银行家算法课程设计报告.doc

计算机操作系统课程设计报告书 选题：银行家算法模拟姓名： 包玉霞 学号： 101306101 班级： 软件1001 指导老师： 徐向英 2012年6月 目录一. 课程设计目的二. 课题内容三. 设计思路四. 源代码五. 运行与测试 六. 心得体会 1.设计目的 计算机系统中有很多资源，在多道程序设计环境中，若干程序往往要共享这些资源，而一个进程所需的资源不止一个，这样，系统就会容易发生死锁现象。然而系统产生死锁不仅浪费大量的系统资源，甚至导致整个系统的崩溃，带来灾难性的后果。而银行家算法是最具有代表性的避免死锁的一种重要方法，如果在并发执行的进程中能够寻找一个安全序列，则系统按照此序列分配资源，系统就不会产生死锁现象。2.课题内容1复习银行家算法，设计一个具有若干（不少于3种）资源和若干（不少于5个）进程的系统。2定义系统的初始状态，即进程获得的资源数，还需要的资源数以及系统可用的资源数。3以用户输入的方式提出资源请求，并用银行家算法避免可能发生的死锁，若系统安全，允许用户继续申请资源。4设计的系统要求结构清晰，与用户的交互界面友好，能动态地实现资源的申请和分配。3.设计思路银行家算法可分为几个主要的功能模块，其描述如下：1.初始化由用户输入数据，分别对运行的进程数、总的资源种类数、总资源数、各进程所需要的最大资源数量（Max），已分配的资源数量赋值。初始化算法流程图： 2.安全性检查算法(1)设置两个工作向量Work=AVAILABLE;FINISH=false;(2)从进程集合中找到一个满足下述条件的进程，FINISH=false;NEED=Work;如找到，执行(3)；否则，执行(4)(3)设进程获得资源，可顺利执行，直至完成，从而释放资源。Work+=ALLOCATION;Finish=true;(4).如所有的进程Finish= true，则表示安全；否则系统不安全。安全性算法流程图： 3.银行家算法在避免死锁的方法中，所施加的限制条件较弱，有可能获得令人满意的系统性能。在该方法中把系统的状态分为安全状态和不安全状态，只要能使系统始终都处于安全状态，便可以避免发生死锁。银行家算法的基本思想是分配资源之前,判断系统是否是安全的;若是,才分配。它是最具有代表性的避免死锁的算法。设进程j提出请求REQUEST i，则银行家算法按如下规则进行判断。(1).如果REQUEST j i= NEEDji，则转(2)；否则，出错。(2).如果REQUEST j i= AVAILABLEji，则转(3)；否则，出错。(3).系统试探分配资源，修改相关数据： AVAILABLEi-=REQUESTji; ALLOCATIONji+=REQUESTji;NEEDji-=REQUESTji;银行家算法流程图：4.源代码#include#include#include#define FALSE 0 #define TRUE 1 #define W 10#define R 20int M ; /总进程数int N ; /资源种类int ALL_RESOURCEW;/各种资源的数目总和int MAXWR; /M个进程对N类资源最大资源需求量int AVAILABLER; /系统可用资源数int ALLOCATIONWR; /M个进程已经得到N类资源的资源量int NEEDWR; /M个进程还需要N类资源的资源量int RequestR; /请求资源个数void showdata() /函数showdata,输出资源分配情况 int i,j; printf(nn各种资源的总数量(all):n); for (j=0;jN;j+) printf( 资源 %d: %dn,j+1,ALL_RESOURCEj); printf(nn); printf(系统目前各种资源可用的数为(available):n); for (j=0;jN;j+) printf( 资源 %d: %dn, j+1, AVAILABLEj); printf(nn); printf(各进程还需要的资源量(need):nn); printf( 进程 ); for(i=0;iN;i+) printf( 资源%d ,i+1); printf(n); for (i=0;iM;i+) printf(进程p%d：,i+1); for (j=0;jN;j+) printf( %d ,NEEDij); printf(n); printf(nn); printf( 各进程已经得到的资源量(allocation): nn); printf( 进程 ); for(i=0;iN;i+) printf( 资源%d ,i+1); printf(n); for (i=0;iM;i+) printf(进程p%d: ,i+1); for (j=0;jN;j+)printf( %d ,ALLOCATIONij); printf(n); printf(n); void changdata(int k) /函数changdata,改变可用资源和已经拿到资源和还需要的资源的值 int j; for (j=0;jN;j+) AVAILABLEj=AVAILABLEj-Requestj; ALLOCATIONkj=ALLOCATIONkj+Requestj; NEEDkj=NEEDkj-Requestj;void rstordata(int k) /函数rstordata,恢复可用资源和已经拿到资源和还需要的资源的值int j; for (j=0;jN;j+) AVAILABLEj=AVAILABLEj+Requestj; ALLOCATIONkj=ALLOCATIONkj-Requestj; NEEDkj=NEEDkj+Requestj;int chkerr(int s) /函数chkerr,检查是否安全 int WORK,FINISHW; int i,j,k=0; for(i=0;iM;i+)FINISHi=FALSE; for(j=0;jN;j+) WORK=AVAILABLEj; i=s; do if(FINISHi=FALSE&NEEDij=WORK) WORK=WORK+ALLOCATIONij; FINISHi=TRUE; i=0; else i+; while(iM); for(i=0;iM;i+) if(FINISHi=FALSE) printf(n); printf( 系统不安全! 本次资源申请不成功!n); printf(n); return 1; printf(n); printf( 经安全性检查，系统安全，本次分配成功。n); printf(n); return 0; void bank() /银行家算法 int i=0,j=0; char flag=Y; while(flag=Y|flag=y) i=-1; while(i=M) printf( 请输入需申请资源的进程号（从P1到P%d，否则重输入!）:,M); printf(p); scanf(%d,&i); if(iM)printf( 输入的进程号不存在，重新输入!n); printf( 请输入进程P%d申请的资源数:n,i); for (j=0;jNEEDi-1j) /若请求的资源数大于进程还需要i类资源的资源量j printf( 进程P%d申请的资源数大于进程P%d还需要%d类资源的资源量!,i,i,j); printf(申请不合理，出错!请重新选择!nn); flag=N; break; else if(RequestjAVAILABLEj) /若请求的资源数大于可用资源数 printf(进程P%d申请的资源数大于系统可用%d类资源的资源量!,i,j); printf(申请不合理，出错!请重新选择!nn); flag=N; break; if(flag=Y|flag=y) changdata(i-1); /调用changdata(i)函数，改变资源数 if(chkerr(i-1) /若系统安全 rstordata(i-1); /调用rstordata(i)函数，恢复资源数 showdata(); /输出资源分配情况 else /若系统不安全 showdata(); /输出资源分配情况 else /若flag=N|flag=n showdata(); printf(n); printf(是否继续银行家算法演示,按Y或y键继续,按N或n键退出演示: ); scanf(%c,&flag); void main() /主函数 int i=0,j=0,p; printf( * n); printf( 银行家算法的模拟实现 n); printf( * nn); printf(请输入总进程数:); scanf(%d,&M); printf(请输入总资源种类:); scanf(%d,&N); printf(请输入总资源数(all_resource):); for(i=0;iN;i+) scanf(%d,&ALL_RESOURCEi); printf(依次输入各进程所需要的最大资源数量(max):n); for (i=0;iM;i+) for (j=0;jALL_RESOURCEj) printf(n占有资源超过了声明的该资源总数,请重新输入!n); while (MAXijALL_RESOURCEj); printf(依次输入各进程已经占据的资源数量(allocation):n); for (i=0;iM;i+) for (j=0;jMAXij) printf(n占有资源超过了声明的最大资源,请重新输入n); while (ALLOCATIONijMAXij); /初始化资源数量 for (j=0;jN;j+) p=ALL_RESOURCEj; for (i=0;iM;i+) p=p-ALLOCATIONij;/减去已经被占据的资源 AVAILABLEj=p; if(AVAILABLEj0) AVAILABLEj=0; for (i=0;iM;i+) for(j=0;jN;j+) NEEDij=MAXij-ALLOCATIONij; showdata();bank();5.运行与测试 系统中的进程和资源数：系统目前可用资源和各进程所需资源：资源申请：安全性检测:下一次的资源申请：6.心得体会 一周的操作系统课程设计，我学到了很多课本上没有的知识。想要完