银行家算法课程设计报告abrx.doc

数学与计算机学院 课程设计说明书 课 程 名 称: 操作系统原理-课程设计 课 程 代 码: 题 目: 银行家算法 年级/专业/班: 2009 级软件工程 2 班 学 生 姓 名: 学 号: 312009080611202 开 始 时 间: 2011 年 12 月 05 日 完 成 时 间: 2011 年 12 月 2525 日 课程设计成绩： 学习态度及平 时成绩（30） 技术水平与实际 能力（20） 创新 （5） 说明书撰写质量（45） 总 分 （100） 指导教师签名： 年 月 日 目 录 1 1 引引 言言1 1.1 问题的提出 .1 1.2 任务与分析1 2 2 需求分析需求分析1 2.1 数据的初始化1 2.2 银行家算法1 2.3 系统安全性的检测 .1 2.4 显示功能1 2.5 恢复功能1 2.6 菜单功能2 3 3 程序运行平台程序运行平台2 4 4 总体设计总体设计2 5 5 详细设计详细设计2 5.1 数据的录入.2 5.2 显示模块 4 5.3 系统安全状态检测 5 5.4 系统试为进程分配资源 7 5.5 恢复函数 8 5.6 菜单选项 8 6 6 系统测试系统测试9 7 7 结论结论13 参考文献参考文献15 摘摘 要要 随着计算机的普及计算机的日新月异，计算机可以说在飞速的发展着，计 算机领域的相关技术也越来越高，许多的技术得到了较好的改进，使计算机越来 越满足人们的要求和生活习惯，这也是计算机得到飞速发展的原因之一， 。随着 计算机的发展，人们对计算机的需求也越来越高，为了防止用户操作过于平凡， 导致计算机同一时刻进程过多而产生死锁，所以本次任务主要是编写银行家算法 避免计算机产生死锁。经过分析，本次主要是银行家算法通用程序的编写，以及 测试所跟进程状态的安全性，经查阅相关资料，了解了银行家算法的大体思路， 经过设计流程图，用 java 语言，利用 neatbean 6.9 实现了银行家算法的通用程 序，该程序具有输入进程资源以及计算机可利用资源的数量，即初始化。输出资 源进程资源信息，检测系统安全性，进程请求资源，系统试为进程分配资源，不 成功恢复资源等功能。因此银行家算法的各种功能基本已经实现。 关键词：关键词：银行家算法通用程序;计算机;避免死锁的算法 -1- 银行家算法 1 引引 言言 1.1 问题的提出问题的提出 在多道程序程序系统中，虽可借助于多个进程的并发执行来改善系统资源利用率， 提高系统的额吞吐量，但是可能会发生一种危险死锁。所谓死锁，是指多个进程在 运行过程中因争夺资源而造成的一种僵局，当进程处于这种僵持状态时，若无外力作 用，他们将无法再向前推进。为了避免这种情况的发生，本次利用课程设计之际，编 写了一个银行家算法通用程序，避免死锁在发生。 1.2 任务与分析任务与分析 本课题主要的目的是编写银行家算法通用程序，功能主要包括银行家算法中数 据结构的初始化，银行家算法的实现，安全性检测的算法实现等等。以及对给定的 状态进行测试安全性等。 2 2 需求分析需求分析 2.1 1 数据的初始化数据的初始化 对银行家算法中的数据结构进行初始化，包括资源种类和进程数目的输入，可利 用资源的初始化，进程的最大需求矩阵，分配矩阵。 2.2 银行家算法银行家算法 对一个进程请求的资源进行判断，看是否可以为其立即进行资源的分配。若可以， 试着分配，并且进行安全性的检测，若不安全，恢复原来的资源分配情况。 2.3 系统安全性的检测系统安全性的检测 能够对某时刻的资源分配情况进行检测，判断系统是否安全。 2.4 显示功能显示功能 显示某时刻资源的分配状态 2.5 恢复功能恢复功能 对进程请求资源，已获得分配的，经检测不安全的状态进行恢复为请求前的状态 -2- 银行家算法 2.6 菜单功能菜单功能 列出用户能操作的选项 3 3 程序运行平台程序运行平台 neatbean ide 6.9 具体操作如下：文件-打开项目-运行-运行文件。 