银行家算法课程设计.doc

银行家算法的模拟1 实验目的银行家算法是避免死锁的一种重要方法。通过编写一个模拟动态资源分配 的银行家算法程序，进一步深入理解死锁、产生死锁的必要条件、安全状态等重要概念，并掌握避免死锁的具体实施方法2 任务及要求编程序模拟银行家算法,要求能体现算法的全过程3 算法及数据结构3.1 算法的整体思想银行家算法又称“资源分配拒绝”法，其基本思想是，系统中的所有进程放入进程集合，在安全状态下系统受到进程的请求后试探性的把资源分配给他，现在系统将剩下的资源和进程集合中其他进程还需要的资源数做比较，找出剩余资源能满足最大需求量的进程，从而保证进程运行完成后还回全部资源。这时系统将该进程从进程集合中将其清除。此时系统中的资源就更多了。反复执行上面的步骤，最后检查进程的集合为空时就表明本次申请可行，系统处于安全状态，可以实施本次分配，否则，只要进程集合非空，系统便处于不安全状态，本次不能分配给他。请进程等待3.2 主函数模块 3.2.1 功能用于程序与用户的交互操作，由用户选择模拟实验的算法，并执行相应的算法 3.2.2 数据结构 void main() 3.2.3 算法 void main() int i,j; inputdata(); for(i=0;i=M) cout错误提示：经安全性检查发现，系统的初始状态不安全！nendl; else cout提示：经安全性检查发现，系统的初始状态安全！endl; bank(); 3.3 数据输入模块 3.3.1 功能 系统由此输入数据，并检测输入的数据是否超过了系统最大的进程数或最大数据种类。 3.3.2 数据结构 void inputdata() 3.3.3 算法 void inputdata()int i=0,j=0,p; cout请输入总进程数:M; if (MW) coutendl总进程数超过了程序允许的最大进程数，请重新输入:W); coutendl; cout请输入资源的种类数:N; if (NR)coutendl资源的种类数超过了程序允许的最大资源种类数，请重新输入:R); coutendl; cout请依次输入各类资源的总数量，即设置向量all_resource:endl; for(i=0;iALL_RESOURCEi; coutendl; cout请依次输入各进程所需要的最大资源数量，即设置矩阵max:endl; for (i=0;iM;i+) for (j=0;jMAXij; if (MAXijALL_RESOURCEj) coutendl该最大资源数量超过了声明的该资源总数,请重新输入:ALL_RESOURCEj); coutendl; cout请依次输入各进程已经占据的各类资源数量，即设置矩阵allocation:endl; for (i=0;iM;i+) for (j=0;jALLOCATIONij; if (ALLOCATIONijMAXij)coutendl已占有的资源数量超过了声明的最大资源数量,请重新输入:MAXij); coutendl; for (i=0;iM;i+) for(j=0;jN;j+) NEEDij=MAXij-ALLOCATIONij; for (j=0;jN;j+) p=ALL_RESOURCEj; for (i=0;iM;i+) p=p-ALLOCATIONij; AVAILABLEj=p; if(AVAILABLEj0) AVAILABLEj=0; 3.4 数据显示模块 3.4.1 功能 显示系统运行过程中数据的变化，并显示出系统所需数据。 3.4.2 数据结构 void showdata() 3.4.3 算法 void showdata() int i,j; cout各种资源的总数量，即向量all_resource为:endl; cout ; for (j=0;jN;j+) cout 资源j: ALL_RESOURCEj; coutendlendl; cout当前系统中各类资源的可用数量，即向量available为:endl; cout ; for (j=0;jN;j+) cout 资源j: AVAILABLEj; coutendlendl; cout各进程还需要的资源数量，即矩阵need为:endlendl; for (i=0;iM;i+) cout进程Pi: ; for (j=0;jN;j+) coutNEEDij ; coutendl; coutendl; cout各进程已经得到的资源量，即矩阵allocation为: endlendl; for (i=0;iM;i+) cout进程Pi: ; for (j=0;jN;j+) coutALLOCATIONij ; coutendl; coutendl; 3.5 安全检查模块 3.5.1 功能 检测系统的运行过程中系统是否安全。 3.5.2 数据结构 int chksec(int s) 3.5.3 算法 int chksec(int s) int WORK,FINISHW; int i,j,k=0; for(i=0;iM;i+)FINISHi=FALSE; for(j=0;jN;j+) WORK=AVAILABLEj; i=s; doif(FINISHi=FALSE&NEEDij=WORK)WORK=WORK+ALLOCATIONij; FINISHi=TRUE; i=0; else i+; while(iM); for(i=0;iM;i+) if(FINISHi=FALSE) return 1; return 0; 3.6 资源检测模块 3.6.1 功能 检测系统分配的资源是否合理， 3.6.2 数据结构 void bank(); 3.6.3 算法 void bank() int i=0,j=0; char flag=Y; while(flag=Y|flag=y) i=-1; while(i=M) cout请输入需申请资源的进程号（从P0到PM-1，否则重新输入!）:; couti; if(i=M) cout输入的进程号不存在，重新输入!endl; cout请输入进程Pi申请的资源数:endl; for (j=0;jN;j+) cout 资源jRequestj; if(RequestjNEEDij) cout进程Pi申请的资源数大于进程Pi还需要j类资源的资源量!; cout申请不合理，出错!请重新选择!endlAVAILABLEj) cout进程Pi申请的资源数大于系统可用j类资源的资源量!; cout申请不合理，出错!请重新选择!endl; flag=N; break; if(flag=Y|flag=y) changdata(i); if(chksec(i) coutendl; cout该分配会导致系统不安全! 本次资源申请不成功，不予分配!endl; coutendl; restoredata(i); else coutendl; cout经安全性检查，系统安全，本次分配成功，且资源分配状况如下所示：endl; coutendl;showdata(); if(chkmax(i)cout在资源分配成功之后，由于该进程所需的某些资源的最大需求量已经满足，endl; cout因此在进程结束后系统将回收这些资源！endl; cout在资源收回之后，各进程的资源需求和分配情况如下所示：endl;showdata(); coutendl; coutflag; 4 实验结果及分