入的函數(shù)</p><p><b>　　打印輸出的函數(shù)</b></p>

39、;<p>　　利用安全性算法進(jìn)行檢測(cè)的函數(shù)</p><p><b>　　進(jìn)行資源分配的函數(shù)</b></p><p>　　利用行家算法進(jìn)行判定的函數(shù)</p><p>　　注：具體代碼請(qǐng)見(jiàn)附錄—源程序清單。</p><p><b>　　4．2程序流程圖：</b></p>&l

40、t;p>　　1.系統(tǒng)主要過(guò)程流程圖</p><p><b>　　銀行家算法流程圖</b></p><p><b>　　安全性算法流程圖</b></p><p>　　注：程序流程圖是根據(jù)自己程序的整個(gè)流程制成，再插入進(jìn)來(lái)。</p><p><b>　　5 測(cè)試</b><

41、;/p><p><b>　　5．1測(cè)試用例：</b></p><p>　　測(cè)試用例為課本上的例題：</p><p>　　某系統(tǒng)有R1、R2和R3共3種資源，在T0時(shí)刻P1、P2、P3和P4這4個(gè)進(jìn)程對(duì)資源的占用和需求情況見(jiàn)下表，此刻系統(tǒng)的可用資源為（2，1，2）。</p><p>　　進(jìn)程 最大需求量 占有量

42、 </p><p>　　R1 R2 R3 R1 R2 R3</p><p>　　P1 3 2 2 1 0 0</p><p>　　P2 6 1 3 4 1 1</p><p>　　P3 3 1 4 2 1 1</p>

43、<p>　　P4 4 2 2 0 0 2 </p><p>　　取了4種不同的例子，來(lái)測(cè)試系統(tǒng)的主要功能是否 實(shí)現(xiàn)：</p><p>　　進(jìn)程i Request[i] 檢測(cè)結(jié)果</p><p>　　1 2 1 2 Request>Need<

44、;/p><p>　　0 2 2 2 Request>Available</p><p>　　1 1 0 1 可以分配</p><p>　　0 1 0 1 系統(tǒng)不安全</p><p>　　5．2測(cè)試結(jié)果截圖：</

45、p><p><b>　　1.開(kāi)始界面</b></p><p><b>　　初始化并打印輸出</b></p><p>　　用例測(cè)試a：進(jìn)程1發(fā)出請(qǐng)求Request(2,1,2)——Request>Need，不予分配。</p><p>　　用例測(cè)試b：進(jìn)程0發(fā)出請(qǐng)求Request(2,2,2)——Re

46、quest>Available， 不予分配。</p><p>　　用例測(cè)試c：進(jìn)程1發(fā)出請(qǐng)求Request(1,0,1)——可以分配。</p><p>　　用例測(cè)試d：進(jìn)程0發(fā)出請(qǐng)求Request(1,0,1)——系統(tǒng)不安全。</p><p>　　輸入測(cè)試a：如果所輸入的要分配資源的進(jìn)程號(hào)不在存在的進(jìn)程，則報(bào)錯(cuò)請(qǐng)求重新輸入。</p><p&

47、gt;　　輸入測(cè)試b：在選擇繼續(xù)分配還是退出中，如果輸入不符合要求，則報(bào)錯(cuò)請(qǐng)求重新輸入，連續(xù)錯(cuò)誤5次后系統(tǒng)將自動(dòng)關(guān)閉。</p><p><b>　　6 總結(jié)</b></p><p>　　在銀行家算法這個(gè)系統(tǒng)之中，所采用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)應(yīng)是最基本的部分。銀行家算法的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)我們采用了一維數(shù)組與二維數(shù)組來(lái)存儲(chǔ)，比如最大需求量Max[][]、已分配資源數(shù)Allocation[][

48、]、仍需求資源數(shù)Need[][]、以及系統(tǒng)可利用的資源數(shù)、申請(qǐng)各類資源等數(shù)組。</p><p>　　數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)雖然重要但卻只是基礎(chǔ)，而最主要的用以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的應(yīng)該有兩個(gè)部分，一是用銀行家算法來(lái)判斷，二是用安全性算法來(lái)檢測(cè)系統(tǒng)的安全性。</p><p>　　在本程序代碼中，銀行家算法用judge( )函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　首先，輸入欲申請(qǐng)資源的進(jìn)程以及其所

