操作系统银行家算法课设

银行家算法是一种用于避免死锁的算法，常用于操作系统中。它通过动态地分配资源来避免进程陷入死锁状态。下面是一个操作系统银行家算法课设的简要介绍：

该课设要求设计一个程序来演示银行家算法的实现。具体要求如下：
1. 程序需要模拟多个进程和资源的情况。
2. 进程需要请求和释放资源，并根据银行家算法来判断是否能够满足请求。
3. 程序需要展示进程的状态，包括就绪、运行和阻塞等状态。
4. 程序需要展示资源的分配情况，包括已分配和可用的资源数量。
5. 程序需要展示银行家算法的执行过程，包括资源的分配和释放。

为了完成这个课设，你可以按照以下步骤进行：
1. 设计数据结构来表示进程和资源，包括进程的状态、资源的数量和分配情况等。
2. 实现银行家算法的逻辑，包括判断资源请求是否安全和分配资源等。
3. 编写程序的主要逻辑，包括模拟进程的请求和释放资源的过程。
4. 运行程序并观察输出结果，确保程序按照预期执行。

下面是一个简单的示例代码，演示了如何使用银行家算法来避免死锁：

#include <stdio.h>

#define MAX_PROCESSES 5
#define MAX_RESOURCES 3

int available[MAX_RESOURCES];
int max[MAX_PROCESSES][MAX_RESOURCES];
int allocation[MAX_PROCESSES][MAX_RESOURCES];
int need[MAX_PROCESSES][MAX_RESOURCES];

int request_resources(int process, int request[]) {
    // 检查请求是否超过了进程的最大需求
    for (int i = 0; i < MAX_RESOURCES; i++) {
        if (request[i] > need[process][i]) {
            return -1;
        }
    }

    // 检查请求是否超过了系统可用资源
    for (int i = 0; i < MAX_RESOURCES; i++) {
        if (request[i] > available[i]) {
            return -1;
        }
    }

    // 模拟分配资源
    for (int i = 0; i < MAX_RESOURCES; i++) {
        available[i] -= request[i];
        allocation[process][i] += request[i];
        need[process][i] -= request[i];
    }

    // 检查分配后系统是否安全
    if (is_safe()) {
        return 0;
    } else {
        // 回滚分配
        for (int i = 0; i < MAX_RESOURCES; i++) {
            available[i] += request[i];
            allocation[process][i] -= request[i];
            need[process][i] += request[i];
        }
        return -1;
    }
}

int is_safe() {
    int work[MAX_RESOURCES];
    int finish[MAX_PROCESSES] = {0};

    // 初始化工作向量
    for (int i = 0; i < MAX_RESOURCES; i++) {
        work[i] = available[i];
    }

    // 检查是否有未完成的进程可以执行
    int count = 0;
    while (count < MAX_PROCESSES) {
        int found = 0;
        for (int i = 0; i < MAX_PROCESSES; i++) {
            if (!finish[i]) {
                int j;
                for (j = 0; j < MAX_RESOURCES; j++) {
                    if (need[i][j] > work[j]) {
                        break;
                    }
                }
                if (j == MAX_RESOURCES) {
                    // 找到一个可以执行的进程
                    for (int k = 0; k < MAX_RESOURCES; k++) {
                        work[k] += allocation[i][k];
                    }
                    finish[i] = 1;
                    found = 1;
                    count++;
                }
            }
        }
        if (!found) {
            // 没有找到可以执行的进程
            return 0;
        }
    }
    return 1;
}

int main() {
    // 初始化资源数量
    int resources[MAX_RESOURCES] = {10, 5, 7};
    for (int i = 0; i < MAX_RESOURCES; i++) {
        available[i] = resources[i];
    }

    // 初始化进程的最大需求和已分配资源
    int processes[MAX_PROCESSES][MAX_RESOURCES] = {
        {7, 5, 3},
        {3, 2, 2},
        {9, 0, 2},
        {2, 2, 2},
        {4, 3, 3}
    };
    for (int i = 0; i < MAX_PROCESSES; i++) {
        for (int j = 0; j < MAX_RESOURCES; j++) {
            max[i][j] = processes[i][j];
            allocation[i][j] = 0;
            need[i][j] = max[i][j];
        }
    }

    // 模拟进程的请求和释放资源
    int request[MAX_RESOURCES] = {1, 0, 2};
    int process = 0;
    if (request_resources(process, request) == 0) {
        printf("Request granted.\n");
    } else {
        printf("Request denied.\n");
    }

    return 0;
}

这段代码演示了一个简单的银行家算法的实现，包括资源的请求和释放过程。你可以根据需要进行修改和扩展。