課程設(shè)計(jì)--銀行家算法

1、<p><b>　　課程設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū)</b></p><p>　　課程設(shè)計(jì)題目 銀行家算法 </p><p>　　課 程 名 稱 計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng) </p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　1.設(shè)計(jì)目的…

2、………………………………….……….........…1</p><p>　　2.設(shè)計(jì)要求……………………………………………..…..…..2</p><p>　　3.設(shè)計(jì)的選題背景及設(shè)計(jì)計(jì)劃</p><p>　　1）選題背景…………………………..…….…………..….3</p><p>　　2）設(shè)計(jì)應(yīng)達(dá)到的要求………………….......

3、......……...…4</p><p><b>　　4概要設(shè)計(jì)</b></p><p>　　1）銀行家算法步驟………………….............……...….5</p><p>　　2）安全性算法步驟………………….............……...….6</p><p>　　3）主要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)…………………

4、.............……...….6</p><p><b>　　5.設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)過(guò)程</b></p><p>　　1）算法整體設(shè)計(jì)與調(diào)用7</p><p><b>　　2）程序流程圖7</b></p><p>　　6.設(shè)計(jì)結(jié)果驗(yàn)證…………………..………………………....9</p&g

5、t;<p><b>　　7.設(shè)計(jì)存在的不足</b></p><p>　　程序設(shè)計(jì)繁雜…………………………………..………..11</p><p>　　8.設(shè)計(jì)總結(jié)………………………………………………..…11</p><p>　　9.參考文獻(xiàn) ………………………………………..…13</p><p&g

6、t;　　附錄：源程序清單…………………………………………..13</p><p><b>　　設(shè)計(jì)目的</b></p><p>　　銀行家算法是一種最有代表性的避免死鎖的算法。把操作系統(tǒng)看作是銀行家，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)求分配資源相當(dāng)于用戶向銀行家貸款。操作系統(tǒng)按照銀行家制定的規(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

7、對(duì)資源的最大需求量，如果系統(tǒng)現(xiàn)存的資源可以滿足它的最大需求量則按當(dāng)前的申請(qǐng)量分配資源，否則就推遲分配。當(dāng)進(jìn)程在執(zhí)行中繼續(xù)申請(qǐng)資源時(shí)，先測(cè)試該進(jìn)程已占用的資源數(shù)與本次申請(qǐng)的資源數(shù)之和是否超過(guò)了該進(jìn)程對(duì)資源的最大需求量。若超過(guò)則拒絕分配資源，若沒(méi)有超過(guò)則再測(cè)試系統(tǒng)現(xiàn)存的資源能否滿足該進(jìn)程尚需的最大資源量，若能滿足則按當(dāng)前的申請(qǐng)量分配資源，否則也要推遲分配。</p><p>　　本次課程設(shè)計(jì)通過(guò)在UNIX環(huán)境中用C語(yǔ)言

8、編寫(xiě)和終端調(diào)試實(shí)現(xiàn)銀行家算法的程序，達(dá)到進(jìn)一步掌握銀行家算法，理解系統(tǒng)產(chǎn)生死鎖的原因以及系統(tǒng)避免死鎖的方法，增強(qiáng)理論聯(lián)系實(shí)際的能力的目的。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　對(duì)銀行家算法進(jìn)行編程，使之：</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

9、可利用資源數(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>　?。?）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

10、時(shí)的可利用資源，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

11、>　?。?）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>　　3.設(shè)計(jì)的選題背景及設(shè)計(jì)計(jì)劃</p><p><b>　　1）選題背景</b></p><p>　　我們可以把操作系統(tǒng)看作是銀行家，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)求分配資源相當(dāng)于用戶向銀行家貸款。操作系統(tǒng)按照銀

12、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)程對(duì)資源的最大需求量，如果系統(tǒng)現(xiàn)存的資源可以滿足它的最大需求量則按當(dāng)前的申請(qǐng)量分配資源，否則就推遲分配。當(dāng)進(jìn)程在執(zhí)行中繼續(xù)申請(qǐng)資源時(shí)，先測(cè)試該進(jìn)程已占用的資源數(shù)與本次申請(qǐng)的資源數(shù)之和是否超過(guò)了該進(jìn)程對(duì)資源的最大 需求量。若超過(guò)則拒絕分配資源，若沒(méi)有超過(guò)則再測(cè)試系統(tǒng)現(xiàn)存的資源能否滿足該進(jìn)程尚需的最大資源量，若能滿足則按當(dāng)前的申請(qǐng)量分配資源，否則也要推遲 分配。</p&g

