操作系统实验报告之银行家算法和随机算法实现资源分配

操作系统实验三：银行家算法时间：2013-12-13地点：计算机实验机房2实验人：朱蓉蓉学号：E01114336本次实验主要针对银行家算法的实现和安全序列的检测银行家算法实验代码：#include<iostream>#include<string.h>#include<stdio.h>#defineFalse0#defineTrue1usingnamespacestd;intMax[100][100]={0};//各进程所需各类资源的最大需求intAvaliable[100]={0};//系统可用资源charname[100]={0};//资源的名称intAllocation[100][100]={0};//系统已分配资源intNeed[100][100]={0};//还需要资源intRequest[100]={0};//请求资源向量inttemp[100]={0};//存放安全序列intWork[100]={0};//存放系统可提供资源intM=100;//进程的最大数为intN=100;//资源的最大数为voidshowdata()//显示资源矩阵{inti,j;cout<<"系统目前可用的资源[Avaliable]:"<<endl;for(i=0;i<N;i++)cout<<name[i]<<"";cout<<endl;for(j=0;j<N;j++)cout<<Avaliable[j]<<"";//输出分配资源cout<<endl;cout<<"MaxAllocationNeed"<<endl;cout<<"进程名";for(j=0;j<3;j++){for(i=0;i<N;i++)cout<<name[i]<<cout<<"cout<<endl;for(i=0;i<M;i++){cout<<""<<i<<"for(j=0;j<N;j++)cout<<Max[i][j]<<"";cout<<"";for(j=0;j<N;j++)cout<<Allocation[i][j]<<"";cout<<"";for(j=0;j<N;j++)cout<<Need[i][j]<<"";cout<<endl;}intchangdata(inti)//进行资源分配{intj;for(j=0;j<M;j++){Avaliable[j]=Avaliable[j]-Request[j];Allocation[i][j]=Allocation[i][j]+Request[j];Need[i][j]=Need[i][j]-Request[j];}return1;}intsafe()//安全性算法{inti,k=0,m,apply,Finish[100]={0};intj;intflag=0;Work[0]=Avaliable[0];Work[1]=Avaliable[1];Work[2]=Avaliable[2];for(i=0;i<M;i++){apply=0;for(j=0;j<N;j++){if(Finish[i]==False&&Need[i][j]<=Work[j]){apply++;if(apply==N){for(m=0;m<N;m++)Work[m]=Work[m]+Allocation[i][m];//变分配数Finish[i]=True;temp[k]=i;i=-1;k++;flag++;}}}}for(i=0;i<M;i++){if(Finish[i]==False){cout<<"系统不安全"<<endl;//不成功系统不安全return-1;}}cout<<‘系统是安全的！"<<endl;//如果安全，输出成功cout<<"分配的序列："；for(i=0;i<M;i++){//输出运行进程数组cout<<temp[i];if(i<M-1)cout<<"->";}cout<<endl;return0;}voidshare()//利用银行家算法对申请资源对进行判定{charch;inti=0,j=0;ch='y';cout<<"请输入要求分配的资源进程号(0-"<<M-1<<,,):,,;cin»i;//输入须申请的资源号cout<<"请输入进程"ai*"申请的资源："<<endl;for(j=0;j<N;j++){cout<<name[j]<<"：";cin>>Requestj];//输入需要申请的资源}for(j=0;j<N;j++){if(Request[j]>Need[i]j])//判断申请是否大于需求，若大于则出错{cout<<"进程"<<i<<"申请的资源大于它需要的资源"；cout<<"分配不合理，不予分配！"<<endl;ch='n';break;}else{if(Requestj]>Avaliablej])/判断申请是否大于当前资源，若大于则{出//错cout<<"进程"<<i<<"申请的资源大于系统现在可利用的资源";cout<<"分配出错，不予分配！"<<endl;ch='n';break;}}}if(ch=='y'){changdata(i);//根据进程需求量变换资源showdata();//根据进程需求量显示变换后的资源safe();//根据进程需求量进行银行家算法判断}}voidaddresources(){//添加资源intn,flag;cout<<"请输入需要添加资源种类的数量:";cin>>n;flag=N;N=N+n;for(inti=0;i<n;i++){cout<<"名称："；cin>>name[flag];cout<<"数量："；cin>>Avaliable[flag++];}showdata();safe();}voiddelresources(){//删除资源charming;inti,flag=1;cout<<"请输入需要删除的资源名称："；do{cin>>ming;for(i=0;i<N;i++)if(ming==name[i]){flag=0;break;}if(i==N)cout<<"该资源名称不存在，请重新输入："；}while(flag);for(intj=i;j<N-1;j++){name[j]=name[j+1];Avaliable[j]=Avaliable[j+1];}N=N-1;showdata();safe();}voidchangeresources(){//修改资源函数cout<<"系统目前可