49、申請(qǐng)的資源數(shù)，存放在Request數(shù)組中。</p><p>　　然后，判斷進(jìn)程請(qǐng)求的資源數(shù)是否大于其所需的資源數(shù)，若大于則報(bào)錯(cuò)并返回，若不大于則繼續(xù)判斷它是否大于系統(tǒng)在此時(shí)刻可利用的資源數(shù)，同樣，如果大于則報(bào)錯(cuò)并反回，如果不大于則調(diào)用changedata( )函數(shù)來(lái)進(jìn)行預(yù)分配，之后再調(diào)用安全型算法safty檢查。</p><p>　　最后，無(wú)論此次分配是否成功，我們都可以選擇繼續(xù)分配或者退

50、出系統(tǒng)。</p><p>　　安全性檢測(cè)我們是用safty( )函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。</p><p>　　首先，F(xiàn)inish[]為布爾型，默認(rèn)是False，即該進(jìn)程未完成。而Work——即該系統(tǒng)中可以用來(lái)工作的資源數(shù)——最開(kāi)始為系統(tǒng)最初可以用的資源數(shù)。</p><p>　　然后，我們從第一個(gè)進(jìn)程開(kāi)始判斷該進(jìn)程未完成且其所需求的資源量不大于該系統(tǒng)中可以用來(lái)工作的資源量這個(gè)條

51、件是否成立，即Finish[]=False且Need[][]<=Work[]是否成立。成立的話則將當(dāng)前在工作的資源量與該進(jìn)程已分配的資源量相加，存放于當(dāng)前可用來(lái)工作的資源量當(dāng)中，即Work[]=Work[]+Allocation，并將Finish[]的值改為T(mén)rue。否則便將此進(jìn)程的優(yōu)先級(jí)減一，排在隊(duì)位，然后開(kāi)始往后循環(huán)。</p><p>　　待所有的進(jìn)程循環(huán)完畢，我們?cè)俅闻袛嗍欠襁€存在進(jìn)程的Finish[

52、]=False，如果仍存在，則說(shuō)明系統(tǒng)沒(méi)有安全序列，處于不安全狀態(tài)，不可以進(jìn)行分配；否則，系統(tǒng)處于安全狀態(tài)，將預(yù)分配變?yōu)閷?shí)際分配，求出安全序列并且將實(shí)際分配后的資源分配情況打印輸出。</p><p>　　除此之外，在程序當(dāng)中，我們也得強(qiáng)調(diào)一下對(duì)輸入的合法性的判斷。比如，我們輸入的欲申請(qǐng)資源的進(jìn)程號(hào)沒(méi)有在系統(tǒng)已存在的進(jìn)程當(dāng)中，或者進(jìn)程號(hào)定義為整型，但是卻錯(cuò)輸成字母等情況，我們需要對(duì)這些情況進(jìn)行判斷，讓程序報(bào)錯(cuò)返回而

53、并非因錯(cuò)誤而中斷。</p><p>　　這樣的情況處理起來(lái)比較麻煩，相當(dāng)于對(duì)每次輸入針對(duì)各種不同的情況都得做判斷。我也沒(méi)有涵蓋全部的輸入，僅僅只是對(duì)輸入的進(jìn)程號(hào)不在已存在進(jìn)程當(dāng)中、以及輸入的操作選擇不存在兩種情況分別作了判斷，并且針對(duì)第二種情況設(shè)定了五次輸入錯(cuò)誤的話系統(tǒng)關(guān)閉的功能。而因?yàn)閷?duì)于某些——比如進(jìn)程號(hào)——本來(lái)設(shè)定就是整型，因此對(duì)輸入的是字母的判別因比較復(fù)雜而未能加上。</p><p&g