13、t;<p>　　2）設(shè)計(jì)應(yīng)達(dá)到的要求</p><p><b>　　5.2死鎖預(yù)防: </b></p><p>　　預(yù)防死鎖的方法是使產(chǎn)生死鎖的四個(gè)必要條件中的2、3、4條件之一不能成立。即：</p><p>　　一、摒棄“請(qǐng)求和保持”條件。系統(tǒng)規(guī)定所有進(jìn)程在開(kāi)始運(yùn)行之前，都必須一次性申請(qǐng)其在整個(gè)運(yùn)行過(guò)程中所需的全部資源。使該進(jìn)程再

14、整個(gè)運(yùn)行過(guò)程中不會(huì)提出資源請(qǐng)求，因而摒棄了請(qǐng)求條件。又由于進(jìn)程在等待期間沒(méi)有占有任何資源，所以也摒棄了保持條件。</p><p>　　二、摒棄“不剝奪”條件。系統(tǒng)規(guī)定，進(jìn)程逐個(gè)提出對(duì)資源的要求，當(dāng)一個(gè)已經(jīng)保持了某些資源的進(jìn)程，再提出新的資源請(qǐng)求而未被滿足時(shí)，必須釋放已經(jīng)保持的所有資源，待以后需要是在再重新申請(qǐng)。</p><p>　　三、摒棄“環(huán)路等待”條件。系統(tǒng)規(guī)定所有資源按類型進(jìn)行線性排

15、隊(duì)，并賦予不同的序號(hào)。所有進(jìn)程對(duì)資源的請(qǐng)求都必須嚴(yán)格按資源序號(hào)遞增的順序提出。</p><p>　　5.3安全狀態(tài)與不安全狀態(tài) </p><p>　　在避免死鎖的算法中，允許進(jìn)程動(dòng)態(tài)地申請(qǐng)資源，系統(tǒng)在進(jìn)行資源分配之前，先計(jì)算資源分配的安全性。若此次分配不會(huì)使系統(tǒng)進(jìn)入不安全狀態(tài)，便將資源分配給該進(jìn)程否則進(jìn)程等待。</p><p>　　安全狀態(tài)是指，系統(tǒng)能按某種進(jìn)程順序

16、（P1， P2， P3，…，Pn），來(lái)為每個(gè)進(jìn)程分配所需資源，直至滿足每個(gè)進(jìn)程對(duì)資源的最大需求，是每個(gè)進(jìn)曾都可以順利完成。</p><p>　　如果系統(tǒng)找不到這樣一個(gè)序列，系統(tǒng)就處于不安全狀態(tài)。雖然并非所有的不安全狀態(tài)都是死鎖狀態(tài)，但當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)入不安全狀態(tài)后，便可能進(jìn)入死鎖狀態(tài)。只要系統(tǒng)處于安全狀態(tài)，系統(tǒng)便可以避免進(jìn)入不安全狀態(tài)。</p><p>　　安全序列：一個(gè)進(jìn)程序列{P1，…，Pn}

17、是安全的，如果對(duì)于每一個(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)前剩余資源量與所有進(jìn)程Pj (j < i )當(dāng)前占有資源量之和。</p><p>　　雖然并非所有的不安全狀態(tài)都會(huì)產(chǎn)生死鎖狀態(tài)，但當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)入不安全狀態(tài)后，便可能進(jìn)而進(jìn)入死鎖狀態(tài)；反之，只要系統(tǒng)處于安全狀態(tài)，系統(tǒng)便可避免進(jìn)入死鎖狀態(tài)。因此，避免死鎖的實(shí)質(zhì)在于，如何使系統(tǒng)不進(jìn)入不安全狀態(tài)，銀行家算法就是用來(lái)判斷某種情況會(huì)不會(huì)進(jìn)入不安

