银行家算法C语言实现-课程设计

银行家算法银行家算法C C语言实现语言实现 课程设计课程设计 编编程模程模拟实现拟实现生生产产者者 消消费费者者问题问题 一 实验目的与实验项目介绍 银行家算法是最有代表性的避免死锁的算法 由于该算法能用于银行系统现金贷款的发 放而得名 其实现思想是 允许进程动态地申请资源 系统在每次实施资源分配之前 先 计算资源分配的安全性 若此次资源分配安全 即资源分配后 系统能按某种顺序来为每 个进程分配其所需的资源 直至最大需求 使每个进程都可以顺利地完成 便将资源分 配给进程 否则不分配资源 让进程等待 实验的目的 1 加深对死锁概念的理解 2 能够利用银行家算法 有效避免死锁的发生 或检测死锁的存在 二 实验项目方案设计 1 定义银行家算法中的数据结构available allocation need 等 利用定义的全局变量来进行函数间值的传递 2 此实验通过3个函数实现 a 主函数 main b 安全检测函数 check c 输出函数 print 3 主函数 main 的实现 输入已知条件 利用安全检测函数检测已知的进程分配情况是否 为安全状况 如果为安全 则输入需请求资源的进程号和所需资源数 否则结束主函数 reqi 为进程i的请求向量 进行银行家算法 1 如果reqi j need i j 则认为出错 输出请求的资源 数超过它所需的最大数 否则执行 2 2 如果reqi j available i j 则输出尚无足够的资源 否则执行 3 3 系统试探着把资源分配给进程i 并修改下面数据结构中的数值 available j available j reqi j allocation i j allocation i j reqi j need i j need i j reqi j 并且保存修改前的数值 4 系统执行安全性算法 如果不安全则还原 3 中保存的avai lable j allocation i j need i j 的值 最后输入是否要继续 如继续则转至前面的输入请求资源的进程号 否则退出 4 安全检测函数 check 1 设置两个向量work和finish work available 表示系统可提供给进程继续运行所需的各类资源数目 finish表示系统是否有 足够的资源分配给进程 使之完成 开始时先做finish i false 当有足够资源分配给进程时 再令finish i true 2 从进程集合中找到一个能满足下述条件的进程 a finish i false b need i j work j 若找到 执行 3 否则 执行 4 3 当进程i获得资源后 可顺利执行 直到完成 并释放出分配给它的资源 故应执行 work j work j allocation i j finish i true a v i 记录安全序列 go to step 2 4 如果所有进程的finish i true都满足 则表示系统处于安全状态 输出安全序列 否则 系统处于不安全状态 5 输出函数 print 利用循环体输出各进程号 已分配的资源数数 仍需要的资源数 剩余的可用资源数 三 实验实施步骤 1 在TC上新建一个文件 并保存为bank1 在编辑界面中输入以下代码 define M 50 int allocation M M need M M available M 定义全局变量 int n m r main void check void print int i j p 0 q 0 int req M allocation1 M M need1 M M available1 M printf Please input the sum of processes scanf d 输入进程总数 printf Please input the sum of kinds scanf d 输入资源种类总数 printf Please input the known condition n printf Allocation n for i 0 i n i for j 0 j m j scanf d 输入已知的进程已分配资源数 printf Need n for i 0 i n i for j 0 j m j scanf d 输入已知的进程还需要的资源数 printf Available n for i 0 i m i scanf d 输入已知的可用资源数 print 输出各已知条件 check 检测已知的状态是否安全 if r 1 如果已知的状态安全则执行以下代码 do printf nplease input the NO of process scanf d 输入请求资源的进程号 printf please input the resources of request A B C for j 0 j m j scanf d 输入该进程所需的资源数 p 0 q 0 for j 0 jneed i j p 1 判断请求是否超过它所宣布的最大资源数 if p printf The resources of request have been beyond the max number needed else for j 0 javailable j q 1 判断请求是否超过可用资源数 if q printf There are not enough available resources else for j 0 j m j 请求满足条件86 银行家算法C语言实现 available1 j available j 保存原已分配的资源数 allocation1 i j allocation i j 仍需要的资源数 和可用的 need1 i j need i j 资源数 available j available j req j 系统尝试把资源分配 allocation i j allocation i j req j 给请求的进程 need i j need i j req j print check 进行安全检测 if r 0 分配后状态不安全 for j 0 j m j available j available1 j 还原分配前的已分配的资 allocation i j allocation1 i j 源数 仍需要的资源数 need i j need1 i j 和可用的资源数 printf return n print printf nDo you want to continue y or n n 判断是否继续进行资源分配 while getch y void check 检测函数 int k f v 0 i j int work M a M finish M r 1 for i 0 i n i finish i 0 初始化各进程均没得到足够资源并完成 for i 0 i m i work i available i 用work i 表示可提供进程继续运行的各类资源数 k n do for i 0 i n i if finish i 0 f 1 for j 0 jwork j f 0 if f 1 找到还没完成的且需求数小于可提供进程继续运行的 finish i 1 资源数的进程 a v i 记录安全序列 for j 0 j0 f 1 for i 0 i n i 判断是否所有的进程都完成 if finish i 0 f 0 break if f 0 若有进程没完成 则为不安全状态 printf This is unsafe n r 0 else 否则为安全状态 printf This is safe and the safe number is for i 0 i n i