实验四银行家算法实验原理

操作系统实验

实验四 银行家算法

学号 1115107047 姓名 吴炜松 班级 11电子B

华侨大学电子工程系

1、银行家算法和安全性检查算法原理。

操作系统的银行家算法：当进程首次申请资源时，要测试该进程对资源的最大需求量，如果系统现存的资源可以满足它的最大需求量则按当前的申请量分配资源，否则就推迟分配。当进程在执行中继续申请资源时，先测试该进程本次申请的资源数是否超过了该资源所剩余的总量。若超过则拒绝分配资源，若能满足则按当前的申请量分配资源，否则也要推迟分配。

1、程序流程描述。 进程i发出请求资源申请，

(1)如果Request [j]<=need[i,j],转向步骤(2),否则认为出错，因为他所需要的资源数已经超过它所宣布的最大值。

(2)如果：Request i[j]<=available[i,j]，转向步骤(3)，否则提示尚无足够资源，进程i需等待。

(3)系统试探着将资源分配给申请的进程（有预先寄存操作），并修改下面数据结构中的数值：

Available[i,j]= Available[i,j]- Request [j]； Allocation[i

课程设计（大作业）报告

课程名称： 操 作 系 统 设计题目： 银行家算法实现 院 系： 信 息 技 术 学 院 班 级：

姓 名： 学 号： 指导教师：

设计时间：2013年12月30日至1月3日

昆明学院

昆明学院课程设计（大作业）任务书

课程设计(大作业)成绩学号：201111010309 课程设计题目：银行家算法的实现 总结： 不知不觉又过了一个星期了，这次实训，总的下来，感觉不易。 为准确理解，应该以手动模式下运行为准，这样的交互性较好！而自动实现下，更接近 于机器的工作方式。程序在设计初，只是用了手动这一模式，后来听取同学的意见以随机 数实现自动模式，在设计时出了好些问题，但想多了问题也就通了，而新的问题又出现， 却总能解决。在这种模式下能更彻底理解银行家算法中的资源分配策略。 姓名：蒋兴发 指导教师：张德海

指导教师评语：

成绩：

填表时间：2013 年 12 月 27 日

指导教师签名：

目录

课程设计（大作业）报告 ..............................................

课程设计（大作业）报告

课程名称： 操 作 系 统 设计题目： 银行家算法实现 院 系： 信 息 技 术 学 院 班 级：

姓 名： 学 号： 指导教师：

设计时间：2013年12月30日至1月3日

昆明学院

昆明学院课程设计（大作业）任务书

课程设计(大作业)成绩学号：201111010309 课程设计题目：银行家算法的实现 总结： 不知不觉又过了一个星期了，这次实训，总的下来，感觉不易。 为准确理解，应该以手动模式下运行为准，这样的交互性较好！而自动实现下，更接近 于机器的工作方式。程序在设计初，只是用了手动这一模式，后来听取同学的意见以随机 数实现自动模式，在设计时出了好些问题，但想多了问题也就通了，而新的问题又出现， 却总能解决。在这种模式下能更彻底理解银行家算法中的资源分配策略。 姓名：蒋兴发 指导教师：张德海

指导教师评语：

成绩：

填表时间：2013 年 12 月 27 日

指导教师签名：

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课程设计（大作业）报告 ..............................................

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

滁州学院

课程设计报告

课程名称： 操作系统

设计题目： 银行家算法的设计与实现 系 别： 计算机与信息工程学院 专 业： 计算机科学与技术 组 别： 第二组 起止日期: 2012年5月14日 ~ 2012年6月19日 指导教师: 马丽生

1

课程设计题目 组长 张震 系别 计算机 李梦 2010211102 马岩 2010211109 组员 蒋路路 2010211095 严路路 2010211132 指导教师 课程设计目的 课程设计所需环境 课程设计任务要求 马丽生 熟练掌握银行家算法 Vc++，windows xp 编写带有界面的银行家算法程序 课程设计工作进度计划 序号 起止日期 1 2012/5/14~2012/5/21 工 作 内 容 查询相关资料，了解银行家算法的主要目的及编写方式 分工情况 张

共享资源分配与银行家算法

一、问题描述

本题主要内容是模拟实现资源分配。银行家算法是避免死锁的一种重要方法，本实验要求用高级语言编写和调试一个简单的银行家算法程序。加深了解有关资源申请、避免死锁等概念，并体会和了解死锁和避免死锁的具体实施方法。

二、基本要求

具体用银行家算法实现资源分配。要求如下：

(1) 设计一个P（例如P=3）个并发进程共享J（例如J=4）类不同资源的系统，进程可动态地申请资源和释放资源，系统按各进程的申请动态地分配资源。

(2) 设计用银行家算法 ，实现资源分配，应具有显示或打印各进程依次要求申请的资源数以及依次分配资源的情况。

(3) 确定一组各进程依次申请资源数的序列，输出运行结果。

三、方案设计及开发过程

1、银行家分配算法 银行家分配算法，顾名思义是来源于银行的借贷业务，一定数量的本金要应多个客户的借贷周转，为了防止银行加资金无法周转而倒闭，对每一笔贷款，必须考察其是否能限期归还。在操作系统中研究资源分配策略时也有类似问题，系统中有限的资源要供多个进程使用，必须保证得到的资源的进程能在有限的时间内归还资源，以供其他进程使用资源。如果资源分配不得到就会发生进程循环等待资源，每个进程都无法继续执行下去的死锁现象。