18、全狀態(tài)。</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)求的是不大于需要的，是否不大于可利用的。若請(qǐng)求合法，則進(jìn)行試分配。最后對(duì)試分配后的狀態(tài)調(diào)用安全性檢查算法進(jìn)行安全性檢查。若安全，則分配，否則，不分配，恢復(fù)原來(lái)狀態(tài)，拒絕申請(qǐng)。</p><p><b>　　4.設(shè)計(jì)原理</b></p><p>　　1）主要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)

19、計(jì)</p><p>　　最大需求矩陣Max[][]：這是一個(gè)n*m的矩陣，它定義了系統(tǒng)中n個(gè)進(jìn)程中的每一個(gè)進(jìn)程對(duì)m類資源的最大需求。如果Max[i，j]=K，則表示進(jìn)程i需要Rj類資源的最大數(shù)目為K。</p><p>　　已分配矩陣Allocation[][]：這也是一個(gè)n*m的矩陣，它定義了系統(tǒng)中每一類資源 當(dāng)前已分配給沒(méi)一進(jìn)程的資源數(shù)。如果Allocation[i，j]=K，則表示

20、進(jìn)程i當(dāng)前已分得Rj類資源的數(shù)目為K。</p><p>　　仍需求矩陣Need[][]=Max[][]-Allocation[][]：這也是一個(gè)n*m的矩陣，用以表示每一個(gè)進(jìn)程尚需的各類資源數(shù)。如果Need[i,j]=K，則表示進(jìn)程i還需要Rj類資源K個(gè)，方能完成其任務(wù)。</p><p>　　可利用資源向量Available[]：這是一個(gè)含有m個(gè) 元素的數(shù)組，其中的每一個(gè)元素代表一類可利用

21、的資源數(shù)目，其初始值是系統(tǒng)中所配置的該類全部可用資源的數(shù)目，其數(shù)值隨該類資源的分配和回收而動(dòng)態(tài)地改變。Available[j]=K，則表示系統(tǒng)中現(xiàn)有Rj 類資源K個(gè)。申請(qǐng)各類資源向量Request[]</p><p>　　工作向量 work[]：：表示系統(tǒng)可提供給進(jìn)程繼續(xù)運(yùn)行所需的各類資源數(shù)目，執(zhí)行安全性算法開(kāi)始時(shí)work：=available；</p><p>　　Finish[]：表

22、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。初始化finish[i]:=false;有足夠資源分配給進(jìn)程時(shí)，令finish[i]：=true。</p><p><b>　　2）銀行家算法步驟</b></p><p>　?。?）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>

23、<p>　?。?）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><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=Allo

24、cation+Request;</p><p>　　Need=Need-Request;</p><p>　　(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><b>　　3）安全性算法步驟</b></p><p><b>　?。?）設(shè)置兩個(gè)向量</b></

25、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>　?、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

26、合中找到一個(gè)能滿足下述條件的進(jìn)程：</p><p>　?、貴inish[i]=false</p><p>　?、贜eed<or=Work</p><p>　　如找到，執(zhí)行步驟（3）；否則，執(zhí)行步驟（4）。</p><p>　?。?）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><

27、;p>　　Work=Work+Allocation;Finish[i]=true; </p><p><b>　　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>　　設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)過(guò)程</b></p&

28、gt;<p>　　1）算法整體設(shè)計(jì)與調(diào)用</p><p>　　主函數(shù)int main()，首先判定T0時(shí)刻的安全性，利用安全性算法int chkerr(int s) ，void changdata(int k) ，void rstordata(int k) 函數(shù)對(duì)T0時(shí)刻的資源分配情況進(jìn)行分析，判斷T0時(shí)是否存在一個(gè)安全序列，若不存在則直接顯示不安全，若存在，則輸入每個(gè)進(jìn)程號(hào)，接著有進(jìn)程申請(qǐng)資

29、源，輸入所申請(qǐng)的資源，調(diào)用int chkerr()函數(shù)求安全序列，如果可以求出安全序列，則說(shuō)明分配后系統(tǒng)不會(huì)進(jìn)入不安全狀態(tài)，正式將資源分配給申請(qǐng)資源的進(jìn)程，最后用changdata(n);rstordata(n)函數(shù)輸出分配資源后每個(gè)進(jìn)程的信息。如果求不出安全序列，說(shuō)明分配后系統(tǒng)會(huì)處于不安全狀態(tài)，則不能將資源分配給該進(jìn)程，讓其等待，系統(tǒng)恢復(fù)原始狀態(tài)。如果申請(qǐng)資源的數(shù)量不滿足條件，則讓該進(jìn)程等待。繼續(xù)判斷其他申請(qǐng)資源的進(jìn)程。</p&

