银行家算法课程设计.doc

操作系统课程设计银行家算法专 业：网络工程学 号：110613119姓 名： 伊 兵指导老师： 姜 红一、实验名称： 模拟实现银行家算法二、实验目的：用程序语言模拟实现银行家算法。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Requestior =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Requestor=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-Requesti; 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;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Finishi=false，当有足够资源分配给进程时，令Finishi=true。（2）从进程集合中找到一个能满足下述条件的进程：Finishi=falseNeedor=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;Finishi=true; 转向步骤（2）。（4）如果所有进程的Finishi=true,则表示系统处于安全状态；否则，系统处于不安全状态。4、流程图：系统主要过程流程图：银行家算法流程图：安全性算法流程图：5、实现过程：一、开发环境编程语言：java开发环境：windows & eclipse二、开发过程：1、display（）用于初始化资源矩阵和初始化进程，available、allocation、need、resource、process。2、print（int）用于打印T时刻的资源矩阵。3、cal（）用于进行安全性算法。4、changeStatu（）通过request向量改变资源使用情况并进行安全性检测。5、main（）用于初始化程序。三 、 关键代码 1.银行家算法while(flag)int req=new int5;System.out.print(请输入您要请求资源的 编号：);int choose=scan.nextInt();System.out.print(请输入该进程的请求向量：);for (int i = 0; i resource; i+) reqi=scan.nextInt();/将请求向量存入数组boolean flag1 = (req0=needchoose0&req1=needchoose1&req2=needchoose2&req3=needchoose3&req4=needchoose4);boolean flag2 = (req0=available0&req1=available1&req2=available2&req3=available3&req4=available4); System.out.println(flag1); System.out.println(flag2);if(flag1)if(flag2)/判断请求向量是否小于可用资源数 for (int i = 0; i resource; i+) availablei=availablei-reqi; /改变可用资源数 allocationchoosei=allocationchoosei+reqi; needchoosei=needchoosei-reqi; /改变所需资源数3int work=new int5;/资源种类数量大小的数组 boolean finish1=new booleanprocess; /设置finish标志数组 for (int i = 0; i process; i+) finish1i=false;int array1=new intprocess;int num1=1;int count11=0; while(num1process)for (int i = 0; i process; i+) if(finish1i=false)if(needi0=work0&needi1=work1&needi2=work0&needi3= work3&needi4=work4)for (int j2 = 0; j2 resource; j2+) availablej2=availablej2+allocationij2; availablej2 = workj2; finish1i=true; array1count11=i; count11+;num1+; /安全性算法3int count2=0;for (int i = 0; i array1.length; i+) if(finish1i=true)count2+; /判断有多少个进程已经成功得到所需进程并结束if(count2=process)System.out.println(存在一个安全序列：);for (int i = 0; i array1.length; i+) System.out.print(P+array1i+); /判断整个进程序列书否全部完成 并打印输出安全序列elseSystem.out.println(系统处于不安全状态！);System.out.println();elseSystem.out.println(资源不够清等待！);/if结束elseSystem.out.println(请求资源已超过所需资源！);/while结束/end of method changeStatupublic static void main(String args) throws IOException work w = new work(); int count2 = 1; w.display(); w.print(count2+); w.cal(); w.changeStatu(); /end of method main2.安全性算法boolean finish = new booleanprocess;for (int i = 0; i process; i+) finishi=false;/初始化数组finishint array = new intprocess;/定义一个数组保存安全序列int num=1;int count1=1; while(numprocess)for (int i = 0; i process; i+) if(finishi=false)if(needi0=available0&needi1=available1&needi2=available0&needi3=available3&needi4=available4)for (int j2 = 0; j2 resource; j2+) availablej2=availablej2+allocationij2;finishi=true;arraycount1-1=i;count1+;num+; /安全性算法3、实验结果6、程序清单package banker;import java.io.IOException;import java.util.Scanner;public class work public int resource; int process; int available; int max; int allocation; int need;/定义基本的数据 boolean flag1; boolean flag2; Scanner scan = new Scanner(System.in);public void display()System.out.println(tt+操作系统课程设计-银行家算法);System.out.print(请输入进程数：);process = scan.nextInt();System.out.print(请输入资源种类数：);resource = scan.nextInt();System.out.print(请输入可用资源数：);available = new int5;for(int i = 0;iresource;i+)availablei = scan.nextInt();System.out.println(请输入资源分配矩阵);allocation = new int 55;for(int i = 0;iprocess;i+)System.out.print(请输入+ i + 号进程已分配资源数：);for(int j =0;jresource;j+)allocationij = scan.nextInt();/end of resource /end of processneed = new int55;for(int i = 0;iprocess;i+)System.out.print(请输入+ i + 号进程还需要资源数：);for(int j =0;jresource;j+)needij = scan.nextInt();/end of resource /end of processmax = new int55;for(int i = 0;iprocess;i+)System.out.print(请输入+ i + 号进程最大需求资源数：);for(int j = 0;jresource;j+)maxij = scan.nextInt(); / end of resource/ end of for process /end of method displaypublic void print(int g)System.out.println();/* * 打印资源分配表 * */System.out.println(T+g+时刻的资源分配矩阵);System.out.println(进程tmaxttallocationtneedttavailable);System.out.print(P0 );for (int i = 0; i resource; i+) System.out.print(max0i+ );System.out.print( );for (int i = 0; i resource; i+) System.out.print(allocation0i+ );System.out.print( );for (int i = 0; i resource; i+) System.out.print(need0i+ );System.out.print( );for (int i = 0; i resource; i+) System.out.print(availablei+ );System.out.println();for (int i = 1; i process; i+) System.out.print(P+i+ );for (int j = 0; j resource; j+) System.out.print(maxij+ );System.out.print( );for (int j = 0; j resource; j+) System.out.print(allocationij+ );System.out.print( );for (int j = 0; j resource; j+) System.out.print(needij+ );System.out.println(); /此段程序输出已输入数据s /end of method printpublic void cal()/* * 检查安全序列 * */boolean finish = new booleanprocess;for (int i = 0; i process; i+) finishi=false;/初始化数组finishint array = new intprocess;/定义一个数组保存安全序列int num=1;int count1=1; while(numprocess)for (int i = 0; i process; i+) if(finishi=false)if(needi0=available0&needi1=available1&needi2=available0&needi3=available3&needi4=available4)for (int j2 = 0; j2 resource; j2+) availablej2=availablej2+allocationij2;finishi=true;arraycount1-1=i;count1+;num+; /安全性算法int count=0;for (int i = 0; i array.length; i+) if(finishi=true)count+;/检查已完成的进程数目if(count=process)System.out.println(存在一个安全序列：);for (int i = 0; i array.length; i+) System.out.print(P+arrayi+);/输出安全序列elseSystem.out.println(系统处于不安全状态！);System.out.println();/end of calpublic void prinSecurityList()/end of method prinSecurityListpublic void changeStatu()boolean flag=true;while(flag)int req=new int5;System.out.print(请输入您要请求资源的 编号：);int choose=scan.nextInt();System.out.print(请输入该进程的请求向量：);for (int i = 0; i resource; i+) reqi=scan.nextInt();/将请求向量存入数组boolean flag1 = (req0=needchoose0&req1=needchoose1&req2=needchoose2&req3=needchoose3&req4=needchoose4);boolean flag2 = (req0=available0&req1=available1&req2=available2&req3=available3&req4=available4); System.out.println(flag1); System.out.println(flag2);if(flag1)if(flag2)/判断请求向量是否小于可用资源数 for (int i = 0; i resource; i+) availablei=availablei-reqi; /改变可用资源数 分配资源allocationchoosei=allocationchoosei+reqi; /由于已分配资源 needchoosei=needchoosei-reqi; /改变所需资源数3int work=new int5;/资源种类数量大小的数组 用来构建available的数boolean finish1=new booleanprocess; /设置finish标志数组 for (int i = 0; i process; i+) finish1i=false;int array1=new intprocess;int num1=1;int count11=0; while(num1process)for (int i = 0; i process; i+) if(finish1i=false)if(needi0=work0&needi1=work1&needi2=work0&needi3=work3&needi4=work4)for (int j2 = 0; j2 resource; j2+) availablej2=availablej2+allocationij2;availablej2 = workj2;