54、t;　　總之，銀行家算法是避免死鎖的主要方法，其思路在很多方面都非常值得我們來(lái)學(xué)習(xí)借鑒。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　湯小丹，梁紅兵，哲鳳屏，湯子瀛.計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng). 西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2007.</p><p>　　嚴(yán)蔚敏，吳偉民.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu). 北京：清華大學(xué)出版社，2006.</p&g

55、t;<p>　　趙莉，楊國(guó)梁，孫喁喁，徐飛. Java程序設(shè)計(jì)教程. 西安：西安科技大學(xué)出版社，2009.</p><p>　　[4] http://www.zhiwenweb.cn/default.asp?id=204 （志文工作室： 銀行家算法模擬實(shí)現(xiàn)）</p><p><b>　　附錄：源程序清單</b></p><p>

56、;<b>　　/**</b></p><p><b>　　* </b></p><p><b>　　*/</b></p><p><b>　　/**</b></p><p>　　* @author Administrator</p><

57、p><b>　　*</b></p><p><b>　　*/</b></p><p>　　package bank;</p><p>　　import java.util.Scanner;</p><p>　　public class Test </p><p><

58、;b>　　{</b></p><p>　　int no1, no2;</p><p>　　static int Max[][]; //最大需求</p><p>　　static int Allocation[][]; //已分配資源數(shù)</p><p>　　static int Need[][];

59、 //仍需資源數(shù)</p><p>　　static int Available[]; //可利用資源數(shù)</p><p>　　static String name1[]; </p><p>　　static String name2[]; </p><p>　　static boolean[] Finish;

60、 </p><p>　　static int[] temp = { 0 }; //存放安全序列</p><p>　　static int work[];</p><p>　　static int[] Request;</p><p>　　Scanner input = new Scanner(System.in);</p&

61、gt;<p>　　public static void main(String[] args) {</p><p>　　Test t = new Test();</p><p>　　t.printFrame();</p><p>　　//t.print();</p><p>　　t.Safty();</p><

62、;p>　　t.judge();</p><p><b>　　}</b></p><p>　　/* 輸入初始化數(shù)據(jù)*/</p><p>　　public void printFrame() </p><p><b>　　{</b></p><p>　　System.out

63、.println("*****************************************************");</p><p>　　System.out.println("* *");</p><p>　　System.

64、out.println("* 銀行家算法設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) *");</p><p>　　System.out.println("* *");</p><p>　　System.ou

65、t.println("*****************************************************");</p><p>　　System.out.print("請(qǐng)輸入系統(tǒng)中進(jìn)程的個(gè)數(shù):");</p><p>　　no1 = input.nextInt();</p><p>　　System.ou

66、t.print("請(qǐng)輸入資源的種類數(shù)：");</p><p>　　no2 = input.nextInt();</p><p>　　Max = new int[no1][no2];</p><p>　　Allocation = new int[no1][no2];</p><p>　　Need = new int[no1]

67、[no2];</p><p>　　Available = new int[no2];</p><p>　　name1 = new String[no1];</p><p>　　name2 = new String[no2];</p><p>　　int sum[] = new int[3];</p><p>　　for

68、 (int i = 0; i < no1; i++) </p><p><b>　　{</b></p><p>　　System.out.print("請(qǐng)輸入進(jìn)程" + i + "的名字:");</p><p>　　name1[i] = input.next();</p><p

69、><b>　　}</b></p><p>　　for (int i = 0; i < no2; i++) </p><p><b>　　{</b></p><p>　　System.out.print("請(qǐng)輸入資源" + i + "的名字:");</p>

70、<p>　　name2[i] = input.next();</p><p><b>　　}</b></p><p>　　for (int i = 0; i < no1; i++) </p><p><b>　　{</b></p><p>　　for (int j = 0; j &l

71、t; no2; j++)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　System.out.print("請(qǐng)輸入進(jìn)程" + name1[i] + "的" + name2[j]</p><p>　　+ "類資源最大需求量:");</p><p>　

72、　Max[i][j] = input.nextInt();</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　for (int i = 0; i < no1; i++)</p><p><b>　　{</b></p&

