实验三 死锁的避免--银行家算法
更新时间:2023-10-11 09:13:01 阅读量: 综合文库 文档下载
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实验三 死锁的避免――银行家算法
一、 实验目的 1. 掌握死锁产生的原因。 2. 掌握银行家算法。 3. 能使用高级语言模拟实现银行家算法。
二、 相关数据结构
1.可利用资源向量Available ,它是一个含有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的数目,其初始值是系统中所配置的该类全部可用资源数目。其数值随该类资源的分配和回收而动态地改变。如果Available[j]=k,标是系统中现有j类资源k个。 2.最大需求矩阵Max,这是一个n×m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Max[i][j]=k,表示进程i需要j类资源的最大数目为k。 3.分配矩阵Allocation,这是一个n×m的矩阵,它定义了系统中的每类资源当前分配到每一个进程的资源数。如果Allocation[i][j]=k,表示进程i当前已经分到j类资源的数目为k个。Allocation[i]表示进程i的分配向量。
4.需求矩阵Need,这是一个n×m的矩阵,用以表示每个进程还需要的各类资源的数目。如果Need[i][j]=k,表示进程i还需要j类资源k个,才能完成其任务。Need[i]表示进程i的需求向量。
上述三个矩阵间存在关系:Need[i][j]=Max[i][j]-Allocation[i][j];
三、 银行家算法
Request是进程i的请求向量。Request[j]=k表示进程i请求分配j类资源k个。当进程i发出资源请求后,系统按下述步骤进行检查:
1.如果Request ≤Need[i],则转向步骤2;否则,认为出错,因为它所请求的资源数已超过它当前的最大需求量。
2.如果Request ≤Available,则转向步骤3;否则,表示系统中尚无足够的资源满足进程i的申请,进程i必须等待。
3.系统试探性地把资源分配给进程i,并修改下面数据结构中的数值: Available = Available - Request
Allocation[i]= Allocation[i]+ Request Need[i]= Need[i] - Request
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。如果安全才正式将资源分配给进程i,以完成本次分配;否则,将试探分配作废,恢复原来的资源分配状态,让进程i等待。
四、 安全性算法 1.设置两个向量。
Work:它表示系统可提供给进程继续运行的各类资源数目,它包含m个元素,开始执行
安全性算法时,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Finish[i]=false;
当有足够资源分配给进程i时,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。
Finish[i]= = false; Need[i]≤work;
如找到则执行步骤3;否则,执行步骤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 = work + Allocation[i] Finish[i]=true;转向步骤2;
4.若所有进程的Finish[i]都为true,则表示系统处于安全状态;否则,系统处于不安全状态。
五、 实验内容
设计有n个进程共享m个系统资源的系统,进程可动态的申请和释放资源,系统按各进程的申请动态的分配资源。
系统能显示各个进程申请和释放资源,以及系统动态分配资源的过程,便于用户观察和分析。
程序框架已经给出,要求将安全性算法补充完整。
//***********************************************************************// //* 实验三 死锁的避免――银行家算法 *// //* *// //*本程序需要预先设置三个文件:Available_list.txt,Max_list.txt,Allocation_list.txt *// //* 各文件格式如下: *// //* Available_list.txt *// //* 3 //表示共有3类资源 *// //* 10 5 7 //表示各类资源的初始可用个数,即Available[0]=10, Available[1]=5 *// //* *// //* *// //* Max_list.txt *// //* 5 //表示共有5个进程 *// //* 7 5 3 //表示各个进程需要各类资源的最大数目,即Max[0][0]=7, Max[0][1]=5*// //* 3 2 2 *// //* 9 0 2 *// //* 2 2 2 *// //* 4 3 3 *// //* *// //* *// //* Allocation_list.txt *// //* 0 1 0 //表示各个进程已分配各类资源的数目 *// //* 2 0 0 *// //* 3 0 2 *// //* 2 1 1 *// //* 0 0 2 *// //* *// //* *// //*************************************************************************//
#include
#define MAX_PROCESS 32 //最大进程数 #define MAX_RESOURCE 64 //最大资源类别
int PROCESS_NUM; //实际总进程数
int RESOURCE_NUM; //实际资源类别数
int Available[MAX_RESOURCE]; //可利用资源向量 int Max[MAX_PROCESS][MAX_RESOURCE]; //最大需求矩阵 int Allocation[MAX_PROCESS][MAX_RESOURCE]; //分配矩阵 int Need[MAX_PROCESS][MAX_RESOURCE]; //需求矩阵
int Request_PROCESS; //发出请求的进程
int Request_RESOURCE_NEMBER[MAX_RESOURCE]; //请求资源数
void Read_Available_list(); //读入可用资源Available void Read_Max_list(); //读入最大需求矩阵Max void Read_Allocation_list(); //读入已分配矩阵Allocation void PrintInfo(); //打印各数据结构信息 void Read_Request(); //输入请求向量
void Allocate_Source(); //开始正式分配资源(修改Allocation_list.txt) void Recover_TryAllocate(); //恢复试分配前状态 int Test_Safty(); //安全性检测
void RunBanker(); //执行银行家算法
//读入可用资源Available
void Read_Available_list() {
FILE *fp;
if((fp=fopen(\ { cout<<\错误,文件打不开,请检查文件名\ exit(0); }
fscanf(fp,\ int i=0;
while(!feof(fp)) { fscanf(fp,\ i++;
}
fclose(fp); }
//读入最大需求矩阵Max void Read_Max_list() {
FILE *fp;
if((fp=fopen(\ { cout<<\错误,文件打不开,请检查文件名\ exit(0); }
fscanf(fp,\ for(int i=0;i //读入已分配矩阵Allocation void Read_Allocation_list() { FILE *fp; if((fp=fopen(\ { cout<<\错误,文件打不开,请检查文件名\ exit(0); } for(int i=0;i //设置需求矩阵Need void Set_Need_Available() { for(int i=0;i } //打印各数据结构信息 void PrintInfo() { cout<<\进程个数: \资源个数: \ cout<<\可用资源向量Available:\ int i,j; for(i=0;i cout<<\已分配矩阵Allocation:\ for(i=0;i //输入请求向量 void Read_Request() { cout<<\输入发起请求的进程(0-\:\ cin>>Request_PROCESS; cout<<\输入请求资源的数目:按照这样的格式输入 x x x:\ for(int i=0; i
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