操作系统实验银行家算法

银行家算法是一种避免死锁的算法，它的核心思想是在资源分配时，判断当前状态是否会导致死锁，如果会，则不予分配，否则进行分配。它的实现步骤如下：

1. 初始化：定义 n 个进程和 m 个资源，以及它们之间的关系。

2. 记录资源分配情况：记录当前可用资源和每个进程所需的资源。

3. 模拟资源请求：当进程请求资源时，先判断该进程请求资源是否超过了它所需要的资源，如果超过了，则拒绝请求；否则，模拟资源请求，检查当前状态是否会导致死锁，如果不会，则进行资源分配，如果会，则拒绝请求。

4. 模拟资源释放：当进程释放资源时，更新当前可用资源和每个进程所需的资源。

需要注意的是，银行家算法要求进程在运行前必须申请所有需要的资源，这在实际应用中并不总是可行的。同时，银行家算法也存在一些缺点，比如它假设了系统中所有进程的资源需求是静态不变的，而实际上进程的资源需求是动态变化的。

在操作系统实验中，可以通过编写银行家算法的模拟程序来学习和理解该算法的原理和实现。

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操作系统实验银行家算法c语言代码

下面是一个简单的 C 语言实现银行家算法的代码：

#include <stdio.h>
#include <stdbool.h>

// 定义最大进程数和资源数
#define MAX_PROCESS 10
#define MAX_RESOURCE 10

// 进程结构体
typedef struct process {
    int id;                    // 进程 ID
    int allocation[MAX_RESOURCE];    // 当前占用资源
    int max_demand[MAX_RESOURCE];    // 最大需求资源
    int need[MAX_RESOURCE];      // 还需要的资源
    bool finished;              // 进程是否完成
} Process;

// 系统资源结构体
typedef struct system_resource {
    int available[MAX_RESOURCE];      // 系统可用资源数量
    int max_resources[MAX_RESOURCE];  // 系统总资源数量
} SysResource;

// 初始化系统资源
void init_sys_resource(SysResource *sys_res) {
    printf("请输入系统资源总量：");
    for (int i = 0; i < MAX_RESOURCE; i++) {
        scanf("%d", &sys_res->max_resources[i]);
        sys_res->available[i] = sys_res->max_resources[i];
    }
}

// 初始化进程
void init_process(Process *processes, int process_num, int resource_num) {
    printf("请输入每个进程的最大需求量和当前已占用量：\n");
    for (int i = 0; i < process_num; i++) {
        processes[i].id = i;
        processes[i].finished = false;
        printf("进程 %d：\n", i);
        for (int j = 0; j < resource_num; j++) {
            scanf("%d", &processes[i].max_demand[j]);
            scanf("%d", &processes[i].allocation[j]);
            processes[i].need[j] = processes[i].max_demand[j] - processes[i].allocation[j];
        }
    }
}

// 判断当前请求的资源是否合法
bool is_safe_state(SysResource *sys_res, Process *processes, int process_num, int resource_num, int id, int *request) {
    int work[MAX_RESOURCE];
    bool finish[MAX_PROCESS];

    for (int i = 0; i < MAX_RESOURCE; i++) {
        work[i] = sys_res->available[i];
    }

    for (int i = 0; i < MAX_PROCESS; i++) {
        finish[i] = processes[i].finished;
    }

    for (int i = 0; i < MAX_RESOURCE; i++) {
        if (request[i] > processes[id].need[i] || request[i] > sys_res->available[i]) {
            return false;
        }
    }

    for (int i = 0; i < MAX_RESOURCE; i++) {
        processes[id].allocation[i] += request[i];
        processes[id].need[i] -= request[i];
        sys_res->available[i] -= request[i];
        work[i] = sys_res->available[i];
    }

    while (true) {
        bool flag = false;
        for (int i = 0; i < MAX_PROCESS; i++) {
            if (!finish[i]) {
                bool can_finish = true;
                for (int j = 0; j < MAX_RESOURCE; j++) {
                    if (processes[i].need[j] > work[j]) {
                        can_finish = false;
                        break;
                    }
                }
                if (can_finish) {
                    finish[i] = true;
                    flag = true;
                    for (int j = 0; j < MAX_RESOURCE; j++) {
                        work[j] += processes[i].allocation[j];
                    }
                }
            }
        }
        if (!flag) {
            break;
        }
    }