30、gt;<p>　?。?） if(Request[j]>NEED[n][j]) 、if(Request[j]>AVAILABLE[j]) </p><p>　　用來(lái)判斷是否可以進(jìn)行試分配，如果判斷結(jié)果為真，說(shuō)明申請(qǐng)資源的進(jìn)程申請(qǐng)的資源數(shù)目不滿足Request []<=need[]或Request []<=available[]條件，不能為該進(jìn)程進(jìn)行試分配，如果判斷結(jié)果為0，說(shuō)明

31、可以進(jìn)行試分配。</p><p>　　（2）int chkerr()：這個(gè)函數(shù)用來(lái)求安全序列，首先初始化 WORK=AVAILABLE[j]; ，然后當(dāng)i<M時(shí)循環(huán)找滿足條件 FINISH[i]==FALSE&&NEED[i][j]<=WORK的進(jìn)程，表示進(jìn)程可以順利執(zhí)行則WORK=WORK+ALLOCATION[i][j]。再繼續(xù)找下一個(gè)滿足條件的進(jìn)程。如果單循環(huán)結(jié)束時(shí)每個(gè)進(jìn)程的Fi

32、nish[i]都等于1，則說(shuō)明可以找到安全序列，返回1，如果不是每個(gè)Finish[i]都等于TRUE，則說(shuō)明找不到一個(gè)安全序列，返回i=0；</p><p><b>　　2）程序流程圖：</b></p><p><b>　　NO</b></p><p><b>　　NO</b></p>

33、<p><b>　　找不到將所</b></p><p>　　有Finish[i]置F</p><p><b>　　進(jìn)行下一輪測(cè)試</b></p><p><b>　　安全性算法流程圖：</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)結(jié)果驗(yàn)證</b>&l

34、t;/p><p><b>　　7.設(shè)計(jì)存在的不足</b></p><p>　　1）在設(shè)計(jì)中，首先是資源利用不足，因?yàn)樵诔绦蛑惺侵苯虞敵鲎畲筚Y源需求量MAX[M][N]，可用資源數(shù)AVAILABLE[N]，M個(gè)進(jìn)程已經(jīng)得到N類資源的資源量ALLOCATION[M][N]，最大資源需求量NEED[M][N]，不能夠再改變他們，所以程序運(yùn)用范圍比較?。?lt;/p>&

35、lt;p>　　再者，在“請(qǐng)輸入需申請(qǐng)資源的進(jìn)程號(hào)”中進(jìn)行的for循環(huán)申請(qǐng)資源進(jìn)程號(hào)只能一次增加，沒(méi)有達(dá)到隨機(jī)選擇的效果。</p><p>　　3)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

36、進(jìn)程號(hào)不在已存在進(jìn)程當(dāng)中作了判斷。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><b>　　8.設(shè)計(jì)總結(jié)</b></p><p>　　通過(guò)一個(gè)周的課程設(shè)計(jì)，我加深了對(duì)銀行家算法的理解，掌握了銀行家算法避免死鎖的過(guò)程和方法，理解了死鎖產(chǎn)生的原因和條件以及避免死鎖的方法。并且還鞏固了C語(yǔ)言知識(shí)，掌握了用C

37、語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)銀行家算法的方法。</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[][]、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)

38、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voidchangdata()、void rstordata() 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

39、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int chkerr() 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。</p><p>　　安全性檢測(cè)我們是用int chkerr()函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。</p>

40、<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

41、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[]=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)

42、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>　　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。雖然并非所有的不安全狀態(tài)都會(huì)產(chǎn)生死鎖狀態(tài)，但系統(tǒng)進(jìn)入不安全狀態(tài)時(shí)，便可能進(jìn)而進(jìn)入死鎖狀態(tài)后，當(dāng)系統(tǒng)在進(jìn)行資源管理時(shí)，如果對(duì)進(jìn)城申請(qǐng)的資源分配不當(dāng)，可能會(huì)使系統(tǒng)進(jìn)入死鎖狀態(tài)，因而后面到來(lái)的進(jìn)程也無(wú)法順利執(zhí)行。銀行家算法中，要對(duì)當(dāng)前申請(qǐng)資源的進(jìn)程申請(qǐng)資源的數(shù)

