银行家算法实验

银行家算法实验一、实验条件：计算机一台，软件vc++6.0二、实验原理：n个并发进程共享m个系统资源的系统，进程可动态申请资源和释放资源。系统按各进程的申请动态的分配资源，先对用户提出的请求进行合法性检查，再进行预分配，利用安全性检测算法进行安全性检测，如果系统分配资源，系统进入安全状态，则预分配就是正式分配，如果系统分配资源，系统进入不安全状态，则撤销预分配。三、实验内容#include<stdio.h>#include<stdlib.h>intM=3,N=5;//M为资源数量N为进程数量intavailable[3];//预分配前各类资源可用数量intmax[5][3];//各进程需要各资源最大数量intallocation[5][3];//各进程已分配各类资源的数量intneed[5][3];//各进程需要各类资源的数量intrequest[3];//进程对某一类资源的请求intwork[3];//预分配后各类资源可用数量intfinish[5];//进程结束标志数组。0表示分配失败，资源不足以满足需求量；1表示分配成功，资源满足需求量intsafe()//预分配后安全性检测{ inti=0; intj=0; intk=0; intflag1=0;//所有进程安全结束；0表示安全可以安全结束，1表示不可以安全结束 intflag2=0;//某进程对资源的需求量与可利用量的大小标志；0表示需求小于可利用，1表示需求大于可利用 for(i=0;i<N;i++) { finish[i]=0;//各进程结束标志初始化为0。 } for(i=0;i<M;i++) { work[i]=available[i];//预分配后各资源可利用量赋值给work[]数组 } while(j<N) { for(i=0;i<N;i++) { if(!finish[i])//i进程尚未分配 { flag2=0; for(k=0;k<M;k++) { if(need[i][k]>work[k])//需求大于可利用 { flag2=1; break; } } if(flag2==0) { work[0]=work[0]+allocation[i][0];//收回已分配的资源 work[1]=work[1]+allocation[i][1];//收回已分配的资源 work[2]=work[2]+allocation[i][2];//收回已分配的资源 finish[i]=1; } } } j++; } for(i=0;i<5;i++) { if(finish[i]==0) { flag1=1;//判断各进程是否能够安全结束标志，1表示不能安全结束 break; } } if(flag1==0) return0;//预分配安全 else return1;//预分配不安全}intdiaodu(){ intname; intr=0;// inti=0; intj=0; printf("请输入是几号进程申请资源\n"); scanf("%d",&name); getchar(); for(i=0;i<M;i++) { printf("请输入进程%d申请%i资源的个数\n",name,i); scanf("%d",&request[i]); getchar(); while(need[name][i]<request[i]) { printf("不允许索取大于需求量,请重新输入\n"); scanf("%d",&request[i]); } if(available[i]<request[i]) { printf("检查用户的请求大于系统中的可利用资源数量,进程%d先等待。。。\n",name); r=1; break; } } if(r==0) { //进行资源的预分配 for(i=0;i<M;i++) { available[i]=available[i]-request[i]; allocation[name][i]=allocation[name][i]+request[i]; need[name][i]=need[name][i]-request[i]; } return1;//预分配成功 } else return0;//预分配失败 }voidmain(){ inti=0,j=0; intk=0; intr=0; intq=1;//继续分配标志。