printf d a i 输出安全序列 void print 输出函数 int i j int process M printf Process t Allocation t Need n 系统免费 printf 2d need i j printf n printf Available n for i 0 i m i printf 2d available i printf n 运行以上程序代码 其中一种输出结果如下 银行家算法C语言实现 四 实验小结与心得 1 银行家算法的关键在于安全性算法 n遍检测所有进程后 如系统处于安全状态 一定能 使n个进程都完成 2 要注意当系统试探着把资源分配给进程后 如此时检测到系统处于不安全状态 则此时 系统不把资源分配给该进程 请联系 这时要还原尝试分配时所改变的各数据结构中的数值 3 刚开始做这个课程设计时不知道从哪里入手 后来到图书馆和网上查了些资料 觉得并不难 但是真正做起来才发现很多细节问题都忘了考虑 银行家算法中可能出现的 情况比较多 所以需要考虑的方面也比较多 经过了反复的思考和多次的修改才得出了以上 的结果 通过这次的课程设计 对银行家算法有了更深的认识 并能掌握其设计思想 这两 个程序都可以 bank是事先确定好已知的allocation need available 输入简单 bank1怎没固定已知条件中的allocation need available 须手动输入 但适用更广 define M 50 int allocation M M need M M available M int n m r main void check void print int i j p 0 q 0 int req M allocation1 M M need1 M M available1 M printf Please input the sum of processes scanf d for j 0 j m j scanf d printf Available n for i 0 i m i scanf d print check if r 1 do printf nplease input the NO of process scanf d printf please input the resources of request A B C for j 0 j m j scanf d p 0 q 0 for j 0 jneed i j p 1 if p printf The resources of request have been beyond the max number needed else for j 0 javailable j q 1 if q printf There are not enough available resources else for j 0 j m j available1 j available j allocation1 i j allocation i j need1 i j need i j available j available j req j allocation i j allocation i j req j need i j need i j req j print check if r 0 for j 0 j m j available j available1 j allocation i j allocation1 i j need i j need1 i j printf return n print printf nDo you want to continue y or n while getch y void check int k f v 0 i j int work M a M finish M r 1 for i 0 i n i finish i 0 for i 0 i m i work i available i k n do for i 0 i n i if finish i 0 f 1 for j 0 jwork j f 0 if f 1 finish i 1 a v i for j 0 j0 f 1 for i 0 i n i if finish i 0 f 0 break if f 0 printf This is unsafe n r 0 else printf This is safe and the safe number is for i 0 i n i printf d a i void print int i j int process M printf Process t Allocation t Need n for i 0 i n i process i i printf n printf Available n for i 0 i m i printf 2d available i printf n include define m 3 define n 5 struct REQUEST int x int requ m req int allocation1 n m need1 n m available1 m int r t void check int allocation m int available m int need m void print int allocation m int available m int need m main int i j p 0 q 0 int allocation n m 0 1 0 2 0 0 3 0 2 2 1 1 0 0 2 int need n m 7 4 3 1 2 2 6 0 0 0 1 1 4 3 1 int available m 3 3 2 print allocation available need check allocation available need if t 1 do printf nplease input the NO of process scanf d r req x printf please input the resouces of request A B C for j 0 j m j scanf d p 0 q 0 for j 0 jneed r j p 1 if p printf nThe resouces of request have been beyond the max number needed else for j 0 javailable j q 1 if q printf nThere are not enough available resouces else for j 0 j m j available1 j available j allocation1 r j allocation r j need1 r j need r j available j available j req requ j allocation r j allocation r j req requ j need r j need r j req requ j print allocation available need check allocation available need if t 0 for j 0 j m j allocation r j allocation1 r j need r j need1 r j available j available1 j printf return n print allocation