43、目進(jìn)行判斷，如果可以試分配，則試求出一個(gè)安全序列，如果可以求出，則說(shuō)明給這個(gè)進(jìn)程分配資源后系統(tǒng)不會(huì)進(jìn)入不安全狀態(tài)，將該進(jìn)程申請(qǐng)的資源分配給他，若求不出安全序列，則說(shuō)明將資源分配給該進(jìn)程后系統(tǒng)會(huì)進(jìn)入不安全狀態(tài)，所以就使該進(jìn)程進(jìn)入阻塞狀態(tài)，等待以后可以分配資源時(shí)再執(zhí)行該進(jìn)程，然后系統(tǒng)繼續(xù)服務(wù)其它進(jìn)程。通過(guò)這樣一個(gè)過(guò)程，可以有效避免系統(tǒng)進(jìn)入死鎖狀態(tài)。反之，只要系統(tǒng)處于安全狀態(tài)，系統(tǒng)便可避免進(jìn)入死鎖狀態(tài)。因此，避免死鎖的實(shí)質(zhì)在于；如何使系統(tǒng)不進(jìn)

44、入不安全狀態(tài)?？傊?，在這次課程設(shè)計(jì)中，我學(xué)到了很多知識(shí)與調(diào)試方法。</p><p><b>　　9.參考文獻(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><

45、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><b>　　附錄：源程序清單</b></p><p>　　#include<string.h> </p><p>　　#include<stdio.h> </p><p>

46、　　#include<stdlib.h> </p><p>　　#define M 5 </p><p>　　#define N 3 </p><p>　　#define FALSE 0 </p><p>　　#define TRUE 1 </p><p>　　/*M個(gè)進(jìn)程對(duì)N類資源最大資源需求量*/ &l

47、t;/p><p>　　int MAX[M][N]={{7,5,3},{3,2,2},{9,0,2},{2,2,2},{4,3,3}}; </p><p>　　/*系統(tǒng)可用資源數(shù)*/ </p><p>　　int AVAILABLE[N]={10,5,7}; </p><p>　　/*M個(gè)進(jìn)程已經(jīng)得到N類資源的資源量 */</p>&

48、lt;p>　　int ALLOCATION[M][N]={{0,1,0},{2,0,0},{3,0,2},{2,1,1},{0,0,2}}; </p><p>　　/*M個(gè)進(jìn)程對(duì)N類資源最大資源需求量*/</p><p>　　int NEED[M][N]={{7,4,3},{1,2,2},{6,0,0},{0,1,1},{4,3,1}}; </p><p>　

49、　/*M個(gè)進(jìn)程還需要N類資源的資源量*/ </p><p>　　int Request[N]={0,0,0}; </p><p>　　void showdata() </p><p><b>　　{ </b></p><p><b>　　int i,j; </b></p><p&

50、gt;　　printf("－－－－－銀行家算法:－－－－\n"); </p><p>　　printf(" --wlecome\n");</p><p>　　printf("系統(tǒng)可用的資源數(shù)為:\n"); </p><p>　　printf(" "); &l

51、t;/p><p>　　for (j=0;j<N;j++)</p><p><b>　　{ </b></p><p>　　printf(" 資源"); </p><p>　　printf("%d",j); </p><p>　　printf(":&

52、quot;); </p><p>　　printf("%d ",AVAILABLE[j]); </p><p><b>　　} </b></p><p>　　printf("\n\n"); </p><p>　　printf("各進(jìn)程還需要的資源量:\n");

53、 </p><p>　　for (i=0;i<M;i++) </p><p><b>　　{ </b></p><p>　　printf(" 進(jìn)程"); </p><p>　　printf("%d",i); </p><p>　　printf(&quo

54、t;: "); </p><p>　　for (j=0;j<N;j++)</p><p><b>　　{ </b></p><p>　　printf("資源"); </p><p>　　printf("%d",j); </p><p>　　

55、printf(":"); </p><p>　　printf("%d ",NEED[i][j]);</p><p><b>　　} </b></p><p>　　printf("\n"); </p><p><b>　　} </b><