4 4 总体设计总体设计 图 4.1 系统总体框架图 5 5 详细设计详细设计 5.15.1 数据的录入数据的录入 选择数据录入菜单后，系统将提示用户输入相关的数据。包括输入资源种类，进 程数目，以及可利用资源数目。进程最大需求矩阵，已分配矩阵。 流程图如图 6.1： 关键代码： /*-初始化函数-*/ public void input() system.out.println(“请输入资源的种类 n 和进程数 m：“); n=sc.nextint() ; 银行家算法 初 始 化 数 据 试 分 配 资 源 除 信 息 菜 单 选 项 安 全 检 测 改 信 息 恢 复 资 源 显 示 资 源 找 信 息 -3- 银行家算法 m=sc.nextint(); available=new int1n; request=new int1n; allocation=new intmn; need=new intmm; max=new intmn; system.out.println(“请输入各类资源的数目：“); for(int i=0;i0)system.out.println(); system.out.println(“|-|-|-|-|-|“); /*-显示函数结束-*/ 5.35.3 系统安全状态检测系统安全状态检测 能对跟定的系统状态进行安全检测，成功输出系统安全状态图，否则输出系 统状态不安全 流程图： 关键代码： /*-检测状态安全涵数函数-*/ void checksafe1(int s) int temp=new intm,i,l=0,k=0,count=0; boolean finish=new booleanm; work=new int1n; work1=new intmn; work2=new int mn; int a=jcys(m); for(int v=0;v的 a 状态测试选择 1 输入数据并显示： 图 6.2 -10- 银行家算法 选择 3 进行测试：结果如图 6.3 所示 图 6.3 对 1b 状态进行测试：选择 1 输入数据 图 6.4 选择 3 进行状态安全性检测，结果如下图所示： -11- 银行家算法 图 6.5 对 2所跟状态进行检测，选择 1 输入数据： -12- 银行家算法 图 6.6 系统状态安全。 输入 3 安全状态检测，结果下图所示: 图 6.7 系统状态安全。 选择 4，输入 2中进程 2 请求资源（0420） ，结果如图 6.8 所示： -13- 银行家算法 图 6.8 因此可以立即为其分配资源。 7 结论 该题目是银行家算法，主要是编写银行家算法通用程序的编写，并且测试题目给 出的状态的安全性，以及进程请求资源是否可以立即进行分配。进过几天的努力，终 于实现了该题目所需要完成的功能，包括进程初始态资源的录入，检测系统安全状态， 银行家算法的实现，即进程发起资源请求，经判断后，系统试着把资源分配跟该进程， 然后调用系统安全检测函数进行检测，如果检测通过，既可以立即跟该进程进行资源 分配，否则分配失败，恢复分配前的进程资源情况，以及显示进程资源状态等功能。 经输入数据测试后，功能满足，结果准确。该程序满足银行家的通用算法，即用户可 以进行资源种类和进程的个数。另外采用了菜单式的选项，用户可以明了的选择自己 想要做的事情。但是该程序实在 dos 下完成的输入，见面看起来不是很舒服，如果有 -14- 银行家算法 多的时间，可以试着采用图形界面编程，在窗口中观察结果更加清晰。 通过本次课程设计，可以说是受益匪浅，学到了许多的东西。在编写程序的过程 中，遇到了许多的问题，如知道了系统安全性检查的方法，但是在编写的过程中，由 于变量的位置没有放正确，导致结果不正确，思维却受到了限制，因为思路根本就没 错，因此很难发现是哪里错，如果不采取正确的方法，就会浪费很多的时间。遇到这 种情况，我们需要设置更多的数据输入进行测试，这样很快就可以发现是哪里不对。 由此可知，遇到问题应该选择恰当的方法进行解决，这样效率才高。另外，通过背刺 课程设计，对银行家算法基本上已经了解，对 java 面向对象程序设