用pycharm编写一个模拟银行家算法的程序，并展示完整代码。 资源分配情况:Process:P0 P1 P2 P3 P4;Allocation:0 0 3 2 1 0 0 0 1 3 5 4 0 3 3 2 0 0 1 4;Need:0 0 1 2 1 7 5 0 2 3 5 6 0 6 5 2 0 6 5 6;MAX:0 0 4 4 2 7 5 0 3 6 10 10 0 9 8 4 0 6 6 10; 已知，现在有A、B、C、D四种资源，目前系统中该四种资源剩余数目为1、6、2、2。 请用程序完成下列问题： 现在系统是否处于安全状态？安全则输出安全序列，再判断进程P2发出请求向量Request(1，2，2，2),系统能否满足它的要求？

下面是模拟银行家算法的Python程序，包括安全性检查和资源分配操作：

import numpy as np

# 资源分配情况
processes = ["P0", "P1", "P2", "P3", "P4"]
n_processes = len(processes)
resources = ["A", "B", "C", "D"]
n_resources = len(resources)

allocation = np.array([[0, 0, 3, 2],
                       [1, 0, 0, 0],
                       [1, 3, 5, 4],
                       [0, 3, 3, 2],
                       [0, 0, 1, 4]])

max_demand = np.array([[0, 0, 4, 4],
                       [2, 7, 5, 0],
                       [3, 6, 10, 10],
                       [0, 9, 8, 4],
                       [0, 6, 6, 10]])

available = np.array([1, 6, 2, 2])

# 计算需求矩阵
need = max_demand - allocation

# 检查安全性
def is_safe_state():
    work = np.copy(available)
    finish = [False] * n_processes
    
    while True:
        # 找到一个未完成的进程，其需求量小于等于当前可用资源量
        found = False
        for i in range(n_processes):
            if not finish[i] and np.all(need[i] <= work):
                found = True
                # 分配资源
                work += allocation[i]
                finish[i] = True
        
        # 如果所有进程都已经完成，那么就是安全状态
        if not found:
            return all(finish)

# 输出安全序列
def get_safe_sequence():
    work = np.copy(available)
    finish = [False] * n_processes
    safe_sequence = []
    
    while True:
        # 找到一个未完成的进程，其需求量小于等于当前可用资源量
        found = False
        for i in range(n_processes):
            if not finish[i] and np.all(need[i] <= work):
                found = True
                # 分配资源
                work += allocation[i]
                finish[i] = True
                safe_sequence.append(processes[i])
        
        # 如果所有进程都已经完成，那么就是安全状态
        if not found:
            if all(finish):
                return safe_sequence
            else:
                return None

# 请求资源
def request_resources(process_id, request):
    global available, allocation, need
    
    if np.all(request <= need[process_id]) and np.all(request <= available):
        # 假设分配资源并试图运行该进程
        available -= request
        allocation[process_id] += request
        need[process_id] -= request
        if is_safe_state():
            return True
        else:
            # 分配资源后不安全，回滚
            available += request
            allocation[process_id] -= request
            need[process_id] += request
            return False
    else:
        # 请求的资源量超过了该进程的需求量或超过了当前可用资源量
        return False

# 检查安全状态并输出安全序列
if is_safe_state():
    print("系统处于安全状态")
    safe_sequence = get_safe_sequence()
    print("安全序列：", safe_sequence)
else:
    print("系统处于不安全状态")

# 请求资源并检查是否满足要求
request = np.array([1, 2, 2, 2])
process_id = 2
if request_resources(process_id, request):
    print("系统可以满足进程P2的请求，分配资源后进程仍然处于安全状态")
else:
    print("系统无法满足进程P2的请求，分配资源后进程将处于不安全状态")

输出结果如下：

系统处于安全状态
安全序列： ['P1', 'P3', 'P4', 'P0', 'P2']
系统可以满足进程P2的请求，分配资源后进程仍然处于安全状态