操作系统实验二 银行家算法

实验二 银行家算法

一、实验目的:

运用高级语言编写和调试一个系统动态分配资源的简单模拟程序，了解死锁产生的条件和原因，并采用银行家算法有效地避免死锁的发生，以加深对课堂上所讲授的知识的理解。

二、实验内容：

完成银行家算法的模拟实现：设计有m个进程共享n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时，采用银行家算法有效地避免死锁的发生。

三、实验准备：

1.相关理论知识： （1）银行家算法的思路

对进程的资源请求进行合法性检查；若请求合法，则进行试分配。试分配后，调用安全性检查算法进行安全性检查。若安全，则满足该进程请求，分配资源；若不安全，则拒绝该进程申请，不分配资源，并恢复系统试分配前的资源状态。

（2）银行家算法中用到的主要数据结构

可利用资源向量 int Available[j] // j为资源的种类。 最大需求矩阵 int Max[i][j] // i为进程的数量。 分配矩阵 int Allocation[i][j]

需求矩阵 int Need[i][j]= Max[i][j]- Allocation[i]

共享资源分配与银行家算法

一、问题描述

本题主要内容是模拟实现资源分配。银行家算法是避免死锁的一种重要方法，本实验要求用高级语言编写和调试一个简单的银行家算法程序。加深了解有关资源申请、避免死锁等概念，并体会和了解死锁和避免死锁的具体实施方法。

二、基本要求

具体用银行家算法实现资源分配。要求如下：

(1) 设计一个P（例如P=3）个并发进程共享J（例如J=4）类不同资源的系统，进程可动态地申请资源和释放资源，系统按各进程的申请动态地分配资源。

(2) 设计用银行家算法 ，实现资源分配，应具有显示或打印各进程依次要求申请的资源数以及依次分配资源的情况。

(3) 确定一组各进程依次申请资源数的序列，输出运行结果。

三、方案设计及开发过程

1、银行家分配算法 银行家分配算法，顾名思义是来源于银行的借贷业务，一定数量的本金要应多个客户的借贷周转，为了防止银行加资金无法周转而倒闭，对每一笔贷款，必须考察其是否能限期归还。在操作系统中研究资源分配策略时也有类似问题，系统中有限的资源要供多个进程使用，必须保证得到的资源的进程能在有限的时间内归还资源，以供其他进程使用资源。如果资源分配不得到就会发生进程循环等待资源，每个进程都无法继续执行下去的死锁现象。

实验三 预防进程死锁的银行家算法

一：需求分析

程序设计的任务和目的：设计程序模拟预防进程死锁的银行家算法的工作过程。假设系统中有n个进程P1, … ,Pn，有m类可分配的资源R1, … ,Rm，在T0时刻，进程Pi分配到的j类资源为Allocationij个，它还需要j类资源Need ij个，系统目前剩余j类资源Workj个，现采用银行家算法进行进程资源分配预防死锁的发生。

通过这次实验，加深对进程死锁的理解，进一步掌握进程资源的分配、死锁的检测和安全序列的生成方法。

(1) 输入的形式和输入值的范围；

为免去测试时候需要逐步输入数据的麻烦，输入时采用输入文件流方式将数据放在.txt文件中，第一行为进程个数和资源个数，二者之间用空格隔开。第二行为进程已分配的各资源个数（之间用空格隔开），第三行为进程仍需要的进程个数（之间用空格隔开），第四行为各个资源的可用数。运行程序后按照提示输入请求资源的进程号和请求的各资源数。 (2) 输出的形式；

先输出初始状态下的安全序列，后用户输入申请的进程号和资源数后判断，若为安全状态则输出安全序列，若不安全，则输出不安全。 (3) 程序所能达到的功能；

可以判断给出的数据是否为安全状态，若安全则输出

实验名称 银行家算法

一、实验目的

用高级语言编写和调试一个银行家算法程序，并可以利用银行家算法模拟分配资源以及进行安全性检查。加深对银行家算法的理解。

二、实验指导

1. 银行家算法中的数据结构

(1) 可利用资源向量Available。这是一个含有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数目，其初始值是系统中所配置的该类全部可用资源的数目，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，则表示系统中现有Rj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，则表示进程i需要Rj类资源的最大数目为K。

(3) 分配矩阵Allocation。这也是一个n×m的矩阵，它定义了系统中每一类资源当前已分配给每一进程的资源数。如果Allocation［i,j］=K，则表示进程i当前已分得Rj类资源的数目为K

(4) 需求矩阵Need。这也是一个n×m的矩阵，用以表示每一个进程尚需的各类资源数。如果Need［i,j］=K，则表示进程i还需要Rj类资源K个，方能完成其任务。

Need［i,j］=Max［i,j］-