java实现银行家算法.doc

实验名称 银行家算法一、实验目的用高级语言编写和调试一个银行家算法程序，并可以利用银行家算法模拟分配资源以及进行安全性检查。加深对银行家算法的理解。二、实验指导1. 银行家算法中的数据结构 (1) 可利用资源向量Available。这是一个含有m个元素的数组，其中的每一个元素代表一类可利用的资源数目，其初始值是系统中所配置的该类全部可用资源的数目，其数值随该类资源的分配和回收而动态地改变。如果Availablej=K，则表示系统中现有Rj类资源K个。(2) 最大需求矩阵Max。这是一个nm的矩阵，它定义了系统中n个进程中的每一个进程对m类资源的最大需求。如果Maxi,j=K，则表示进程i需要Rj类资源的最大数目为K。(3) 分配矩阵Allocation。这也是一个nm的矩阵，它定义了系统中每一类资源当前已分配给每一进程的资源数。如果Allocationi,j=K，则表示进程i当前已分得Rj类资源的数目为K。(4) 需求矩阵Need。这也是一个nm的矩阵，用以表示每一个进程尚需的各类资源数。如果Needi,j=K，则表示进程i还需要Rj类资源K个，方能完成其任务。 Needi,j=Maxi,j-Allocationi,j 2. 银行家算法设Requesti是进程Pi的请求向量，如果Requestij=K，表示进程Pi需要K个Rj类型的资源。当Pi发出资源请求后，系统按下述步骤进行检查：(1) 如果RequestijNeedi,j，便转向步骤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RequestijAvailablej，便转向步骤(3)；否则， 表示尚无足够资源，Pi须等待。 (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。3. 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。 三、提示 可以用下面的数据作为测试数据假定系统中有五个进程P0, P1, P2, P3, P4和三类资源A, B, C，各种资源的数量分别为10、5、7，在T0时刻的资源分配情况如图2-1 所示。 图2-1 T0时刻的资源分配表请求序列（1）P1发出请求向量Request1(1，0，2)（2）P4发出请求向量Request4(3，3，0)（3）P0发出请求向量Requst0(0，2，0)附源代码：import java.util.Scanner;public class BankerCalculate public static int p;/进程数量public static int Sourse;/系统各种资源的总量public static int Max; / 最大需求矩阵public static int Allocation;/ 每个进程现在所分配的各种资源类型的实例数量public static int Available; / 可利用资源向量，即每种资源的现有实例数public static int Need; / 每个进程还需要的剩余资源public static int Work; / 系统可供给进程的各类资源数量public static int _Work;/存放每一次分配资源前的Workpublic static boolean Finish; / 标志一个进程是否可以得到其所需要是资源public static int Request; / 进程对每个资源的实例数的请求数量public static int flag = 0;BankerCalculate() Sourse = new int 10, 5, 7 ;Max = new int 7, 5, 3 , 3, 2, 2 , 9, 0, 2 , 2, 2, 2 , 4, 3, 3 ;Allocation = new int 0, 1, 0 , 2, 0, 0 , 3, 0, 2 , 2, 1, 1 , 0, 0, 2 ;Available = new intSourse.length;Need = new intMax.lengthSourse.length;for (int m = 0; m 3; m+)Availablem = Soursem - Allocation0m - Allocation1m - Allocation2m - Allocation3m - Allocation4m;for (int i = 0; i 5; i+) /计算need的值 for (int j = 0; j 3; j+) Needij = Maxij - Allocationij;p = new int100;Work = new int100;_Work = new int100100;Request = new int100;Finish = new boolean100;BankerCalculate.Print(-1);public static void Print(int p) if (p = -1) System.out.println(-初始资源分配情况-);System.out.println( Max Allocation Need Available);System.out.println( A B C A B C A B C A B C);System.out.print(P0 );for (int j = 0; j 3; j+)System.out.print(Max0j + );System.out.print( );for (int j = 0; j 3; j+)System.out.print(Allocation0j + );System.out.print( );for (int j = 0; j 3; j+)System.out.print(Need0j + );System.out.print( );for (int j = 0; j 3; j+)System.out.print(Availablej + );System.out.println();for (int i = 1; i 5; i+) System.out.print(P + i + );for (int j = 0; j 3; j+)System.out.print(Maxij + );System.out.print( );for (int j = 0; j 3; j+)System.out.print(Allocationij + );System.out.print( );for (int j = 0; j 3; j+)System.out.print(Needij + );System.out.println();else if (flag = 0) System.out.println(-请求资源后分配情况-);System.out.println( Work Need Allocation Work+Allocation Finish);System.out.println( A B C A B C A B C A B C);flag = 1;if (flag = 1) System.out.print(P+p+ );for (int j = 0; j 3; j+)System.out.print(_Workpj + );System.out.print( );for (int j = 0; j 3; j+)System.out.print(Needpj + );System.out.print( );for (int j = 0; j 3; j+)System.out.print(Allocationpj + );System.out.print( );for (int j = 0; j 3; j+)System.out.print(_Workpj+Allocationpj) + );System.out.print( +Finishp);System.out.println();public static boolean can(int a, int i, int b) int j;for (j = 0; j bj)return false;return true;public static boolean Security_check() boolean run = true;int count = 0,procedure = 0;for (int j = 0; j Sourse.length; j+)/对work进行初始化Workj = Availablej;for (int m = 0; m Max.length; m+)/对finish进行初始化Finishm = false;while (run) for (int i = 0; i Max.length; i+) count+; if (Finishi = false & can(Need, i, Work) = true) count-; Finishi = true; pprocedure = i; procedure+; for(int j = 0; j Sourse.length; j+) _Workij = Workj; for (int j = 0; j Sourse.length; j+) Workj = Workj + Allocationij; if(count=Max.length) run=false; else run = true; count=0; for (int i = 0; i Max.length; i+)if (Finishi = false) System.out.println(找不到一个安全序列,系统处于不安全状态。);return false;System.out.println(存在一个安全序列，系统处于安全状态，可为其分配资源。);return true;public static void SourseRequest() boolean run = true,run1 = true;while(run) Scanner s = new Scanner(System.in);System.out.println(第几个进程需要请求资源？);int id = s.nextInt() - 1;if(id = Max.length) System.out.println(不存在此进程！请重新输入。);else while(run1) run = false;int count = 0;System.out.println(请依次输入此进程所请求的每类资源数：);for(int i = 0; i Sourse.length; i+) Scanner a = new Scanner(System.in);Requesti = a.nextInt();for(int i = 0; i Needidi) System.out.println(第+(i+1)+类资源请求量超出最大值！无效。);count+;if(count 0)run1 = true;if(count = 0) run1 = false;for (int k = 0;k Sourse.length;k+) Availablek = Availablek - Requestk; Allocationidk = Alloc