56、;/p><p>　　printf("\n各進(jìn)程已經(jīng)得到的資源量: \n"); </p><p>　　for (i=0;i<M;i++) </p><p><b>　　{ </b></p><p>　　printf(" 進(jìn)程"); </p><p>　　pr

57、intf("%d ",i); </p><p>　　for (j=0;j<N;j++)</p><p><b>　　{ </b></p><p>　　printf("資源"); </p><p>　　printf("%d",j); </p>

58、<p>　　printf(":"); </p><p>　　printf("%d ",ALLOCATION[i][j]); </p><p><b>　　} </b></p><p>　　printf("\n"); </p><p><b&

59、gt;　　} </b></p><p><b>　　} </b></p><p>　　void changdata(int k) //計(jì)算可用資源數(shù)，還需資源數(shù)</p><p><b>　　{ </b></p><p><b>　　int j; </b></

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

61、gt;<p>　　NEED[k][j]=NEED[k][j]-Request[j]; </p><p><b>　　} </b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void rstordata(int k) //資源總數(shù)之和</p><p><b&

62、gt;　　{ </b></p><p><b>　　int j; </b></p><p>　　for (j=0;j<N;j++) </p><p><b>　　{ </b></p><p>　　AVAILABLE[j]=AVAILABLE[j]+Request[j]; </

63、p><p>　　ALLOCATION[k][j]=ALLOCATION[k][j]-Request[j]; </p><p>　　NEED[k][j]=NEED[k][j]+Request[j]; </p><p><b>　　} </b></p><p><b>　　}</b></p>

64、<p>　　int chkerr(int s) //判斷系統(tǒng)是否安全</p><p><b>　　{ </b></p><p>　　int WORK,FINISH[M],temp[M]; </p><p>　　int i,j,k=0; </p><p>　　for(i=0;i<M;i++)<

65、/p><p>　　FINISH[i]=FALSE; </p><p>　　for(j=0;j<N;j++) </p><p><b>　　{ </b></p><p>　　WORK=AVAILABLE[j]; </p><p><b>　　i=s; </b></p&g

66、t;<p>　　while(i<M) </p><p><b>　　{ </b></p><p>　　if (FINISH[i]==FALSE&&NEED[i][j]<=WORK) </p><p><b>　　{ </b></p><p>　　WORK=W

67、ORK+ALLOCATION[i][j]; </p><p>　　FINISH[i]=TRUE; </p><p>　　temp[k]=i; </p><p><b>　　k++; </b></p><p><b>　　i=0; </b></p><p><b>　

68、　} </b></p><p><b>　　else </b></p><p><b>　　{ </b></p><p><b>　　i++; </b></p><p><b>　　} </b></p><p><

69、b>　　} </b></p><p>　　for(i=0;i<M;i++) </p><p>　　if(FINISH[i]==FALSE) </p><p><b>　　{ </b></p><p>　　printf("\n"); </p><p>　　

70、printf("系統(tǒng)不安全!!! 本次資源申請(qǐng)不成功!!!\n"); </p><p>　　printf("\n"); </p><p>　　return 1; </p><p><b>　　} </b></p><p><b>　　} </b></p&

71、gt;<p>　　printf("\n"); </p><p>　　printf("經(jīng)安全性檢查，系統(tǒng)安全，本次分配成功。\n"); </p><p>　　printf("\n"); </p><p>　　printf(" 本次安全序列："); </p>&l

72、t;p>　　for(i=0;i<M;i++)</p><p><b>　　{ </b></p><p>　　printf("進(jìn)程"); </p><p>　　printf("%d",temp[i]); </p><p>　　printf("->"

73、;); </p><p><b>　　} </b></p><p>　　printf("\n"); </p><p>　　return 0; </p><p><b>　　}</b></p><p>　　int main() </p><

74、;p><b>　　{ </b></p><p>　　int i=0,j=0; </p><p>　　char flag='Y'; </p><p>　　void showdata(); //函數(shù)的聲明</p><p>　　void changdata(int); </p><

75、p>　　void rstordata(int); </p><p>　　int chkerr(int); </p><p>　　showdata(); //調(diào)用函數(shù)，顯示界面</p><p>　　while(flag=='Y'||flag=='y') </p><p><b>　　{ <

76、/b></p><p><b>　　i=-1; </b></p><p><b>　　int n;</b></p><p>　　chkerr(i);</p><p>　　changdata(i);</p><p>　　rstordata(i);</p>&