用的资源[Avaliable]:"<<endl;for(inti=0;i<N;i++)cout<<name[i]<<":"<<Avaliable[i]<<endl;cout<<"输入系统可用资源[Avaliable]:"<<endl;cin>>Avaliable[0]>>Avaliable[1]>>Avaliable[2];cout<<"经修改后的系统可用资源为"<<endl;for(intk=0;k<N;k++)cout<<name[k]<<":"<<Avaliable[k]<<endl;showdata();safe();}voidaddprocess(){//添加作业intflag=M;M=M+1;cout<<"请输入该作业的最大需求量[Max]"<<endl;for(inti=0;i<N;i++){cout<<name[i]<<":";cin>>Max[flag][i];Need[flag][i]=Max[flag][i]-Allocation[flag][i];}showdata();safe();}intmain()//主函数{inti,j,number,choice,m,n,flag;charming;cout<<"\t"<<endl;cout<<"\t||||"<<endl;cout<<"\t||银行家算法的实现||"<<endl;cout<<"\t||E01114336||"<<endl;cout<<"\t||朱蓉蓉||"<<endl;cout<<"\t||||"<<endl;cout<<"\t||||"<<endl;cout<<"\t"<<endl;cout<<"请首先输入系统可供资源种类的数量:"；cin>>n;N=n；for(i=0；i<n；i++){cout<<"资源"<<i+1<<"的名称："；cin>>ming；name[i]=ming；cout<<"资源的数量："；cin>>number；Avaliable[i]=number；}cout<<endl；cout<<"请输入作业的数量："；cin>>m；M=m；cout<<"请输入各进程的最大需求量("<<m<<,,*,,<<n<<"矩阵)[Max]:"<<endl;for(i=0；i<m；i++)for(j=0；j<n；j++)cin>>Max[i][j]；do{flag=0；cout<<,请输入各进程已经申请的资源量(,<<m<<,*,<<n<<,矩阵)[Allocation]:"<<endl;for(i=0；i<m；i++)for(j=0；j<n；j++){cin>>Allocation[i][j]；if(Allocation[i][j]>Max[i][j])flag=1；Need[i][j]=Max[i][j]-Allocation[i][j]；}if(flag)cout<<"申请的资源大于最大需求量，请重新输入!\n";}while(flag)；showdata();//显示各种资源safe();//用银行家算法判定系统是否安全while(choice){cout<<"\t银行家算法演示"<<endl;cout<<,增1:加资源,<<endl;cout<<,删2:除资源,<<endl;cout<<,修3:改资源,<<endl;cout<<,分4:配资源,<<endl;MlMlcout<<"cout<<"增5:加作业cout<<"cout<<"离0:开"<<endl;<<endl;cout<<"\t<<endl;COUt<<"请选择功能号：";Cin>>ChOiCe;switCh(ChOiCe){Case1:addresOUrCes();break;Case2:delresOUrCes();break;Case3:ChangeresOUrCes();break;Case4:share();break;Case5:addprOCess();break;Case0:ChOiCe=0;break;default:cout<<"请正确选择功能号(0-5)!"<<endl;break;}return1;实验程序截图：银行家算法的实现E01114336朱蓉蓉3<:数的类种源资供可统A0ECh-K:1:5:7BWWBi...-1.B-2.B-3.&首惊嘛煤嘛源嘛r?533229Q2433情输入各进程已经申请的资源量＜5*3矩阵〉［AllocationJ:0i*0B0*100際统目前可用的资源EAualiable1:ABC1057进程名01AllocationA0B1001

0A71604NeedC32011,不予分配!123450源行suff的一加除改配加开要一蛊修八RW进源一卽除改配卽开-蛊修八-1234504的请:配申051能霍功霽择入入选薯412^请请请wB:IC:进□lx□lx□lx□lx银行家算法的实现E01114336朱蓉蓉BCD糸:1:5:2:0、璧®®豐翹数朋数朋数號数Jj-J-dzx-T7>-dzx-T7>-dzx-T7>-dziJ7^H71frH2frH3frH4&Mini送麗资资资资资资資汚大量最数的的程业逬J21AJA1请请05716532256065600001233610D

c

BAABCD00000?50100200200642ABCD00121000135406320014M<IXABCD00121?50235606520656•・一勺0AP••全列安序是的统配4系分MlMaxNeed041031A0104ABCD1520012750B0700024进程名01一卽除改配卽开-蛊修八-123450幘选择功能号：1、nf^A需要添办资源种类的数量:1際统目前可用的资源［Available1:A1A00000AllocationA01100B00360A00000A00100DA0000200020随机算法实现：#include<iostream>#include<time.h>#include<vector>#include<windows.h>usingnamespacestd;intr[3]={3,3,2};//系统拥有的资源intr0=0,r1=0,r2=0;//记录申请资源classpcb{public:intid;boolstate;intmax[3];intalc[3];intneed[3];pcb(){}voidinit(){state=false;cout<<"请输入进程的id,各个资源总需求量和已占用资源"<<endl;cin>>id;cout<<"a,b,c三种资源的最大使用量"<<endl;cin>>max[0]>>max[1]>>max[2];cout<<"a,b,c三种资源的已占有量"<<endl;cin>>alc[0]>>alc[1]>>alc[2];}intrd(intn){returnrand()%(n+1);}intrequest(){//Sleep(1000);r0=rd(max[0]-alc[0]);r1=rd(max[1]-alc[1]);r2=rd(max[2]-alc[2]);cout<<"进程"<<id<<"申请资源a"<<""<<r0<<"申请资源b"<<""<<r1<<"申请资源c"<<""<<r2<<endl;if(r0>r[0]||r1>r[1]||r2>r[2]){cout<<"没有那么多资源！！！"