73、gt;<p>　　for (int j = 0; j < no2; j++) </p><p><b>　　{</b></p><p>　　System.out.print("請(qǐng)輸入進(jìn)程" + name1[i] + "的" + name2[j]</p><p>　　+ "類資

74、源已占有資源量:");</p><p>　　Allocation[i][j] = input.nextInt();</p><p>　　Need[i][j] = Max[i][j] - Allocation[i][j];</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</

75、b></p><p>　　for (int i = 0; i < no2; i++)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　System.out.print("請(qǐng)輸入類資源" + name2[i] + "的可利用資源數(shù)：");</p><p>　　

76、Available[i] = input.nextInt();</p><p><b>　　}</b></p><p>　　//for (int i = 0; i < no2; i++) // 算出資源分配后，系統(tǒng)的可利用資源數(shù)</p><p><b>　　// { </b></p><

77、p>　　//for (int j = 0; j < no1; j++) </p><p>　　//{sum[i] += Allocation[j][i]; }</p><p><b>　　//}</b></p><p>　　for (int i = 0; i < no2; i++)</p><p>

78、　　{Available[i] = Available[i] - sum[i];}</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　/*打印輸出*/</b></p><p>　　public void print()</p><p><b>　　{</b>&

79、lt;/p><p>　　System.out.println("**************此時(shí)刻資源分配情況**************");</p><p>　　System.out.println(" Number Name Max Allocation Need");</p><p>　　for

80、 (int i = 0; i < no1; i++)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　System.out.print( " "+ i +" ");</p><p>　　System.out.print(name1[i]+" "

81、);</p><p>　　for (int j = 0; j < no2; j++) </p><p>　　{System.out.print(Max[i][j]+" ");}</p><p>　　for (int j = 0; j < no2; j++) </p><p>　　{System.out.prin

82、t(" "+ Allocation[i][j]);}</p><p>　　for (int j = 0; j < no2; j++)</p><p>　　{System.out.print(" " + Need[i][j]);}</p><p>　　System.out.println();</p>

83、<p><b>　　}</b></p><p>　　System.out.print("各個(gè)類資源可利用的資源數(shù)分別為:");</p><p>　　for (int j = 0; j < no2; j++) </p><p>　　{System.out.print(" " + Avail

84、able[j]);}</p><p>　　System.out.println();</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　/**</b></p><p><b>　　* 進(jìn)行安全性檢測(cè)</b></p><p><b&

85、gt;　　*/</b></p><p>　　public void Safty() {</p><p>　　Finish = new boolean[no1];</p><p>　　temp = new int[no1];</p><p>　　int i, k = 0, m, apply,j;//k為安全序列的序列數(shù)</p&

86、gt;<p>　　work = new int[no2];</p><p>　　for (i = 0; i < no2; i++) </p><p>　　{work[i] = Available[i];}</p><p>　　for (i = 0; i < no1; i++) //當(dāng)前執(zhí)行換后，重第一個(gè)開(kāi)始檢測(cè)</p>&

87、lt;p><b>　　{</b></p><p>　　apply = 0;</p><p>　　for (j = 0; j < no2; j++) </p><p><b>　　{</b></p><p>　　if (Finish[i] == false && Need[

88、i][j] <= work[j]) //</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　apply++;</b></p><p>　　if (apply == no2)</p><p><b>　　{</b></p><p&g

89、t;　　for (m = 0; m < no2; m++)</p><p>　　work[m] = work[m] + Allocation[i][m];// 變分配數(shù)</p><p>　　Finish[i] = true;</p><p>　　temp[k] = i+1; //保存安全序列</p><p>　　i = -1;

90、 //</p><p><b>　　k++;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　} </b></p><p><b>　　}</b

91、></p><p>　　for (i = 0; i < no2; i++)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　if (Finish[i] == false) {System.out.println("系統(tǒng)不安全！");}</p><p><b>　　el

92、se </b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　System.out.print("系統(tǒng)安全，安全序列為：");</p><p>　　for (i = 0; i < no1; i++) // 輸出運(yùn)行進(jìn)程數(shù)組</p><p>　　{ System