    for (int i = 0; i < MAX_RESOURCE; i++) {
        processes[id].allocation[i] -= request[i];
        processes[id].need[i] += request[i];
        sys_res->available[i] += request[i];
    }

    for (int i = 0; i < MAX_PROCESS; i++) {
        if (!finish[i]) {
            return false;
        }
    }

    return true;
}

// 请求资源
void request_resource(SysResource *sys_res, Process *processes, int process_num, int resource_num) {
    int id;
    int request[MAX_RESOURCE];

    printf("请输入请求资源的进程 ID：");
    scanf("%d", &id);

    printf("请输入请求的资源量：");
    for (int i = 0; i < MAX_RESOURCE; i++) {
        scanf("%d", &request[i]);
    }

    if (is_safe_state(sys_res, processes, process_num, resource_num, id, request)) {
        printf("该请求是安全的，已分配资源！\n");

        for (int i = 0; i < MAX_RESOURCE; i++) {
            sys_res->available[i] -= request[i];
            processes[id].allocation[i] += request[i];
            processes[id].need[i] -= request[i];
        }
    } else {
        printf("该请求不安全，无法分配资源！\n");
    }
}

// 释放资源
void release_resource(SysResource *sys_res, Process *processes, int process_num, int resource_num) {
    int id;
    int release[MAX_RESOURCE];

    printf("请输入释放资源的进程 ID：");
    scanf("%d", &id);

    printf("请输入释放的资源量：");
    for (int i = 0; i < MAX_RESOURCE; i++) {
        scanf("%d", &release[i]);
    }

    for (int i = 0; i < MAX_RESOURCE; i++) {
        processes[id].allocation[i] -= release[i];
        processes[id].need[i] += release[i];
        sys_res->available[i] += release[i];
    }

    printf("资源已释放！\n");
}

// 显示当前资源状态
void display_resource(SysResource *sys_res, Process *processes, int process_num, int resource_num) {
    printf("当前系统资源状态：\n");
    printf("可用资源量：");
    for (int i = 0; i < MAX_RESOURCE; i++) {
        printf("%d ", sys_res->available[i]);
    }
    printf("\n");

    printf("最大资源量：");
    for (int i = 0; i < MAX_RESOURCE; i++) {
        printf("%d ", sys_res->max_resources[i]);
    }
    printf("\n");

    printf("进程占用资源量：\n");
    for (int i = 0; i < process_num; i++) {
        printf("进程 %d：", processes[i].id);
        for (int j = 0; j < resource_num; j++) {
            printf("%d ", processes[i].allocation[j]);
        }
        printf("\n");
    }
}

int main() {
    SysResource sys_res;
    Process processes[MAX_PROCESS];
    int process_num, resource_num;

    printf("请输入进程数：");
    scanf("%d", &process_num);

    printf("请输入资源数：");
    scanf("%d", &resource_num);

    init_sys_resource(&sys_res);
    init_process(processes, process_num, resource_num);

    while (true) {
        printf("\n请选择要进行的操作：\n");
        printf("1. 请求资源\n");
        printf("2. 释放资源\n");
        printf("3. 显示当前资源状态\n");
        printf("4. 退出\n");

        int choice;
        scanf("%d", &choice);

        switch (choice) {
            case 1:
                request_resource(&sys_res, processes, process_num, resource_num);
                break;
            case 2:
                release_resource(&sys_res, processes, process_num, resource_num);
                break;
            case 3:
                display_resource(&sys_res, processes, process_num, resource_num);
                break;
            case 4:
                return 0;
            default:
                printf("请输入正确的操作！\n");
        }
    }
}

这个代码实现了银行家算法的基本功能，包括初始化系统资源和进程，请求资源，释放资源，显示当前资源状态等。需要注意的是，这个代码只是一个简单的示例，并没有考虑多线程等实际情况下的实现细节。