0表示不继续分配1表示继续分配 intname=0;//申请资源进程的名字 printf("请输入最大需求矩阵\n"); for(i=0;i<N;i++) { // printf("请输入进程%d的各资源最大需要的数量\n",i); for(j=0;j<M;j++) { scanf("%d",&max[i][j]); getchar(); } } printf("请输入各进程已分配的矩阵\n"); for(i=0;i<N;i++) { //printf("请输入进程%d的各资源已分配的数量\n",i); for(j=0;j<M;j++) { scanf("%d",&allocation[i][j]); getchar(); } } printf("请输入各进程还需要各资源所需数量的矩阵\n"); for(i=0;i<N;i++) { // printf("请输入进程%d还需要各资源的数量\n",i); for(j=0;j<M;j++) { scanf("%d",&need[i][j]); getchar(); } }printf("请输入各资源可利用的数量\n"); for(i=0;i<M;i++) { scanf("%d",&available[i]); getchar(); } // //调度并检测安全性 // do { intr=diaodu(); switch(r) { case1: k=safe(); if(k==0)//预分配安全 { printf("分配成功！！！结果如下"); printf("各进程已分配的矩阵\n"); for(i=0;i<N;i++) { for(j=0;j<M;j++) { printf("%d,",allocation[i][j]);//打印输出各进程已分配的矩阵 } printf("\n"); } printf("各进程还需要各资源的矩阵\n"); for(i=0;i<N;i++) { for(j=0;j<M;j++) { printf("%d,",need[i][j]);//打印输出各进程还需要各资源的矩阵 } printf("\n"); } printf("各资源可利用的数量\n"); for(i=0;i<M;i++) { printf("%d,",available[i]);//打印输出各资源可利用的数量 } printf("\n"); } else//预分配不安全 { printf("调度失败！！！"); for(i=0;i<M;i++) { //撤销预分配的资源 available[i]=available[i]+request[i]; allocation[name][i]=allocation[name][i]-request[i]; need[name][i]=need[name][i]+request[i]; } } break; case0: break; } printf("是否继续,输入0否，输入1继续\n"); scanf("%d",&q); }while(q==1);}四、原始数据纪录：输入数据：最大需求矩阵：已分配的矩阵还需求的矩阵可利用的数量进程0：7,5,30,1,07,4,33,3,2进程1：3,2,22,0,01,2,2进程2：9,0,23,0,26,0,0进程3：2,2,22,1,10,1,1进程4：4,3,30,0,24,3,1T0时刻：0号进程申请：1,0,2T1时刻：1号进程申请：3,3,0T2时刻：3号进程申请：0,1,0输出数据：五：结论如图所示，实际输出数据与预期的输出相同。通过本次上机实验熟悉了银行家算法,深入了解了计算机利用银行家算法避免死锁的机制。有利于以后更好的理解操作系统内部各个机制功能的实现。附录：用C语言实现提示算法用到的主要数据结构（1）可利用资源向量intAvailable[M]//M为资源的类型（2）最大需求矩阵intMax[N][M]//N为进程的数量（3）已分配矩阵intAllocation[N][M]（4）还需求矩阵intNeed[N][M]（5）申请各类资源数量intRequest[x];//进程对某一类资源的请求（6）工作向量intWork[x];（7）进程结束标识数组intFinish[y];//表示系统是否有足够的资源分配给进程y，0为否，1为是银行家算法（主程序）（1）系统初始化。输入进程数量，资源种类，各进程已分配、还需求各资源数量，各资源可用数量等。（2）输入用户的请求三元组（i，j，k），为进程i申请k个j类资源。（3）检查用户的请求是否小于还需求的数量，条件是k<=Need[i,j]。如果条件不符则提示重新输入，即不允许索取大于需求量。（4）检查用户的请求是否小于系统中的可利用资源数量，条件是k<=Available[i,j]。如果条件不符则申请失败，阻塞该进程，重新进行进程动态资源申请。（5）进行资源的预分配，语句如下：Available=Available[i][j]-k；Allocation[i][j]=Allocation[i][j]+k；Need[i][j]=Need[i][j]-k；（6）系统调用安全性检查算法（safe函数）进行检查，如果检查通过，则不用回收，否则进行回收，进程资源申请失败进入等待。安全性检查算法（safe子函数）（1）设置两个临时数组变量。intFinish[N]，记录进程模拟执行的结束状态，初值为0，如果可以模拟执行结束，则可设为1，也可设为其它非零值以表示执行的先后次