93、.out.print(temp[i] + "-->"); }</p><p>　　System.out.println();</p><p><b>　　print();</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b&

94、gt;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　/* 進(jìn)行資源分配 */</p><p>　　public void changdata(int i) </p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　int j;</b

95、></p><p>　　for (j = 0; j < no2; j++) </p><p><b>　　{</b></p><p>　　Available[j] = Available[j] - Request[j];</p><p>　　Allocation[i][j] = Allocation[i][j

96、] + Request[j];</p><p>　　Need[i][j] = Need[i][j] - Request[j];</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　/* 利用銀行家算法對(duì)申請(qǐng)資源對(duì)進(jìn)行判定*/</p>&l

97、t;p>　　void judge() </p><p><b>　　{</b></p><p>　　Request = new int[no2];</p><p>　　char ch='y';</p><p>　　int i = 0, j = 0;</p><p>　　Sys

98、tem.out.print("請(qǐng)輸入要分配的資源進(jìn)程號(hào)：");</p><p>　　for(j=0;j<10;j++)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　i = input.nextInt();</p><p>　　if(i>no1) </p>&l

99、t;p>　　{System.out.println("輸入錯(cuò)誤，請(qǐng)重新輸入:");continue;}</p><p>　　else break; </p><p><b>　　}</b></p><p>　　// System.out.println("錯(cuò)誤次數(shù)太多，看來(lái)你丫今天不適合進(jìn)行操作，系統(tǒng)退

100、出！");</p><p>　　// System.exit(0);}</p><p>　　System.out.println("請(qǐng)輸入進(jìn)程" + i + "申請(qǐng)的資源：");</p><p>　　for (j = 0; j < no2; j++)</p><p><b>　

101、　{</b></p><p>　　System.out.print(name2[j] + "類資源請(qǐng)求：");</p><p>　　Request[j] = input.nextInt();// 輸入需要申請(qǐng)的資源</p><p><b>　　}</b></p><p>　　for (j

102、= 0; j < no2; j++)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　if (Request[j] > Need[i][j]) // 判斷申請(qǐng)是否大于需求，若大于則出錯(cuò)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　System.out.pri

103、ntln("進(jìn)程" + i + "申請(qǐng)的資源大于它所需要的資源。");</p><p>　　System.out.println("分配不合理，不予分配！");</p><p><b>　　ch = 'n';</b></p><p><b>　　break;&

104、lt;/b></p><p><b>　　} </b></p><p><b>　　else</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　if (Request[j] > Available[j])// 判斷申請(qǐng)是否大于當(dāng)前資源，若大于則&l

105、t;/p><p><b>　　{</b></p><p>　　System.out.println("進(jìn)程" + i + "申請(qǐng)的資源大于系統(tǒng)現(xiàn)在可利用的資源。");</p><p>　　System.out.println("分配不合理，不予分配！"); </p>&

106、lt;p><b>　　ch = 'n';</b></p><p><b>　　break;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b&

107、gt;</p><p>　　if (ch == 'y') </p><p><b>　　{</b></p><p>　　changdata(i); // 根據(jù)進(jìn)程需求量變換資源</p><p>　　Safty(); // 根據(jù)進(jìn)程需求量進(jìn)行銀行家算法判斷</p><p&g

108、t;<b>　　}</b></p><p>　　System.out.println("請(qǐng)輸入您所要進(jìn)行的操作：1：繼續(xù)分配 2：退出");</p><p>　　for(i=0;i<5;i++)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　int choic

109、e = input.nextInt();</p><p>　　if (choice == 1) judge();</p><p>　　else if (choice == 2) System.exit(0);</p><p>　　else System.out.println("輸入錯(cuò)誤，請(qǐng)重新輸入：");</p><p

110、><b>　　}</b></p><p>　　System.out.println("錯(cuò)誤次數(shù)太多，看來(lái)你丫的今天不適合進(jìn)行操作，系統(tǒng)退出！");</p><p>　　System.exit(0);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>