银行家算法操作系统课程设计.doc

操作系统课程设计报告题目：银行家算法院 （系）： 计算机科学与工程专 业： 软件工程 班 级： 100605 学 生： 学 号： 指导教师： 2013年 1月目 录摘要3一、问题描述4二、概要设计42.1算法思路42.2银行家算法步骤42.3安全性算法步骤52.3各模块间的调用关键5三、详细设计531主要函数的核心代码532程序流程图6四、测试结果及分析94.1用例测试a94.2用例测试b94.3用例测试c94.4用例测试d94.5用例测试e10五、总结10六、附录源代码12银行家算法(西安工业大学计算机科学与工程学院，陕西西安，710021）摘 要银行家算法是避免死锁的重要算法，本文介绍了银行家酸价的包括算法思路、步骤，以及要用到的主要数据结构、函数模块及其之间的调用关系等。在概要设计的基础上，又给出了详细的算法设计，实现概要设计中定义的所有函数,对每个函数写出核心算法，并画出了流程图。接着对编码进行了测试与分析（并在最后附上Java编写的程序代码）。最后对整个设计过程进行了总结。关键词：安全状态 银行家算法 安全性算法 安全序列 流程图。Banker s AlgorithmAbstractBankers to avoid deadlock algorithm is an important algorithm, this paper introduces the bankers algorithm, including the steps of acid value, and to use the main data structure, function module and between the call relation. In the summary of the design basis, and gives a detailed algorithm design, design outline to achieve the definition of all functions, each function to write the core algorithms, and draw the flow chart. Then the coding are tested and analyzed ( and attached in the last Java program code ). The final design of the whole process are summarized.Key Words: safety security sequence bankers algorithm security algorithm flow chart.1、问题描述银行家算法是一种最具有代表性的避免死锁的算法。要解释银行家算法，必须先解释操作系统的安全状态和不安全状态。所谓安全状态，是指系统能按照某种进程顺序P1,P2,，Pn（称P1,P2,，Pn 序列为安全序列），来为每个进程Pi分配其所需资源，直至满足每个进程对资源的最大需求，使每个进程都可以顺利完成。安全状态一定没有死锁发生。如果系统无法找到这样一个安全序列，则称系统处于不安全状态。么，什么是安全序列呢？如果对每一个进程Pi(1in)，它以后尚需要的资源量不超过系统当前可利用的资源量与所有的进程Pj(j4-1-3-5-*此时刻资源分配情况* Number Name Max Allocation Need 0 p0 7 5 3 0 1 0 7 4 3 1 p1 3 2 2 2 0 0 1 2 2 2 p2 9 0 2 3 0 2 6 0 0 3 p3 2 2 2 2 1 1 0 1 1 4 p4 4 3 3 0 0 2 4 3 14.2 用例测试b：进程1发出请求Request(2,1,2)RequestNeed，请输入您要分配的资源进程号：1请输入进程1申请的资源：A类资源请求：2B类资源请求：1C类资源请求：2进程1申请的资源大于它所需要的资源。请求不合理，不予分配！4.3 用例测试c：进程0发出请求Request（5，3，2）RequestAvailable，不予分配请输入您要分配的资源进程号：0请输入进程0申请的资源：A类资源请求：5B类资源请求：3C类资源请求：2进程0申请的资源大于系统现在可利用的资源。不能给与分配！4.4用例测试d：进程1发出请求Request(1,0,2)可以分配请输入您要分配的资源进程号：1请输入进程1申请的资源：A类资源请求：1B类资源请求：0C类资源请求：2系统是安全的，安全序列为：2-4-1-3-5-*此时刻资源分配情况* Number Name Max Allocation Need 0 p0 7 5 3 0 1 0 7 4 3 1 p1 3 2 2 3 0 2 0 2 0 2 p2 9 0 2 3 0 2 6 0 0 3 p3 2 2 2 2 1 1 0 1 1 4 p4 4 3 3 0 0 2 4 3 14.5用例测试e：进程0发出请求Request(1,0,1)系统不安全。请输入您要分配的资源进程号：0请输入进程0申请的资源：A类资源请求：0B类资源请求：2C类资源请求：0系统不安全！系统不安全！系统不安全！5、总结在本程序代码中，总共有五个方法，一个是main方法，输入数据是用printFrame()函数来实现，输出结果是用print()函数来实现的，银行家算法用judge( )函数来实现，而安全性算法是用Safty()来实现的首先，输入欲申请资源的进程以及其所申请的资源数，存放在Request数组中。然后，判断进程请求的资源数是否大于其所需的资源数，若大于则报错并返回，若不大于则继续判断它是否大于系统在此时刻可利用的资源数，同样，如果大于则报错并反回，如果不大于则调用changedata( )函数来进行预分配，之后再调用安全型算法safty检查。最后，无论此次分配是否成功，我们都可以选择继续分配或者退出系统。总之，银行家算法是避免死锁的主要方法，其思路在很多方面都非常值得我们来学习借鉴。6、附录源代码import java.util.Scanner;public class Test int no1, no2;static int Max; /最大需求static int Allocation; /已分配资源数static int Need; /仍需资源数static int Available; /可利用资源数static String name1; static String name2; static boolean Finish; static int temp = 0 ; /存放安全序列static int work;static int Request;Scanner input = new Scanner(System.in);public static void main(String args) /主方法Test t = new Test();t.printFrame();t.Safty();t.judge();public void printFrame() /输入初始化数据System.out.print(请输入系统中进程的个数:);no1 = input.nextInt();System.out.print(请输入资源的种类数：);no2 = input.nextInt();Max = new intno1no2;Allocation = new intno1no2;Need = new intno1no2;Available = new intno2;name1 = new Stringno1;name2 = new Stringno2;int sum = new int3;for (int i = 0; i no1; i+) System.out.print(请输入进程 + i + 的名字:);name1i = input.next();for (int i = 0; i no2; i+) System.out.print(请输入资源 + i + 的名字:);name2i = input.next();for (int i = 0; i no1; i+) for (int j = 0; j no2; j+)System.out.print(请输入进程 + name1i + 的 + name2j+ 类资源最大需求量:);Maxij = input.nextInt();for (int i = 0; i no1; i+)for (int j = 0; j no2; j+) System.out.print(请输入进程 + name1i + 的 + name2j+ 类资源已占有资源量:);Allocationij = input.nextInt();Needij = Maxij - Allocationij;for (int i = 0; i no2; i+)System.out.print(请输入类资源 + name2i + 的可利用资源数：);Availablei = input.nextInt();for (int i = 0; i no2; i+)Availablei = Availablei - sumi; public void print() /打印輸出System.out.println(*此时刻资源分配情况*);System.out.println( Number Name Max Allocation Need);for (int i = 0; i no1; i+)System.out.print( + i + );System.out.print(name1i+ );for (int j = 0; j no2; j+) System.out.print(Maxij+ );for (int j = 0; j no2; j+) System.out.print( + Allocationij);for (int j = 0; j no2; j+) System.out.print( + Needij); System.out.println();System.out.print(各个类资源可利用的资源数分别为:);for (int j = 0; j no2; j+) System.out.print( + Availablej);System.out.println();public void Safty() /进行安全性检测Finish = new booleanno1;temp = new intno1;int i, k = 0, m, apply,j;/k为安全序列的序列数int flag = 0;work = new intno2;for (i = 0; i no2; i+) worki = Availablei;for (i = 0; i no1; i+) /当前执行换后，重第一个开始检测 apply = 0;for (j = 0; j no2; j+) if (Finishi = false & Needij = workj) apply+;if (apply = no2)for (m = 0; m no2; m+)workm = workm + Allocationim;/ 变分配数Finishi = true;tempk = i+1; /保存安全序列i = -1; /k+; for (i = 0; i no2; i+) if (Finishi = false) System.out.println(系统不安全！);else System.out.print(系统是安全的，安全序列为：); for (i = 0; i ); System.out.println(); print(); public void changdata(int i) /进行资源分配 int j;for (j = 0; j no2; j+) Availablej = Availablej - Requestj;Allocationij = Allocationij + Requestj;Needij = Needij - Requestj;void judge() /利用银行家算法对申请资源对进行判定Request = new intno2;char ch=y;int i = 0, j = 0;System.out.print(请输入您要分配的资源进程号：); for(j=0;jno1) System.out.println(输入错误，请重新输入:);continue; else break; System.out.println(请输入进程 + i + 申请的资源：);for (j = 0; j no2; j+)System.out.print(name2j + 类资源请求：); Requestj = input.nextInt(); / 输入需要申请的资源for (j = 0; j Needij) / 判断申请是否大于需求System.out.println(进程 + i + 申请的资源大于它所需要的资源);System.out.println(分配不合理，不予分配！);ch = n;break; else if (Requestj Availablej) / 判断申请是否大于当前资源System.out.println(进程 + i + 申请的资源大于系统现在可利用的资源。);System.out.println(不能给予分配！); ch = n;break; if (ch = y) changdata(i); / 根据进程需求量变换资源 Safty(); / 根据进程需求量进行银行家算法判断 System.out.println(请输入您所要进行的操作：1：继续分配 2：退出);for(i=0;i5;i+) int choice = input.nextInt(); if (choice = 1) judge(); else if (choice = 2) System.exit(0); else System.out.println(输入错误，请重新输入：);System.out.println(错误太多系统退出！);System.exit(0); 袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