<<endl;return0;}if((r0==(max[0]-alc[0]))&&r1==(max[1]-alc[1])&&r2==(max[2]-alc[2])){r[0]=r[0]+alc[0];r[1]=r[1]+alc[1];r[2]=r[2]+alc[2];return1;}return2;}};boolsafe(vector<pcb>temp,inti){intu=r[0]-r0,k=r[1]-r1,l=r[2]-r2;for(intj=i;j<temp.size()-1;j++)temp[j]=temp[j+1];temp.pop_back();intsize=temp.size();//记录下容器内还有多少个进程//intrange[size];//记录下队列Iintx=0;//计数器while(！temp.empty()){staticintj=0;if((temp[j].max[0]-temp[j].alc[0])<=u&&(temp[j].max[1]-temp[j].alc[1])<=k&&(temp[j].max[2]-temp[j].alc[2])<=l)//判断是否能运行完{cout<<"运行"<<temp[j].id<<endl;u=u+temp[j].alc[0];k=k+temp[j].alc[1];l=l+temp[j].alc[2];for(inte=j;e<temp.size()-1;e++)temp[e]=temp[e+1];temp.pop_back();if(j>=temp.size())j=0;}else{j++;if(j>=temp.size())j=0;}x++;if(x==(size*size)){cout<<"没有安全队列，以上情况不成立"<<endl;cout<<endl;returnfalse;}}returntrue;}intmain(){srand(time(0));pcbp[5];vector<pcb>vp;for(inti=0;i<5;i++){p[i].init();vp.push_back(p[i]);}intx=0;//计算器intc;cout<<"请选择分配资源方法:1.银行家算法2.随机算法"<<endl;cin>>c;switch(c){case1:while(!vp.empty()){{{{inta;staticinti=0;if((a=vp[i].request())!=0){if(a==1){cout<<"进程"<<vp[i].id<<"已经结束"<<endl;for(intj=i;j<vp.size()-1;j++){vp[j]=vp[j+1];}vp.pop_back();if(i>=vp.size())i=0;cout<<"a资源还剩"<<r[0]<<"b资源还剩"<<r[1]<<"c资源还剩"<<r[2]<<endl;cout<<endl;}else{if(safe(vp,i)){cout<<"存在安全队列"<<endl;cout<<endl;vp[i].alc[0]=vp[i].alc[0]+r0;vp[i].alc[1]=vp[i].alc[1]+r1;vp[i].alc[2]=vp[i].alc[2]+r2;r[0]=r[0]-r0;r[1]=r[1]-r1;r[2]=r[2]-r2;cout<<"a资源还剩"<<r[0]<<"b资源还剩"<<r[1]<<"c资源还剩"<<r[2]<<endl;cout<<endl;}i++;if(i>=vp.size())i=0;elsei++;if(i>=vp.size())i=0;x++;if(x>=200){cout<<"初始化的表不安全"<<endl;return0;}}cout<<"进程已经全部结束"<<endl;break;case2:while(!vp.empty()){inta2;staticinti2=0;if((a2=vp[i2].request())!=0){if(a2==1){cout<<"进程"<<vp[i2].id<<"已经结束"<<endl;for(intj=i2;j<vp.size()-1;j++){vp[j]=vp[j+1];}vp.pop_back();if(i2>=vp.size())i2=0;cout<<"a资源还剩"<<r[0]<<"b资源还剩"<<r[1]<<"c资源还剩"<<r[2]<<endl;cout<<endl;}else{vp[i2].alc[0]=vp[i2].alc[0]+r0;vp[i2].alc[1]=vp[i2].alc[1]+r1;vp[i2].alc[2]=vp[i2].alc[2]+r2;r[0]=r[0]-r0;r[1]=r[1]-r1;r[2]=r[2]-r2;cout<<"a资源还剩"<<r[0]<<"b资源还剩"<<r[1]<<"c资源还剩"<<r[2]<<endl;cout<<endl;i2++;if(i2>=vp.size())i2=0;}}elsei2++;if(i2>=vp.size())i2=0;x++;if(x>=200){cout<<"产生死锁"<<endl;return0;}}cout<<"进程已经全部结束"<<endl;break;default:cout<<"选择错误"<<endl;break;}return1;n|x|曲"D:件系统实?&\l\Debug\l.ezen|x|0010申请资源h0申请资源c申请资源h1申请资源c申请资源h3申请资源c