银行家算法实验报告.doc

2011-2012学年第一学期计算机操作系统实验报告专 业：计算机科学与技术班 级：学 号：姓 名：提交日期：实验三 银行家算法模拟【开发语言及实现平台或实验环境】C+/C#Microsoft Visual Studio 6.0/ Microsoft Visual Studio .NET 2003【实验目的】（1）进一步理解利用银行家算法避免死锁的问题；（2）在了解和掌握银行家算法的基础上，编制银行家算法通用程序，将调试结果显示在计算机屏幕上，再检测和笔算的一致性。（3）理解和掌握安全序列、安全性算法【实验要求】（1）了解和理解死锁；（2）理解利用银行家算法避免死锁的原理；（3）会使用某种编程语言。【实验原理】一、安全状态指系统能按照某种顺序如(称为序列为安全序列)，为每个进程分配所需的资源，直至最大需求，使得每个进程都能顺利完成。 二、银行家算法假设在进程并发执行时进程i提出请求j类资源k个后，表示为Requestij=k。系统按下述步骤进行安全检查：（1）如果RequestiNeedi则继续以下检查，否则显示需求申请超出最大需求值的错误。（2）如果RequestiAvailable则继续以下检查，否则显示系统无足够资源，Pi阻塞等待。（3）系统试探着把资源分配给进程Pi，并修改下面数据结构中的数值： Availablej=Availablej-Requestij; Allocationi,j=Allocationi,j+Requestij; Needi,j=Needi,j-Requestij;（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。若安全，才正式将资源分配给进程Pi，以完成本次分配；否则， 将本次的试探分配作废，恢复原来的资源分配状态，让进程Pi等待。三、安全性算法（1）设置两个向量： 工作向量Work: 它表示系统可提供给进程继续运行所需的各类资源数目，它含有m个元素，在执行安全算法开始时，Work=Available; 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， 再令Finishi=true。（2）从进程集合中找到一个能满足下述条件的进程： Finishi=false; Needi,jWorkj； 若找到， 执行步骤(3)， 否则，执行步骤(4)。（3）当进程Pi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： Workj=Worki+Allocationi,j; Finishi=true; go to step 2; （4）如果所有进程的Finishi=true都满足， 则表示系统处于安全状态；否则，系统处于不安全状态。【实验步骤】参考实验步骤如下：（1）参考图1-1所示流程图编写安全性算法。NY所有finish都为true？输出安全序列NYN存在Finishi =false&Needij Needij出错返回：return(error)Requestij Availablej出错返回：(进程阻塞)return(error)Availablej = Availablej RequestijAllocationij= Allocationij + RequestijNeedij = Needij Requestij假定分配：输入初始参数（资源分配及请求情况）开始 假定分配之后，系统安全吗？申请成功。输出各种数据的变化图1-2银行家算法流程图【参考代码】部分参考代码如下：#include #include #define M 3 /资源的种类数#define N 5 /进程的个数void output(int iMaxNM,int iAllocationNM,int iNeedNM,int iAvailableM,char cNameN); /统一的输出格式bool safety(int iAllocationNM,int iNeedNM,int iAvailableM,char cNameN);bool banker(int iAllocationNM,int iNeedNM,int iAvailableM,char cNameN);void main()int i,j;/当前可用每类资源的资源数int iAvailableM=3,3,2;/系统中N个进程中的每一个进程对M类资源的最大需求int iMaxNM=7,5,3,3,2,2,9,0,2,2,2,2,4,3,3;/iNeedNM每一个进程尚需的各类资源数/iAllocationNM为系统中每一类资源当前已分配给每一进程的资源数int iNeedNM,iAllocationNM=0,1,1,2,0,0,3,0,2,2,1,1,0,0,2;/进程名char cNameN=a,b,c,d,e;bool bExitFlag=true; /退出标记char ch; /接收选择是否继续提出申请时传进来的值bool bSafe; /存放安全与否的标志/计算iNeedNM的值for(i=0;iN;i+)for(j=0;jM;j+)iNeedij=iMaxij-iAllocationij;/输出初始值output(iMax,iAllocation,iNeed,iAvailable,cName);/判断当前状态是否安全bSafe=safety(iAllocation,iNeed,iAvailable,cName);/是否继续提出申请while(bExitFlag)coutnch;switch(ch) case y: /cout调用银行家算法;bSafe=banker(iAllocation,iNeed,iAvailable,cName);if (bSafe) /安全，则输出变化后的数据output(iMax,iAllocation,iNeed,iAvailable,cName);break; case n: cout退出。n; bExitFlag=false; break; default: cout输入有误，请重新输入：n;/输出void output(int iMaxNM,int iAllocationNM,int iNeedNM,int iAvailableM,char cNameN)int i,j;coutnt Max tAllocationt Need t Availableendl;couttA B CtA B CtA B Ct A B Cendl;for(i=0;iN;i+)coutcNameit;for(j=0;jM;j+)coutiMaxij ;coutt;for(j=0;jM;j+)coutiAllocationij ;coutt;for(j=0;jM;j+)coutiNeedij ;coutt;cout ;/Available只需要输出一次if (i=0)for(j=0;jM;j+)coutiAvailablej ;coutendl;/安全性算法，进行安全性检查；安全返回true，并且输出安全序列，不安全返回false，并输出不安全的提示；bool safety(int iAllocationNM,int iNeedNM,int iAvailableM,char cNameN)/请同学们自己完成int WorkM;for(int i=0;iM;i+)Worki=iAvailablei;bool FinishN=false,false,false,false,false;bool flag;coutendl安全序列为：endl;for(int k=0;kN;k+)for(int i=0,j;iN;i+)flag=true;if(!Finishi)for(j=0;jWorkj)flag=false;if(flag)cout cNamei ;for(j=0;jM;j+)Workj=Workj+iAllocationij;Finishi=true;for(int n=0;nN;n+)if(!Finishn)return false;return true;/安全返回true，不安全返回falsebool banker(int iAllocationNM,int iNeedNM,int iAvailableM,char cNameN)/请同学们自己完成char process;int RequestM;couta进程 b进程 c进程 d进程 e进程endl;coutprocess;int j;switch(process)case a: j=0;break;case b: j=1;break;case c: j=2;break;case d: j=3;break;case e: j=4;break;cout请输入该进程所申请的资源序列为:endl;for(int i=0,a;ia;Requesti=a;cout进程process申请的资源序列为 Request ;for(int i=0;iM;i+)coutRequesti, ;coutendl;for(int k=0;kiNeedjk)cout资源申请超过了其最大需求量endl;return false;for(int k=0;kiAvailablek)cout资源申请超过了系统提供的资源endl;return false;int AvaM,AlloM,NedM;for(int i=0;iM;i+)Avai=iAvailablei;Alloi=iAllocationji;Nedi=iNeedji;for(int n=0;nM;n+)iAvailablen=iAvailablen-Requestn;iAllocationjn=iAllocationj