77、lt;p>　　while(n<0||n>=M) { </p><p>　　printf("請(qǐng)輸入需申請(qǐng)資源的進(jìn)程號(hào)（從0到4，否則重輸入!）:"); </p><p>　　scanf("%d",&n); </p><p>　　if(n<0||n>=M){</p><p

78、>　　printf("輸入的進(jìn)程號(hào)不存在，重新輸入!\n");</p><p>　　return(n); }</p><p><b>　　}</b></p><p>　　for(i=0;i<M;i++){ </p><p>　　printf("請(qǐng)輸入進(jìn)程"); <

79、/p><p>　　printf("%d",i); </p><p>　　printf("申請(qǐng)的資源數(shù)\n"); </p><p>　　for(j=0;j<N;j++) </p><p><b>　　{ </b></p><p>　　printf("

80、;資源"); </p><p>　　printf("%d",j); </p><p>　　printf(":"); </p><p>　　scanf("%d",&Request[j]); </p><p>　　if(Request[j]>NEED[n][j])

81、 </p><p><b>　　{ </b></p><p>　　printf("進(jìn)程"); </p><p>　　printf("%d",n); </p><p>　　printf("申請(qǐng)的資源數(shù)大于進(jìn)程"); </p><p>　　p

82、rintf("%d",n); </p><p>　　printf("還需要"); </p><p>　　printf("%d",j); //哪類資源的號(hào) </p><p>　　printf("類資源的資源量!申請(qǐng)不合理，出錯(cuò)!請(qǐng)重新選擇!\n"); </p><p

83、>　　flag='N'; </p><p><b>　　break; </b></p><p><b>　　} </b></p><p><b>　　else </b></p><p><b>　　{ </b></p>

84、<p>　　if(Request[j]>AVAILABLE[j]) </p><p><b>　　{ </b></p><p>　　printf("進(jìn)程"); </p><p>　　printf("%d",n); </p><p>　　printf("申請(qǐng)

85、的資源數(shù)大于系統(tǒng)可用"); </p><p>　　printf("%d",j); </p><p>　　printf("類資源的資源量!申請(qǐng)不合理，出錯(cuò)!請(qǐng)重新選擇!\n"); </p><p>　　flag='N'; </p><p><b>　　break; &

86、lt;/b></p><p><b>　　} </b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　} </b></p><p>　　chkerr(n);</p><p>　　changdata(n);</p>

87、<p>　　rstordata(n); </p><p><b>　　} </b></p><p>　　if(flag=='Y'||flag=='y') </p><p><b>　　{ </b></p><p>　　changdata(i); //計(jì)算

88、可用資源數(shù)，還需資源數(shù)</p><p>　　if(chkerr(i)) </p><p><b>　　{ </b></p><p>　　rstordata(i); </p><p>　　showdata(); </p><p><b>　　} </b></p>

89、<p><b>　　else </b></p><p>　　showdata(); </p><p><b>　　} </b></p><p><b>　　else </b></p><p>　　showdata(); </p><p>　　p

90、rintf("\n"); </p><p>　　scanf("%c",&flag); </p><p>　　printf("當(dāng)前的系統(tǒng)狀態(tài)\n");</p><p>　　printf(" 目前占有量 最大需求量 尚需要量 \n進(jìn)程");</p><

91、p>　　for(i=0;i<M-2;i++)</p><p>　　for(j=0;j<N;j++)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　printf(" %d類",j);</p><p><b>　　}</b></p>&

92、lt;p>　　for(i=0;i<M;i++)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　printf("\nP[%d]",i);</p><p>　　for(j=0;j<N;j++)</p><p><b>　　{</b></p>

93、<p>　　printf(" %d ",ALLOCATION[i][j]);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　for(j=0;j<N;j++)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　printf("

94、; %d ",MAX[i][j]);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　for(j=0;j<N;j++)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　printf(" %d ",NEED[i][j]);</p

95、><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　printf("\n\n系統(tǒng)剩余資源量： "); </p><p>　　for(i=0;i<N;i++)</p><p><b>　　{<

96、/b></p><p>　　printf(" %d ",AVAILABLE[i]);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　printf("\n");</p><p><b>　　}</b></p><p&g